KR20120103450A

KR20120103450A - 인쇄 장치

Info

Publication number: KR20120103450A
Application number: KR20120019014A
Authority: KR
Inventors: 히로아키 아키야마
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2011-03-09
Filing date: 2012-02-24
Publication date: 2012-09-19
Also published as: US8801125B2; US9139027B2; TW201236881A; US20140320562A1; CN102673133A; JP5741078B2; JP2012190889A; US20120229535A1

Abstract

(과제) UV 조사 수단이 계속 점등함으로써 발생하는 문제점을 회피할 수 있는 인쇄 장치를 제공한다.
(해결 수단) 기재(基材; 1)에 대하여 상대 이동하고, 활성 광선으로 경화하는 액체의 액적(液滴)을 토출하는 토출 헤드(49)와, 토출 헤드(49)에 대하여 상대 이동 방향 후방측에 설치되어 기재(1) 상의 액적에 활성 광선을 조사하는 조사부(48)와, 조사부(48)가 점등을 개시하여 소정 시간이 경과한 후, 조사부(48)를 소등시키도록 제어하는 제어부(14)를 구비하는 인쇄 장치에 관한 것이다.

Description

인쇄 장치{PRINTING DEVICE}

본 발명은, 인쇄 장치에 관한 것이다.

최근, 기능액을 액적(液滴)으로 하여 토출하는 잉크젯법을 이용하여 기록 매체 상에 도포하고, 도포된 기능액을 고화(固化)함으로써 당해 기록 매체 상에 소정 정보를 인쇄하는 기술이 채용되어 있다. 하기 특허문헌 1에는, 기록 매체로서 IC칩을 이용하여, 당해 IC칩 상에 제조 번호나 제조 회사 등의 소정 정보를 인쇄하는 인쇄 장치가 개시되어 있다.

또한, 최근, 자외선 조사에 의해 경화하는 자외선 경화형 잉크를 이용하여 상술한 바와 같은 기록을 행하는 액적 토출 장치가 주목받고 있다. 자외선 경화형 잉크는, 자외선을 조사하기까지는 경화가 매우 늦고, 자외선을 조사하면 급속하게 경화한다는, 인쇄 잉크로서 바람직한 특성을 구비하고 있다. 또한, 경화에 있어서 용제를 휘발시키는 일이 없기 때문에, 환경 부하가 작다는 이점도 있다.

또한, 자외선 경화형 잉크는, 비이클(vehicle)의 조성에 의해 여러 가지 기록 매체에 높은 부착성을 발휘한다. 또한, 경화한 후는 화학적으로 안정되고, 접착성, 내약제성, 내후성, 내마찰성 등이 높고, 옥외 환경에도 견디는 등, 우수한 특성을 구비하고 있다. 이 때문에, 종이, 수지 필름, 금속박 등의 얇은 시트 형상의 기록 매체의 외에, 기록 매체의 라벨면, 텍스타일 제품 등, 어느 정도 입체적인 표면 형상을 갖는 것에 대하여서도 화상을 형성할 수 있다.

그런데, 예를 들면 특허문헌 2에 나타내는 바와 같이, UV 램프 등의 UV 조사 수단이 잉크젯 헤드의 옆에 설치되어 있는 잉크젯 프린터를 적용하는 경우, 잉크젯 헤드에 의한 묘화 위치 근방에서 묘화 직후에 UV 잉크를 경화시킬 수 있다. 이 잉크젯 프린터는, 리니어 인코더에 의해 취득한 헤드의 위치 정보에 기초하여, UV 조사 수단의 UV 조사 범위가 헤드로부터의 잉크가 토출된 범위가 되도록 UV 조사 수단으로부터의 UV 조사를 제어하는 UV 조사 범위 제어 수단을 구비하고 있다.

일본공개특허공보 2003－80687호 일본특허 03855724호 공보

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

헤드의 위치 정보에만 기초하여 UV 조사 수단의 구동을 제어하는 경우, 예를 들면 헤드의 이동 수단이 고장나서 헤드가 정지한 상태라도 UV 조사 수단이 계속 점등해 버릴 우려가 있다. UV 조사 수단이 계속 점등하면, 열에 의해 기록 매체에 대미지를 부여하거나, UV 조사 수단 자체가 파손되는 것과 같은 문제가 발생해 버린다.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, UV 조사 수단이 계속 점등함으로써 발생하는 문제점을 회피할 수 있는 인쇄 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 인쇄 장치는, 기재(基材)에 대하여 상대 이동하고, 활성 광선(active ray)으로 경화하는 액체의 액적을 토출하는 토출 헤드와, 상기 토출 헤드에 대하여 상기 상대 이동 방향 후방측에 설치되어 상기 기재 상의 상기 액적에 상기 활성 광선을 조사하는 조사부(irradiation unit)와, 상기 조사부가 점등을 개시하여 소정 시간이 경과한 후, 상기 조사부를 소등시키도록 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 인쇄 장치에 의하면, 조사부를 소등하는 타이밍을 조사부의 점등 개시시로부터의 경과 시간(타이머)에 기초하여 제어할 수 있다. 따라서, 조사부는 점등 개시 후, 소정 시간이 경과하면 반드시 소등되기 때문에, 조사부가 계속 점등함으로써 기재에 열에 의한 대미지를 부여하거나, 조사부 자체가 고장나는 것과 같은 문제점의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 상기 인쇄 장치에 있어서는, 상기 제어부는, 상기 상대 이동의 속도 및 상기 기재의 상기 상대 이동 방향에 있어서의 폭에 기초하여 상기 소정 시간을 규정하는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 제어부가 상대 이동 속도 및 기재의 폭으로부터 소정 시간이 규정되기 때문에, 적어도 조사부가 기재를 통과한 후에 소등시킬 수 있다.

