液滴吐出装置
【課題】複数の処理部と搬送部とから構成された液滴吐出装置にかかわる。搬送部が各処理部にワークを搬入し難い構造であるときにも、各処理部にワークを搬入して膜を形成できる液滴吐出装置を提供する。
【解決手段】半導体基板１に液滴を吐出して塗布する塗布部１０と、液滴を吐出する前に半導体基板１に前処理を施す前処理部９と、液滴が吐出された半導体基板１に後処理を施す後処理部１１と、塗布部１０と前処理部９と後処理部１１との間で半導体基板１を移動させる搬送部１３と、を備え、搬送部１３は半導体基板１を把持する把持部１３ａを有し、塗布部１０と前処理部９と後処理部１１とは半導体基板１を受け渡しする中継場所９ａ，１０ａ，１１ａを有し、中継場所９ａ，１０ａ，１１ａは把持部１３ａの移動範囲内に位置している。
【解決手段】半導体基板１に液滴を吐出して塗布する塗布部１０と、液滴を吐出する前に半導体基板１に前処理を施す前処理部９と、液滴が吐出された半導体基板１に後処理を施す後処理部１１と、塗布部１０と前処理部９と後処理部１１との間で半導体基板１を移動させる搬送部１３と、を備え、搬送部１３は半導体基板１を把持する把持部１３ａを有し、塗布部１０と前処理部９と後処理部１１とは半導体基板１を受け渡しする中継場所９ａ，１０ａ，１１ａを有し、中継場所９ａ，１０ａ，１１ａは把持部１３ａの移動範囲内に位置している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出装置にかかわり、特に、装置を構成する各部間でワークを移動する構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
機能液を液滴にして吐出するインクジェット法を用いて塗布し、塗布された機能液を固化して膜を形成する方法が広く採用されている。そして、機能液には染料や顔料を含んで着色する機能を有する液状体や、金属粒子を含んで金属配線を形成する機能を有する液状体等の多種類の液状体が用いられている。
【０００３】
インクジェット法を用いて基板に機能液を塗布する液滴吐出装置が特許文献１に開示されている。液滴吐出装置は基板を移動させるステージと液滴吐出ヘッドを移動させるキャリッジを備えている。液滴吐出ヘッドには液滴を吐出するノズルが形成されている。このステージとキャリッジとは直交する方向に移動する。そして、機能液を塗布する場所と対向する場所に液滴吐出ヘッドが位置するときに、液滴を吐出する。そして、所定の位置に機能液を着弾させることにより基板に所定のパターンを描画していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２８３６３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ワークの表面状態によっては着弾した液滴が広がる場合がある。この広がり具合を制御するためにワークの表面に紫外線を照射する等の前処理をおこなって、ワーク表面を改質することがある。描画した後にも、着弾した液滴を乾燥させて固化する後処理を行うことがある。このように、前処理、描画、後処理の工程を行って膜が形成される。
【０００６】
これらの工程ではそれぞれ別の装置を用いて行われる。このとき、ロボット等の搬送装置が各装置間でワークを移動させる。そして、搬送装置が各装置にワークを設置し難い構造であるときにも、各装置間でワークを搬送して膜を形成できる液滴吐出装置が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］
本適用例にかかる液滴吐出装置であって、ワークに液滴を吐出して塗布する塗布部と、前記液滴を吐出する前に前記ワークに前処理を施す前処理部と、前記液滴が吐出された前記ワークに後処理を施す後処理部と、前記前処理部と前記塗布部との間及び前記塗布部と前記後処理部との間で前記ワークを移動させる搬送部と、を備え、前記塗布部と前記前処理部と前記後処理部とは前記ワークを受け渡しする中継場所を有し、前記搬送部は前記ワークを把持する把持部を有し、前記中継場所は前記把持部の移動範囲内に位置していることを特徴とする。
【０００９】
この液滴吐出装置によれば、前処理部、塗布部及び後処理部は中継場所を有しており、搬送部がワークを各部の中継場所に搬送する。そして各部は中継場所のワークを取り込んで処理を行い、処理が実施されたワークを中継場所にて待機させる。そして、搬送部がワークを各部の中継場所から別の装置の中継場所に搬送する。従って、搬送部が前処理部、塗布部及び後処理部の内部にワークを搬送し難い構造のときにも、各部が処理できるように搬送部はワークを搬送することができる。
【００１０】
［適用例２］
上記適用例にかかる液滴吐出装置において、前記ワークを供給する供給部と、前記ワークを収納する収納部と、をさらに備え、前記供給部と前記収納部とは前記ワークを受け渡しする中継場所を有し、前記中継場所は前記把持部の移動範囲内に位置していることを特徴とする。
【００１１】
この液滴吐出装置によれば、供給部は中継場所を有しており、ワークを中継場所に待機させる。そして、搬送部は供給部の中継場所にあるワークを搬送する。同様に、収納部は中継場所を有しており、搬送部は収納部の中継場所へワークを搬送する。そして、収納部は中継場所にあるワークを収納する。従って、搬送部が供給部及び収納部の内部にワークを搬送し難い構造のときにも、各部が処理できるように搬送部はワークを搬送することができる。
【００１２】
［適用例３］
上記適用例にかかる液滴吐出装置において、前記塗布部、前記前処理部、前記後処理部、前記供給部及び前記収納部が前記搬送部を囲んで配置されていることを特徴とする。
【００１３】
この液滴吐出装置によれば供給部、前処理部、塗布部、後処理部及び収納部と、搬送部との間の距離を同じ距離に配置することができる。従って、各部の中継場所を把持部の移動範囲内に配置し易くすることができる。
【００１４】
［適用例４］
上記適用例にかかる液滴吐出装置において、前記液滴は紫外線により硬化する硬化剤を含み、前記塗布部は着弾した前記液滴に紫外線を照射する照射部を備えることを特徴とする。
【００１５】
この液滴吐出装置によれば、着弾した液滴に紫外線を照射して硬化させることができる。従って、液滴の吐出と紫外線の照射を繰り返すことにより、異なる種類の液滴が交じり合うことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）は半導体基板を示す模式平面図、（ｂ）は液滴吐出装置を示す模式平面図。
【図２】（ａ）は供給部を示す模式正面図、（ｂ）及び（ｃ）は供給部を示す模式側面図。
【図３】前処理部の構成を示す概略斜視図。
【図４】（ａ）は、塗布部の構成を示す概略斜視図、（ｂ）は、キャリッジを示す模式側面図、（ｃ）は、ヘッドユニットを示す模式平面図、（ｄ）は、液滴吐出ヘッドの構造を説明するための要部模式断面図。
【図５】後処理部の構成を示す概略斜視図。
【図６】（ａ）は収納部を示す模式正面図、（ｂ）及び（ｃ）は収納部を示す模式側面図。
【図７】搬送部の構成を示す概略斜視図。
【図８】描画方法を示すためのフローチャート。
【図９】描画方法を説明するための模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
【００１８】
（実施形態）
本実施形態では、本発明の特徴的な液滴吐出装置と、この液滴吐出装置を用いて液滴を吐出して描画する描画方法の例について、図１〜図９に従って説明する。
【００１９】
（半導体基板）
まず、液滴吐出装置を用いて描画する対象となるワークとしての半導体基板について説明する。図１（ａ）は半導体基板を示す模式平面図である。図１（ａ）に示すように、半導体基板１は基板２を備えている。基板２は耐熱性があり半導体装置３を実装可能であれば良く、基板２にはガラスエポキシ基板、紙フェノール基板、紙エポキシ基板等を用いることができる。