또한, 상기 인쇄 장치에 있어서는, 상기 제어부는, 상기 상대 이동의 속도 및 상기 기재를 올려놓는 재치대(載置台)의 상기 상대 이동 방향에 있어서의 폭에 기초하여 상기 소정 시간을 규정하는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 토출 헤드의 이동 속도에 다소의 오차가 발생해 있다고 해도 적어도 기재를 통과 완료된 후에 조사부를 소등시킬 수 있다. 즉, 조사부의 점등 시간으로서 마진을 확보함과 함께 기재의 전역(全域)에 걸쳐 자외선을 확실하게 조사할 수 있다.

또한, 상기 인쇄 장치에 있어서는, 상기 토출 헤드 및 상기 조사부를 일체로 보유지지(保持)함과 함께 상기 기재에 대하여 이동 가능하게 하는 캐리지(carriage)와, 상기 캐리지의 위치 정보를 취득 가능한 위치 정보 취득 장치를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 위치 정보 취득 장치로부터의 상기 캐리지의 위치 정보에 기초하여 상기 조사부의 점등 타이밍을 제어하는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 제어부가 캐리지의 위치 정보에 기초하여 캐리지와 기재와의 위치 관계를 산출할 수 있다. 따라서, 기재가 조사부의 하방에 위치한 경우에, 최적의 타이밍에서 조사부를 점등시킬 수 있다.

또한, 상기 인쇄 장치에 있어서는, 상기 토출 헤드 및 상기 조사부를 일체 로 보유지지함과 함께 상기 기재에 대하여 이동 가능하게 하는 캐리지와, 상기 캐리지가 소정 위치에 도달한 것을 검출하는 검출부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 검출부로부터의 검출 신호에 기초하여 상기 조사부를 점등하는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 제어부가 예를 들면 캐리지에 보유지지되는 조사부가 기재 상으로 이동한 타이밍에서 조사부를 점등시킬 수 있다.

도 1의 (a)는 반도체 기판을 나타내는 개략 평면도이고, 도 1의 (b)는 액적 토출 장치를 나타내는 개략 평면도이다.
도 2는 공급부를 나타내는 개략도이다.
도 3은 전처리부의 구성을 나타내는 개략 사시도이다.
도 4의 (a)는 도포부의 구성을 나타내는 개략 사시도이고, 도 4의 (b)는 캐리지를 나타내는 개략 측면도이다.
도 5의 (a)는 헤드 유닛을 나타내는 개략 평면도이고, 도 5의 (b)는 액적 토출 헤드의 구조를 설명하기 위한 요부(要部) 개략 단면도이다.
도 6은 수납부를 나타내는 개략도이다.
도 7은 반송부의 구성을 나타내는 개략 사시도이다.
도 8은 인쇄 방법을 나타내기 위한 플로우 차트이다.
도 9은 캐리지의 위치 정보를 취득하는 방법의 변형예에 따른 구성을 나타내는 도면이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

이하, 본 발명의 인쇄 장치의 실시 형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.

또한 이하의 실시 형태는, 본 발명의 일 실시 형태를 나타내는 것으로, 이 발명을 한정하는 것은 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 축척(縮尺)이나 수 등을 상이하게 하고 있다.

본 실시 형태에서는, 본 발명의 특징적인 인쇄 장치와, 이 인쇄 장치를 이용하여 액적을 토출하여 인쇄하는 인쇄 방법의 예에 대해서, 도 1?도 9에 따라서 설명한다.

(반도체 기판)

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

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

기판(2) 상에는 반도체 장치(3)가 실장되어 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 1의 (b)는 인쇄 장치를 나타내는 개략 평면도이다.

도 1의 (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(8a)를 구비하고, 수납 용기로부터 중계 장소(8a)로 반도체 기판(1)을 공급한다.

전처리부(9)는, 반도체 장치(3)의 표면을 가열하면서 개질(改質)하는 기능을 갖는다. 전처리부(9)에 의해 반도체 장치(3)는 토출된 액적의 퍼짐 상태 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 표면의 개질을 행한다. 그 후, 전처리부(9)는 처리 후의 반도체 기판(1)을 제1 중계 장소(9a) 또는 제2 중계 장소(9b)로 이동하고, 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 행해질 때, 반도체 기판(1)이 위치하는 장소를 처리 장소(9d)로 한다.

냉각부(11)는, 전처리부(9)에서 가열 및 표면 개질이 행해진 반도체 기판(1)을 냉각하는 기능을 구비하고 있다. 냉각부(11)는, 각각이 반도체 기판(1)을 보유지지하여 냉각하는 처리 장소(11a, 11b)를 갖고 있다. 처리 장소(11a, 11b)는, 적절히 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 경화하는 기능을 갖는다. 도포부(10)는 중계 장소(10a)를 구비하고, 묘화 전의 반도체 기판(1)을 중계 장소(10a)로부터 이동하여 묘화 처리 및 경화 처리를 행한다. 그 후, 도포부(10)는 묘화 후의 반도체 기판(1)을 중계 장소(10a)로 이동하고, 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 용기로 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 스칼라형 로봇(SCARA robot)이 이용되고 있다. 그리고, 아암부의 선단에는 반도체 기판(1)을 파지하는 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 이동할 수 있다. 제어부(14)는 인쇄 장치(7)의 전체의 동작을 제어하는 장치이며, 인쇄 장치(7)의 각부의 동작 상황을 관리한다. 그리고, 반송부(13)에 반도체 기판(1)을 이동하는 지시 신호를 출력한다. 이에 따라, 반도체 기판(1)은 각부를 순차 통과하여 묘화되도록 되어 있다.

이하, 각 부의 상세에 대해서 설명한다.

(공급부)

도 2의 (a)는 공급부를 나타내는 개략 정면도이며, 도 2의 (b) 및 도 2의 (c)는 공급부를 나타내는 개략 측면도이다. 도 2의 (a) 및 도 2의 (b)에 나타내는 바와 같이, 공급부(8)는 기대(15)를 구비하고 있다. 기대(15)의 내부에는 승강 장치(16)가 설치되어 있다. 승강 장치(16)는 Z방향으로 동작하는 직동 기구를 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 스텝 모터에 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 이동량만큼 승강 가능하게 되어 있다.

승강판(17)의 위에는 직방체 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 형성되어, 개구부(18a)로부터 반도체 기판(1)이 출입 가능하게 되어 있다. 수납 용기(18)의 X방향의 양측에 위치하는 측면(18b)의 내측에는 볼록한 형상의 레일(18c)이 형성되고, 레일(18c)은 Y방향으로 연재되어 배치되어 있다. 레일(18c)은 Z방향으로 복수 등(等)간격으로 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) 상에 중계대(23)가 겹쳐 배치되어 있다. 기판 인출부(22)는 Y방향으로 신축하는 아암부(22a)와 아암부(22a)를 구동하는 직동 기구를 구비하고 있다. 이 직동 기구는 직선 형상으로 이동하는 기구이면 특별히 한정되지 않고, 본 실시 형태에서는, 예를 들면, 압축 공기로 작동하는 에어 실린더를 채용하고 있다. 아암부(22a)의 일단(一端)에는 대략 직사각형으로 절곡된 클로우부(22b)가 설치되고, 이 클로우부(22b)의 선단은 아암부(22a)와 평행하게 형성되어 있다.

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

그 결과, 도 2의 (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. 클로우부(22b)에 의해 눌러져 반도체 기판(1)이 정지하는 장소에 의해, 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 이동하여 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 순차 반도체 기판(1)을 수납 용기(18)로부터 중계대(23) 상으로 이동한다. 수납 용기(18) 내의 반도체 기판(1)을 모두 중계대(23) 상으로 이동한 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(preprocessing unit))

도 3은 전처리부의 구성을 나타내는 개략 사시도이다. 도 3의 (a)에 나타내는 바와 같이, 전처리부(9)는 기대(24)를 구비하고, 기대(24) 상에는 X방향으로 연재 되는 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 설치되며, 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 구비하여, 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 설치되며, 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 설치되며, 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 있고, 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 있고, 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 있어, 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 이동할 수 있다.

기대(24)의 －X방향에는 평판 형상의 지지부(29)가 입설(立設)되어 있다. 지지부(29)의 X방향측의 면에 있어서 상측에는 Y방향으로 연재되는 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 구비하여, 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 조면화(粗面化)할 수 있으며, 엑시머 레이저를 이용하는 경우, 반도체 기판(1)의 표면을 일부 용융 고화함으로써 조면화할 수 있고, 플라즈마 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 가능하게 되어 있다.

전처리부(9)는, 외장부(外裝部)(33)에 의해 전체가 덮여져 있다. 외장부(33)의 내부에는 상하로 이동 가능한 문부(door part)(34)가 설치되어 있다. 그리고, 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이, 제1 스테이지(27) 또는 제2 스테이지(28)가 캐리지(31)와 대향하는 장소로 이동한 뒤, 문부(34)가 하강한다. 이에 따라, 처리부(32)가 조사하는 자외선이 전처리부(9)의 밖으로 새지 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 급재(給材)한다. 그리고, 전처리부(9)는 반도체 기판(1)이 올려놓여진 제1 스테이지(27) 또는 제2 스테이지(28)를 처리 장소(9d)로 이동하여 전처리를 행한다. 전처리가 종료된 후, 전처리부(9)는 제1 스테이지(27) 또는 제2 스테이지(28)를 중계 장소(9c)로 이동한다. 이어서, 반송부(13)는 재치면(27a) 또는 재치면(28a)으로부터 반도체 기판(1)을 제재(除材)한다.

(냉각부)

냉각부(11)는, 각 처리 장소(11a, 11b)에 각각 설치되며, 상면이 반도체 기판(1)의 흡착 보유지지면(suction retention surface)으로 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 있고, 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) 위 또는 처리 장소(11b)에 위치하는 냉각판(110a) 위에서 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 4 및 도 5에 따라서 설명한다. 액적을 토출하는 장치에 관해서는 여러 가지 종류의 장치가 있지만, 잉크젯법을 이용하는 장치가 바람직하다. 잉크젯법은 미소(微小)한 액적의 토출이 가능하기 때문에, 미세 가공에 적합하다.