【００２０】
基板２上には半導体装置３が実装されている。そして、半導体装置３上には会社名マーク４、機種コード５、製造番号６等のマークが描画されている。これらのマークが液滴吐出装置によって描画される。
【００２１】
（液滴吐出装置）
図１（ｂ）は液滴吐出装置を示す模式平面図である。図１（ｂ）に示すように、液滴吐出装置７は主に供給部８、前処理部９、塗布部１０、後処理部１１、収納部１２、搬送部１３及び制御部１４から構成されている。液滴吐出装置７は搬送部１３を中心にして時計回りに供給部８、前処理部９、塗布部１０、後処理部１１、収納部１２、制御部１４の順に配置されている。そして、制御部１４の隣には供給部８が配置されている。供給部８、制御部１４、収納部１２が並ぶ方向をＸ方向とする。Ｘ方向と直交する方向をＹ方向とし、Ｙ方向には塗布部１０と搬送部１３とが並んで配置されている。そして、鉛直方向をＺ方向とする。
【００２２】
供給部８は複数の半導体基板１が収納された収納容器を備えている。そして、供給部８は中継場所８ａを備え、収納容器から中継場所８ａへ半導体基板１を供給する。前処理部９は半導体装置３の表面を改質する機能を有する。前処理部９により半導体装置３は吐出された液滴のにじみ具合が調整される。前処理部９は中継場所９ａを備え、処理前の半導体基板１を中継場所９ａから取り込んで表面の改質を行う。その後、前処理部９は処理後の半導体基板１を中継場所９ａに移動して、半導体基板１を待機させる。
【００２３】
塗布部１０は半導体装置３に液滴を吐出して描画する機能を有する。塗布部１０は中継場所１０ａを備え、描画前の半導体基板１を中継場所１０ａから移動して描画を行う。その後、塗布部１０は描画後の半導体基板１を中継場所１０ａに移動して、半導体基板１を待機させる。
【００２４】
後処理部１１は半導体装置３に描画されたマークを固化及び硬化する機能を有する。後処理部１１は中継場所１１ａを備え、処理前の半導体基板１を中継場所１１ａから取り込んで硬化処理を行う。その後、後処理部１１は処理後の半導体基板１を中継場所１１ａに移動して、半導体基板１を待機させる。
【００２５】
収納部１２は半導体基板１が複数収納可能な収納容器を備えている。そして、収納部１２は中継場所１２ａを備え、中継場所１２ａから収納容器へ半導体基板１を収納する。操作者は半導体基板１が収納された収納容器を液滴吐出装置７から搬出する。
【００２６】
液滴吐出装置７の中央の場所には搬送部１３が配置されている。搬送部１３は２つの腕部を備えたスカラー型ロボットが用いられている。そして、腕部の先端には半導体基板１を把持する把持部１３ａが設置されている。中継場所８ａ，９ａ，１０ａ，１１ａ，１２ａは把持部１３ａの移動範囲１３ｂ内に位置している。従って、把持部１３ａは中継場所８ａ，９ａ，１０ａ，１１ａ，１２ａ間で半導体基板１を移動することができる。制御部１４は半導体基板１の全体の動作を制御する装置であり、液滴吐出装置７の各部の動作状況を管理する。そして、搬送部１３に半導体基板１を移動する指示信号を出力する。これにより、半導体基板１は各部を順次通過して描画されるようになっている。
【００２７】
（供給部）
図２（ａ）は供給部を示す模式正面図であり、図２（ｂ）及び図２（ｃ）は供給部を示す模式側面図である。図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、供給部８は基台１５を備えている。基台１５の内部には昇降装置１６が設置されている。昇降装置１６はＺ方向に動作する直動機構を備えている。この直動機構はボールネジと回転モーターとの組合せや油圧シリンダーとオイルポンプの組合せ等の機構を用いることができる。本実施形態では、例えば、ボールネジとステップモーターとによる機構を採用している。基台１５の上側には昇降板１７が昇降装置１６と接続して設置されている。そして、昇降板１７は昇降装置１６により所定の移動量だけ昇降可能になっている。
【００２８】
昇降板１７の上には直方体状の収納容器１８が設置され、収納容器１８の中には複数の半導体基板１が収納されている。収納容器１８はＹ方向の両面に開口部１８ａが形成され、開口部１８ａから半導体基板１が出し入れ可能となっている。収納容器１８のＸ方向の両側に位置する側面１８ｂの内側には凸状のレール１８ｃが形成され、レール１８ｃはＹ方向に延在して配置されている。レール１８ｃはＺ方向に複数等間隔に配列されている。このレール１８ｃに沿って半導体基板１をＹ方向からまたは−Ｙ方向から挿入することにより、半導体基板１がＺ方向に配列して収納される。
【００２９】
基台１５のＹ方向側には支持部材２１を介して、基板引出部２２と中継台２３とが設置されている。収納容器１８のＹ方向側の場所において基板引出部２２の上に中継台２３が重ねて配置されている。基板引出部２２はＹ方向に伸縮する腕部２２ａと腕部２２ａを駆動する直動機構とを備えている。この直動機構は直線状に移動する機構であれば特に限定されない、本実施形態では、例えば、圧縮空気にて作動するエアーシリンダーを採用している。腕部２２ａの一端には回転部２２ｂを介して爪部２２ｃが設置されている。回転部２２ｂは爪部２２ｃ所定の角度に回転する回転機構を備え、本実施形態では、例えば、回転機構にロータリーソレノイドを採用している。そして、回転部２２ｂが爪部２２ｃを回転させることにより、爪部２２ｃが腕部２２ａに対して所定の角度に曲げられる。
【００３０】
基板引出部２２が腕部２２ａを伸ばすことにより、腕部２２ａが収納容器１８内を貫通する。そして、爪部２２ｃが収納容器１８の−Ｙ方向側に移動する。次に回転部２２ｂが爪部２２ｃをＺ方向に立てた後、基板引出部２２が腕部２２ａを収縮させる。このとき、爪部２２ｃが半導体基板１の一端を押しながら移動する。
【００３１】
その結果、図２（ｃ）に示すように、半導体基板１が収納容器１８から中継台２３上に移動させられる。中継台２３は半導体基板１のＸ方向の幅と略同じ幅の凹部が形成され、半導体基板１はこの凹部に沿って移動する。そして、この凹部により半導体基板１のＸ方向の位置が決められる。爪部２２ｃによって押されて半導体基板１が停止する場所により、半導体基板１のＹ方向の位置が決められる。中継台２３上は中継場所８ａであり、半導体基板１は中継場所８ａの所定の場所にて待機する。
【００３２】
中継台２３上から半導体基板１が移動した後、昇降装置１６が収納容器１８を降下させる。そして、基板引出部２２が次の半導体基板１を収納容器１８内から中継台２３上に移動させる。このようにして供給部８は順次半導体基板１を収納容器１８から中継台２３上に移動する。収納容器１８内の半導体基板１を総て中継台２３上に移動した後、操作者は半導体基板１が収納されている収納容器１８と空になった収納容器１８とを置き換える。これにより、供給部８に半導体基板１を供給することができる。
【００３３】
供給部８の中継場所８ａに半導体基板１が待機しているとき、搬送部１３は把持部１３ａを半導体基板１と対向する場所に移動して半導体基板１を把持する。従って、把持部１３ａが収納容器１８内の半導体基板１と対向する場所に移動することなく、半導体基板１を把持することができる。このように、把持部１３ａは容易に半導体基板１を把持できるようになっている。
【００３４】
（前処理部）
図３は前処理部の構成を示す概略斜視図である。図３（ａ）に示すように、前処理部９は基台２４を備え、基台２４上にはＸ方向に延在する一対の案内レール２５が設置されている。案内レール２５上には案内レール２５に沿ってＸ方向に移動するステージ２６が設置されている。ステージ２６は直動機構を備え、往復移動することができる。この直動機構は昇降装置１６が備える直動機構と同様の機構を用いることができる。