도 4의 (a)는, 도포부의 구성을 나타내는 개략 사시도이다. 도포부(10)에 의해 반도체 기판(1)에 액적이 토출된다. 도 4의 (a)에 나타내는 바와 같이, 도포부(10)에는, 직방체 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 연재되는 한 쌍의 안내 레일(38)이 Y방향 전폭(全幅)에 걸쳐 볼록 설치(凸設)되어 있다. 그 기대(37)의 상측에는, 한 쌍의 안내 레일(38)에 대응하는 도시하지 않는 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) 혹은 복동(復動)하도록 되어 있다. 왕동과 복동을 반복하는 것을 주사 이동이라고 칭한다. 또한, 기대(37)의 상면(37a)에는, 안내 레일(38)과 평행하게 부주사 위치 검출 장치(40)가 배치되어, 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 않는 흡인식 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 가설되어 있다. 안내 부재(43)의 하측에는 X방향으로 연장되는 안내 레일(44)이 X방향 전폭에 걸쳐 볼록 설치되어 있다. 안내 레일(44)을 따라서 이동 가능하게 부착되는 캐리지(이동 수단)(45)는 대략 직방체 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 배치되어, 캐리지(45)의 위치가 계측된다. 구체적으로 본 실시 형태에서는, 주주사 위치 검출 장치(위치 정보 취득 장치)(46)로서 리니어 엔코더를 이용하고 있다. 주주사 위치 검출 장치(46)는 제어부(14)에 전기적으로 접속되어 있어, 측정 결과를 제어부(14)에 송신하도록 되어 있다. 캐리지(45)의 하측에는 헤드 유닛(47)이 설치되고, 헤드 유닛(47)의 스테이지(39)측의 면에는 도시하지 않은 액적 토출 헤드가 볼록 설치되어 있다.

도 4의 (b)는, 캐리지를 나타내는 개략 측면도이다. 도 4의 (b)에 나타내는 바와 같이 캐리지(45)의 반도체 기판(1)측에는 헤드 유닛(47)과 한 쌍의 조사부로서의 경화 유닛(조사부)(48)이 배치되어 있다. 헤드 유닛(47)의 반도체 기판(1)측에는 액적을 토출하는 액적 토출 헤드(토출 헤드)(49)가 볼록 설치되어 있다.

경화 유닛(48)은, 토출된 액적을 경화시키는 자외선을 조사하기 위한 것이다. 경화 유닛(48)은 주주사 방향(상대 이동 방향)에 있어서 헤드 유닛(47)을 사이에 끼운 양측의 위치에 배치되어 있다. 경화 유닛(48)은 발광 유닛과 방열판 등을 포함한다. 발광 유닛에는 다수의 LED(Light　Emitting　Diode) 소자가 배열되어 설치되어 있다. 이 LED 소자는, 전력의 공급을 받아 자외선의 빛인 자외광을 발광하는 소자이다.

그런데, 본 실시 형태에서는 경화 유닛(48)의 점등 및 소등의 타이밍을 제어부(14)가 제어하고 있다. 구체적으로 제어부(14)는, 주주사 위치 검출 장치(46)의 측정 결과에 기초하여, 캐리지(45)의 액적 토출 헤드(49)와 스테이지(39)의 재치면(41) 상의 반도체 기판(1)이 위치 맞춤된 상태로 경화 유닛(48)을 점등시킨다.

한편, 제어부(14)는 경화 유닛(48)을 점등하고나서 소정 시간이 경과한 후, 경화 유닛(48)을 소등한다. 제어부(14)는 주주사 위치 검출 장치(46)의 신호로부터 캐리지(45)의 반도체 기판(1)에 대한 이동 속도를 산출하여, 당해 이동 속도와 미리 제어부(14) 내에 기억되어 있는 반도체 기판(1)의 캐리지(45)의 이동 방향(X방향)의 폭으로부터 경화 유닛(48)이 반도체 기판(1)의 전역을 통과하는데 필요로 하는 시간을 산출하여, 당해 시간을 상기 소정 시간으로 설정하고 있다.

이에 따라, 제어부(14)는 캐리지(45)에 탑재되는 경화 유닛(48)이 반도체 기판(1) 상에 위치한 타이밍에서 경화 유닛(48)을 점등시키고, 당해 경화 유닛(48)이 반도체 기판(1)을 통과한 타이밍, 즉 상기 소정 시간이 경과한 후, 경화 유닛(48)을 소등시킨다. 이에 따라, 경화 유닛(48)을 효율적으로 점등시킬 수 있으며, 경화 유닛(48)에 의한 소비 전력을 억제하고 있다.

여기에서, 종래와 같이 캐리지(45)의 위치 정보에만 기초하여 경화 유닛(48)을 점등시키는 기간을 제어하면, 예를 들면 캐리지(45)의 직동 기구가 고장나서 캐리지(45)가 움직이지 않게 된 상태를 제어부(14)는 분별할 수 없다. 그 때문에, 경화 유닛(48)을 계속 점등시키게 되어 버려, 반도체 기판(1)에 열에 의한 대미지를 부여하거나, 장시간의 점등에 의해 경화 유닛(48)을 파손시킬 우려도 있다.

이에 대하여, 본 실시 형태에서는, 경화 유닛(48)을 타이머 제어함으로써, 조사부가 점등 후, 소정 시간이 경과하면 반드시 소등하도록 되어 있다. 따라서, 상술한 바와 같이 예를 들면 캐리지(45)가 움직이지 않게 된 경우라도, 경화 유닛(48)이 계속 점등하는 것에 의한 상기 문제점의 발생을 방지하고 있다.

캐리지(45)의 도면 중 상측에는 수용(收容) 탱크(50)가 배치되고, 수용 탱크(50)에는 기능액이 수용되어 있다. 액적 토출 헤드(49)와 수용 탱크(50)는 도시하지 않는 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 액상이며, 중합시킴으로써 폴리머가 되는 재료이면 특별히 한정되지 않는다. 또한, 점성이 작은 수지 재료가 바람직하며, 올리고머의 형태인 것이 바람직하다. 모노머의 형태이면 더욱 바람직하다. 광중합 개시제는 폴리머의 가교성 기에 작용하여 가교 반응을 진행시키는 첨가제이며, 예를 들면, 광중합 개시제로서 벤질디메틸케탈(benzyl dimethylketal) 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 5의 (a)는, 헤드 유닛을 나타내는 개략 평면도이다. 도 5의 (a)에 나타내는 바와 같이, 헤드 유닛(47)에는 제1, 제2 토출 헤드를 구성하는 2개의 액적 토출 헤드(49)가 부주사 방향으로 간격을 두고 배치되며, 각 액적 토출 헤드(49)의 표면에는 노즐 플레이트(51)가 각각 배치되어 있다. 각 노즐 플레이트(51)에는 복수의 노즐(52)이 배열되어 형성되어 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 각 노즐 플레이트(51)에, 15개의 노즐(52)이 부주사 방향을 따라서 배치된 노즐 열(60)이 일렬 설치되어 있다. 또한, 2개의 노즐 열(60)은, Y방향을 따른 직선 형상으로, 그리고 X방향에 대해서는 양측의 경화 유닛(48)과 등간격이 되는 위치에 배치되어 있다.

각 액적 토출 헤드(49)에 있어서는, 노즐 열(60)의 양단에 위치하는 노즐(52)에 대해서는 액적의 토출 특성이 불안정하게 되는 경향이 있기 때문에, 액적 토출 처리에는 이용하지 않는다. 즉, 본 실시 형태에서는, 양단의 노즐(52)을 제외한 13개의 노즐(52)에 의해, 실제로 반도체 기판(1)에 대하여 액적을 토출하는 실(實)노즐 열(60A)이 형성된다.

여기에서, 각 실노즐 열(60A)의 부주사 방향의 길이를 LN으로 하고, 서로 이웃하는 액적 토출 헤드(49)끼리의 실노즐 열(60A) 간의 부주사 방향의 거리를 LH로 하면, 서로 이웃하는 액적 토출 헤드(49)는, 이하의 식을 만족하는 위치 관계로 배치된다.

LH＝n×LN(n은 정(正)의 정수)　…(1)

본 실시 형태에서는, n＝1, 즉, LH＝LN이 되는 위치 관계로 두 개의 액적 토출 헤드(49)가 Y방향을 따라서 배치되어 있다.

경화 유닛(48)의 하면에는, 조사구(照射口)(48a)가 형성되어 있다. 조사구(48a)는, Y방향에 있어서의 토출 헤드(49, 49)의 길이, 이들 토출 헤드(49, 49) 간의 거리의 합 이상의 길이의 조사 범위를 갖고 설치되어 있다. 그리고, 경화 유닛(48)이 발광하는 자외광이 조사구(48a)로부터 반도체 기판(1)을 향하여 조사된다.

도 5의 (b)는, 액적 토출 헤드의 구조를 설명하기 위한 요부 개략 단면도이다. 도 5의 (b)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 상대(相對)하는 위치에는 노즐(52)과 연통하는 캐비티(53)가 형성되어 있다. 그리고, 액적 토출 헤드(49)의 캐비티(53)에는 기능액(액체)(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 배설(配設)되어 있다. 압전 소자(56)가 상하 방향으로 신축하여 진동판(55)을 가압하여 진동하고, 진동판(55)이 캐비티(53) 내의 용적을 확대 축소하여 캐비티(53)를 가압한다. 그에 따라, 캐비티(53) 내의 압력이 변동하고, 캐비티(53) 내에 공급된 기능액(54)은 노즐(52)을 통하여 토출된다.