【００３５】
ステージ２６の上面には載置面２６ａが設置され、載置面２６ａには吸引式のチャック機構が形成されている。搬送部１３が半導体基板１を載置面２６ａに載置した後、チャック機構を作動させることにより前処理部９は半導体基板１を載置面２６ａに固定することができる。
【００３６】
ステージ２６がＸ方向に位置するときの載置面２６ａの場所が中継場所９ａとなっている。この載置面２６ａは把持部１３ａの動作範囲内で露出するように設置されている。従って、搬送部１３は容易に半導体基板１を載置面２６ａに載置することができる。半導体基板１に前処理が行われた後、半導体基板１は中継場所９ａである載置面２６ａ上にて待機する。従って、搬送部１３の把持部１３ａは容易に半導体基板１を把持して移動することができる。
【００３７】
基台２４の−Ｘ方向には平板状の支持部２７が立設されている。支持部２７のＸ方向側の面において上側にはＹ方向に延在する案内レール２８が設置されている。そして、案内レール２８と対向する場所には案内レール２８に沿ってＹ方向に移動するキャリッジ２９が設置されている。キャリッジ２９は直動機構を備え、往復移動することができる。この直動機構は昇降装置１６が備える直動機構と同様の機構を用いることができる。
【００３８】
キャリッジ２９の基台２４側には処理部３０が設置されている。処理部３０としては、例えば、水銀ランプ、水素バーナー、エキシマレーザー、プラズマ放電部、コロナ放電部等を例示できる。水銀ランプを用いる場合、半導体基板１に紫外線を照射することにより、半導体基板１の表面の撥液性を改質することができる。水素バーナーを用いる場合、半導体基板１の酸化した表面を一部還元することで表面を粗面化することができ、エキシマレーザーを用いる場合、半導体基板１の表面を一部溶融固化することで粗面化することができ、プラズマ放電或いはコロナ放電を用いる場合、半導体基板１の表面を機械的に削ることで粗面化することができる。本実施形態では、例えば、水銀ランプを採用している。前処理部９は処理部３０から紫外線を照射しながらキャリッジ２９を往復運動させる。これにより、広い範囲に紫外線を照射することが可能になっている。
【００３９】
前処理部９は外装部３１により全体が覆われている。外装部３１の内部には上下に移動可能な戸部３２が設置されている。そして、図３（ｂ）に示すように、ステージ２６がキャリッジ２９と対向する場所に移動したあと、戸部３２が下降する。これにより、処理部３０が照射する紫外線が前処理部９の外に漏れないようになっている。
【００４０】
（塗布部）
次に、半導体基板１に液滴を吐出してマークを形成する塗布部１０について図４に従って説明する。液滴を吐出する装置に関しては様々な種類の装置があるが、インクジェット法を用いた装置が好ましい。インクジェット法は微小な液滴の吐出が可能であるため、微細加工に適している。
【００４１】
図４（ａ）は、塗布部の構成を示す概略斜視図である。塗布部１０により半導体基板１に液滴が吐出される。図４（ａ）に示すように、塗布部１０には、直方体形状に形成された基台３５を備えている。液滴を吐出するときに液滴吐出ヘッドと被吐出物とが相対移動する方向を主走査方向とする。そして、主走査方向と直交する方向を副走査方向とする。副走査方向は改行するときに液滴吐出ヘッドと被吐出物とを相対移動する方向である。本実施形態ではＹ方向を主走査方向とし、Ｘ方向を副走査方向とする。
【００４２】
基台３５の上面３５ａには、Ｙ方向に延在する一対の案内レール３６がＹ方向全幅にわたり凸設されている。その基台３５の上側には、一対の案内レール３６に対応する図示しない直動機構を備えたステージ３７が取付けられている。そのステージ３７の直動機構は、リニアモーターやネジ式直動機構等を用いることができる。本実施形態では、例えば、リニアモーターを採用している。そして、Ｙ方向に沿って所定の速度で往動または復動するようになっている。往動と復動を繰り返すことを走査移動と称す。さらに、基台３５の上面３５ａには、案内レール３６と平行に主走査位置検出装置３８が配置され、主走査位置検出装置３８によりステージ３７の位置が検出される。