액적 토출 헤드(49)가 압전 소자(56)를 제어 구동하기 위한 노즐 구동 신호를 받으면, 압전 소자(56)가 신장하여, 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 6의 (a)는 수납부를 나타내는 개략 정면도이며, 도 6의 (b) 및 도 6의 (c)는 수납부를 나타내는 개략 측면도이다. 도 6의 (a) 및 도 6의 (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(昇降板)(76)은 승강 장치(75)에 의해 승강된다. 승강판(76)의 위에는 직방체 형상의 수납 용기(18)가 설치되고, 수납 용기(18)의 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) 상에 중계대(79)가 겹쳐 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 않고, 본 실시 형태에서는, 예를 들면, 압축 공기로 작동하는 에어 실린더를 채용하고 있다. 중계대(79) 상에는 반도체 기판(1)이 올려놓여져, 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 형성되어, 반도체 기판(1)은 이 오목부를 따라서 이동한다. 그리고, 이 오목부에 의해 반도체 기판(1)의 X방향의 위치가 결정된다. 그 결과, 도 6의 (c)에 나타내는 바와 같이, 반도체 기판(1)이 수납 용기(18)의 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 이동한 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 정리하여 다음의 공정으로 이행할 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 연휴(連携)하여 반도체 기판(1)을 수납 용기(18)에 수납할 수 있다.

(반송부)

다음으로, 반도체 기판(1)을 반송하는 반송부(13)에 대해서 도 7에 따라서 설명한다. 도 7은, 반송부의 구성을 나타내는 개략 사시도이다. 도 7에 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(空洞)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 가장자리(端)에는 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 가장자리에는 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(linear finger)(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 파지시킬 수 있다.

기대(82)의 －Y방향측에는 제어 장치(89)가 설치되어 있다. 제어 장치(89)에는 중앙 연산 장치, 기억부, 인터페이스, 엑츄에이터 구동 회로, 입력 장치, 표시 장치 등을 구비하고 있다. 엑츄에이터 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 밖에도 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 따라서 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 상술한 인쇄 장치(7)를 이용한 인쇄 방법에 대해서 도 8로 설명한다. 도 8은, 인쇄 방법을 나타내기 위한 플로우 차트이다.

도 8의 플로우 차트에 나타내는 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 S2에서 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 S6을 주체로 구성된다.

상기의 공정 중, 전처리 공정 S2로부터 인쇄 공정 S4에 이르는 공정이 본 발명의 특징 부분이기 때문에, 이하의 설명에 있어서는, 이 특징 부분에 대해서 설명한다.

전처리 공정 S2에 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. 이어서, 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, 중계 장소(9c)에 위치하는 제1 스테이지(27) 상에 반도체 기판(1)이 올려놓여진다(도 3의 (b) 참조). 또는, 중계 장소(9c)에 위치하는 제2 스테이지(28) 상에 반도체 기판(1)이 올려놓여진다(도 3의 (a) 참조).

제1 스테이지(27) 및 제2 스테이지(28)는, 가열 장치(27H, 28H)에 의해 미리 가열되어 있고, 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 행하고, 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 이동할 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)에 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.

이어서, 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 분리한 활성 산소가 그 절단된 표면층의 분자에 결합하여, 친수성이 높은 관능기(예를 들면 -OH, -CHO, -COOH)로 변환되고, 기판(1)의 표면을 개질함과 함께, 표면의 유기물 제거가 행해진다. 여기에서, 반도체 장치(3)(반도체 기판(1))는, 상술한 바와 같이, 미리 180℃로 가열된 상태로 자외선이 조사되기 때문에, 반도체 기판(1)에 손상이 미치는 일 없이, 표면층의 분자의 충돌 속도를 크게 하고, 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 이동할 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, 곧바로, 제2 스테이지(28) 상의 반도체 기판(1)의 전처리를 개시할 수 있다. 이어서, 전처리부(9)는 반도체 기판(1)에 실장된 반도체 장치(3)에 자외선을 조사함으로써, 상기 제 1 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 S2에서 반도체 기판(1)의 전처리가 완료되고, 냉각 공정 S3으로 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 S2에서 가열된 반도체 기판(1)은, 인쇄 공정 S4가 행해질 때의 적절한 온도(예를 들면 실온)로 소정 시간 냉각(온도 조정)된다.

냉각 공정 S3에서 냉각된 반도체 기판(1)은, 반송부(13)에 의해 도포부(10)의 중계 장소(10a)에 위치하는 스테이지(39) 상에 반송된다. 인쇄 공정 S5에 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)에 대하여 캐리지(45)를, 예를 들면 ＋X방향으로 주사 이동(상대 이동)하면서, 각 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, 주사 이동 방향에 있어서의 후방측인 캐리지(45)의 －X측에 설치된 경화 유닛(48)으로부터 마크에 자외선이 조사된다. 이에 따라, 마크를 형성하는 기능액(54)에는 자외선에 의해 중합이 개시하는 광중합 개시제가 포함되어 있기 때문에, 마크의 표면이 곧바로 고화 또는 경화된다.

여기에서, 제어부(14)는 주(主)주사 위치 검출 장치(46)로부터 송신되어 오는 엔코더 신호에 기초하여, 경화 유닛(48)이 반도체 기판(1) 상에 위치한 타이밍에서 경화 유닛(48)을 점등한다. 또한, 제어부(14)는 상술한 바와 같이 하여 설정한 소정 시간이 경과하면 경화 유닛(48)을 소등시킨다.

이때, 두 개의 액적 토출 헤드(49)는, 부(副)주사 방향인 Y방향을 따라서 배치되고, 노즐 열(60)에 대해서도 Y방향에 직선 형상으로 배치되어 있기 때문에, 액적(57)이 반도체 장치(3)에 토출되고나서 자외선에 조사되어 경화하기까지의 피닝 시간(pinning time)은, 두 개의 액적 토출 헤드(49) 간에서 차이가 발생하지 않고 동일하게 된다.