【００４３】
そのステージ３７の上面には載置面３９が形成され、その載置面３９には図示しない吸引式の基板チャック機構が設けられている。載置面３９上に半導体基板１が載置された後、半導体基板１は基板チャック機構により載置面３９に固定される。
【００４４】
ステージ３７が−Ｙ方向に位置するときの載置面３９の場所が中継場所１０ａとなっている。この載置面３９は把持部１３ａの動作範囲内に露出するように設置されている。従って、搬送部１３は容易に半導体基板１を載置面３９に載置することができる。半導体基板１に塗布が行われた後、半導体基板１は中継場所１０ａである載置面３９上にて待機する。従って、搬送部１３の把持部１３ａは容易に半導体基板１を把持して移動することができる。
【００４５】
基台３５のＸ方向両側には一対の支持台４０が立設され、その一対の支持台４０にはＸ方向に延びる案内部材４１が架設されている。案内部材４１の下側にはＸ方向に延びる案内レール４２がＸ方向全幅にわたり凸設されている。案内レール４２に沿って移動可能に取り付けられるキャリッジ４３は略直方体形状に形成されている。そのキャリッジ４３は直動機構を備え、その直動機構は、例えば、ステージ３７が備える直動機構と同様の機構を用いることができる。そして、キャリッジ４３がＸ方向に沿って走査移動する。案内部材４１とキャリッジ４３との間には副走査位置検出装置４４が配置され、キャリッジ４３の位置が計測される。キャリッジ４３の下側にはヘッドユニット４５が設置され、ヘッドユニット４５のステージ３７側の面には図示しない液滴吐出ヘッドが凸設されている。
【００４６】
図４（ｂ）は、キャリッジを示す模式側面図である。図４（ｂ）に示すようにキャリッジ４３の半導体基板１側にはヘッドユニット４５と一対の照射部としての硬化ユニット４６が配置されている。ヘッドユニット４５の半導体基板１側には液滴を吐出する３個の液滴吐出ヘッド４７が凸設されている。液滴吐出ヘッド４７の個数は特に限定されず、吐出する機能液の種類に合わせて設定できる。
【００４７】
硬化ユニット４６には吐出された液滴を硬化させる紫外線を照射する照射装置が配置されている。硬化ユニット４６は主走査方向においてヘッドユニット４５を挟んだ位置に配置されている。照射装置は発光ユニットと放熱板等から構成されている。発光ユニットには多数のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）素子が配列して設置されている。このＬＥＤ素子は、電力の供給を受けて紫外線の光である紫外光を発光する素子である。
【００４８】
キャリッジ４３の図中上側には収容タンク４８が配置され、収容タンク４８には機能液が収容されている。液滴吐出ヘッド４７と収容タンク４８とは図示しないチューブにより接続され、収容タンク４８内の機能液がチューブを介して液滴吐出ヘッド４７に供給される。
【００４９】
機能液は樹脂材料、硬化剤としての光重合開始剤、溶媒または分散媒を主材料とする。この主材料に顔料または染料等の色素や、親液性または撥液性等の表面改質材料等の機能性材料を添加することにより固有の機能を有する機能液を形成することができる。本実施形態では、例えば、白色の顔料を添加している。機能液の樹脂材料は樹脂膜を形成する材料である。樹脂材料としては、常温で液状であり、重合させることによりポリマーとなる材料であれば特に限定されない。さらに、粘性の小さい樹脂材料が好ましく、オリゴマーの形態であるのが好ましい。モノマーの形態であればさらに好ましい。光重合開始剤はポリマーの架橋性基に作用して架橋反応を進行させる添加剤であり、例えば、光重合開始剤としてベンジルジメチルケタール等を用いることができる。溶媒または分散媒は樹脂材料の粘度を調整するものである。機能液を液滴吐出ヘッドから吐出し易い粘度にすることにより、液滴吐出ヘッドは安定して機能液を吐出することができるようになる。