캐리지(45)의 ＋X방향으로의 주사 이동이 완료되면, 스테이지(39)를 예를 들면 ＋Y방향으로 거리 LN(＝LH) 피드(feed)한다. 그리고, 스테이지(39)에 대하여 캐리지(45)를, －X방향으로 주사 이동(상대 이동)하면서, 각 액적 토출 헤드(49)에 형성된 노즐(52)로부터 액적(57)을 토출하면서, 주사 이동 방향에 있어서의 후방측인 캐리지(45)의 ＋X측에 설치된 경화 유닛(48)으로부터 마크에 자외선이 조사된다.

이에 따라, 1회째의 주사 이동으로 액적이 토출되지 않았던 두 개의 액적 토출 헤드(49) 간의 에어리어에 대해서도 액적이 토출된다. 또한, 2회째의 주사 이동에 의한 액적 토출에 있어서도, 액적(57)이 반도체 장치(3)에 토출되고나서 자외선에 조사되어 경화하기까지의 피닝 시간은, 두 개의 액적 토출 헤드(49) 간에서 차이가 발생하지 않고 동일하게 된다. 또한, 노즐 열(60)(실노즐 열(true nozzle rows))(60A)과 양측의 경화 유닛(48)과의 X방향의 거리가 동일하기 때문에, 1회째의 주사 이동에 의한 액적 토출과 2회째의 주사 이동에 의한 액적 토출로 피닝 시간이 동일하게 된다.

반도체 기판(1)에 대한 인쇄를 행한 후에 도포부(10)는 반도체 기판(1)이 올려놓여진 스테이지(39)를 중계 장소(10a)에 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.

이후, 반도체 기판(1)은, 수납 공정 S6에 있어서, 반송부(13)에 의해 수납부(12)에 반송되어, 수납 용기(18)에 수납된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 경화 유닛(48)을 점등시키고나서의 경과 시간을 카운트하여, 소정의 시간이 경과한 경우에 경화 유닛(48)을 소등하고 있다. 이에 따라, 예를 들면 캐리지(45)가 고장나 움직이지 않는 경우라도, 경화 유닛(48)이 타이머 제어에 의해 소정 시간이 경과하면 반드시 소등하기 때문에, 반도체 기판(1)이 열에 의해 대미지를 받거나, 장시간의 점등에 의해 경화 유닛(48)이 파손하는 것과 같은 문제점을 방지할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 서로 이웃하는 액적 토출 헤드(49)끼리의 실노즐 열(60A) 간의 Y방향의 거리 LH가, 실노즐 열(60A)의 Y방향의 거리 LN의 정(正)의 정수배(整數倍)가 되도록, 두 개의 액적 토출 헤드(49)를 배치하고 있기 때문에, 복수회의 주사 이동으로 반도체 기판(1)에 액적을 토출하는 경우라도, 최소 회수의 주사 이동으로 액적 토출 처리를 완료시킬 수 있어, 생산성의 향상에 기여할 수 있다.

이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는 것은 말할 필요도 없다. 상술한 예에 있어서 나타낸 각 구성 부재의 제형(諸形) 형상이나 조합 등은 일 예로서, 본 발명의 주지로부터 일탈하지 않는 범위에 있어서 설계 요구 등에 기초하여 여러 가지 변경 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 동일하게, 가시광 등의 활성광을 사출하는 여러 가지 활성광 광원을 이용하는 것, 즉 활성 광선 조사부를 이용할 수 있다.

여기에서, 본 발명에 있어서 「활성 광선」이란, 그 조사에 의해 잉크 중에 있어서 개시종(種)을 발생시킬 수 있는 에너지를 부여할 수 있는 것이면, 특별히 제한은 없고, 넓게, α선, γ선, X선, 자외선, 가시광선, 전자선 등을 포함하는 것이다. 그 중에서도, 경화 감도 및 장치의 입수 용이성의 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, 노즐 열이 부주사 방향(Y방향)으로 연재되는 구성을 예시했지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 부주사 방향과 교차하는 방향(Y방향에 대하여 소정 각도 기운 방향)으로 연재되는 구성이라도 좋다.

이 경우, 노즐 열을 구성하는 노즐과 경화 유닛(48)과의 거리가 일정하지 않게 되기 때문에, 예를 들면 노즐과 경화 유닛(48)과의 거리의 평균값을 이용하여, 상기 조정해야하는 주사 이동 속도를 구하는 구성으로 해도 좋다.

또한, 한 개의 노즐 플레이트가 복수의 노즐 열을 갖는 구성을 채용하는 것이 바람직하다.

이에 따르면, 서로 이웃하는 노즐 열을 고밀도로 배치할 수 있기 때문에, 캐리지 자체를 작게 할 수 있다. 또한, 노즐 열 간 거리와 광원?복수의 노즐 열 간 거리와의 비를 작게 할 수 있다. 이에 따라, 전 노즐 열에 있어서의 평균적인, 착탄(着彈)에서 경화까지의 시간을 보다 짧게 할 수 있다. 따라서, 착탄에서 경화까지의 시간을 일정하게 제어하는 것이 용이하다.

또한, 제어부(14)는 반도체 기판(1)의 폭을 대신하여 미리 제어부(14) 내에 기억되어 있는 스테이지(39)의 재치면(41)의 캐리지(45)의 이동 방향(X방향)의 폭과, 주주사 위치 검출 장치(46)의 신호에 기초하는 캐리지(45)의 이동 속도로부터, 경화 유닛(48)이 스테이지(39) 상을 통과하는데 필요로 하는 시간을 산출하여, 당해 시간을 상기 소정 시간으로 설정하도록 해도 무관하다.

또한, 상기 실시 형태에서는 제어부(14)가 주주사 위치 검출 장치(46)의 신호에 기초하여 경화 유닛(48)을 점등하는 타이밍을 제어하는 경우에 대해서 설명했지만, 도 9에 나타내는 바와 같이 캐리지(45)의 위치를 검출하는 센서(검출부)(100)를 설치하여, 제어부(14)가 당해 센서(100)의 신호에 기초하여 경화 유닛(48)을 점등하는 구성이라도 무관하다. 센서(100)는, 소정 위치(액적 토출 헤드(49)와 반도체 기판(1)이 대향하는 위치)에 도달한 캐리지(45)를 검출 가능한 위치에서 배치되어 있다. 또한, 센서(100)는 안내 부재(43)에 설치되어 있어도 좋다.

이 구성에 의하면, 제어부(14)가 센서(100)로부터의 신호를 수신함으로써 캐리지(45)의 위치 정보를 정확하게 파악할 수 있어, 경화 유닛(48)을 최적의 타이밍에서 점등시킬 수 있다.

또한, 제어부(14)는 캐리지(45)의 이동 속도 및 반도체 기판(1)의 폭으로부터 반도체 기판(1) 전면에 대한 기록 동작이 완료되는 시간을 상기 소정 시간으로서 설정하도록 해도 좋다. 이에 따르면, 경화 유닛(48)을 점등 또는 소등하는 동작을 행하는 횟수를 줄일 수 있어, 경화 유닛(48)의 제어를 용이하게 행할 수 있다.

캐리지(45)의 이동 속도 및 반도체 기판(1)의 폭으로부터 상기 소정 시간을 설정한 경우, 예를 들면 캐리지(45)의 이동 속도에 오차가 발생하면 경화 유닛(48)이 반도체 기판(1)을 통과 완료하기 전에 경화 유닛(48)이 소등되어 버릴 우려가 있다. 한편, 캐리지(45)의 이동 속도 및 스테이지(39)의 폭으로부터 상기 소정 시간을 설정하면, 예를 들면 캐리지(45)의 이동 속도에 다소의 오차가 발생해 있다고 해도 적어도 반도체 기판(1)을 통과 완료한 후에 경화 유닛(48)을 소등시킬 수 있다. 즉, 경화 유닛(48)의 점등 시간으로서 마진을 확보함과 함께 반도체 기판(1)의 전역에 걸쳐 자외선을 확실하게 조사할 수 있다.

1 : 반도체 기판(기재)　
3 : 반도체 장치　
7 : 인쇄 장치　
9 : 전처리부　
10 : 도포부(인쇄부)　
14 : 제어부　
45 : 캐리지　
46 : 주주사 위치 검출 장치(위치 정보 취득 장치)　
48 : 경화 유닛(조사부)　
49 : 액적 토출 헤드(토출 헤드)　
54 : 기능액(액체)　
57 : 액적
100 : 센서(검출부)

Claims

기재(基材)에 대하여 상대 이동하고, 활성 광선으로 경화하는 액체의 액적(液滴)을 토출하는 토출 헤드와,
상기 토출 헤드에 대하여 상기 상대 이동 방향 후방측에 설치되어 상기 기재 상의 상기 액적에 상기 활성 광선을 조사하는 조사부(irradiation unit)와,
상기 조사부가 점등을 개시하여 소정 시간이 경과한 후, 상기 조사부를 소등시키도록 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 인쇄 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 상대 이동의 속도 및 상기 기재의 상기 상대 이동 방향에 있어서의 폭에 기초하여 상기 소정 시간을 규정하는 것을 특징으로 하는 인쇄 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 상대 이동의 속도 및 상기 기재를 올려놓는 재치대(載置台)의 상기 상대 이동 방향에 있어서의 폭에 기초하여 상기 소정 시간을 규정하는 것을 특징으로 하는 인쇄 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 토출 헤드 및 상기 조사부를 일체로 보유지지(保持)함과 함께 상기 기재에 대하여 이동 가능하게 하는 캐리지와, 상기 캐리지의 위치 정보를 취득 가능한 위치 정보 취득 장치를 갖고,
상기 제어부는, 상기 위치 정보 취득 장치로부터의 상기 캐리지의 위치 정보에 기초하여 상기 조사부의 점등 타이밍을 제어하는 것을 특징으로 하는 인쇄 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 토출 헤드 및 상기 조사부를 일체로 보유지지함과 함께 상기 기재에 대하여 이동 가능하게 하는 캐리지와, 상기 캐리지가 소정 위치에 도달한 것을 검출하는 검출부를 갖고,
상기 제어부는, 상기 검출부로부터의 검출 신호에 기초하여 상기 조사부를 점등하는 것을 특징으로 하는 인쇄 장치.