【００５０】
図４（ｃ）は、ヘッドユニットを示す模式平面図である。図４（ｃ）に示すように、ヘッドユニット４５には液滴吐出ヘッド４７が配置され、液滴吐出ヘッド４７の表面にはノズルプレート４９が配置されている。ノズルプレート４９には複数のノズル５０が配列して形成されている。ノズル５０及びヘッドの数及び配置は特に限定されず吐出するパターンに合わせて設定される。本実施形態においては、例えば、１個のノズルプレート４９にはノズル５０の配列が１列形成され、１つの列には１５個のノズル５０が配置されている。
【００５１】
硬化ユニット４６の下面には、照射口４６ａが形成されている。そして、照射装置が発光する紫外線が照射口４６ａから半導体基板１に向けて照射される。
【００５２】
図４（ｄ）は、液滴吐出ヘッドの構造を説明するための要部模式断面図である。図４（ｄ）に示すように、液滴吐出ヘッド４７はノズルプレート４９を備え、ノズルプレート４９にはノズル５０が形成されている。ノズルプレート４９の上側であってノズル５０と相対する位置にはノズル５０と連通するキャビティ５１が形成されている。そして、液滴吐出ヘッド４７のキャビティ５１には機能液５２が供給される。
【００５３】
キャビティ５１の上側には上下方向に振動してキャビティ５１内の容積を拡大縮小する振動板５３が設置されている。振動板５３の上側でキャビティ５１と対向する場所には上下方向に伸縮して振動板５３を振動させる圧電素子５４が配設されている。圧電素子５４が上下方向に伸縮して振動板５３を加圧して振動し、振動板５３がキャビティ５１内の容積を拡大縮小してキャビティ５１を加圧する。それにより、キャビティ５１内の圧力が変動し、キャビティ５１内に供給された機能液５２はノズル５０を通って吐出される。
【００５４】
液滴吐出ヘッド４７が圧電素子５４を制御駆動するためのノズル駆動信号を受けると、圧電素子５４が伸張して、振動板５３がキャビティ５１内の容積を縮小する。その結果、液滴吐出ヘッド４７のノズル５０から縮小した容積分の機能液５２が液滴５５となって吐出される。
【００５５】
（後処理部）
図５は後処理部の構成を示す概略斜視図である。図５（ａ）に示すように、後処理部１１は基台５７を備え、基台５７上にはＸ方向に延在する一対の案内レール５８が設置されている。案内レール５８上には案内レール５８に沿ってＸ方向に移動するステージ５９が設置されている。ステージ５９は直動機構を備え、往復移動することができる。
【００５６】
ステージ５９の上面には載置面５９ａが設置され、載置面５９ａには吸引式のチャック機構が形成されている。搬送部１３が半導体基板１を載置面５９ａに載置するとき、チャック機構を作動させることにより、半導体基板１を載置面５９ａに固定することができる。
【００５７】
ステージ５９が−Ｘ方向に位置するときの載置面５９ａの場所が中継場所１１ａとなっている。この載置面５９ａは把持部１３ａの動作範囲内に露出するように設置されている。従って、搬送部１３は容易に半導体基板１を載置面５９ａに載置することができる。半導体基板１に後処理が行われた後、半導体基板１は中継場所１１ａである載置面５９ａ上にて待機する。従って、搬送部１３の把持部１３ａは容易に半導体基板１を把持して移動することができる。
【００５８】
基台５７のＸ方向には平板状の支持部６０が立設されている。支持部６０の−Ｘ側の面において上側にはＹ方向に延在する案内レール６１が設置されている。そして、案内レール６１と対向する場所には案内レール６１に沿ってＹ方向に移動するキャリッジ６２が設置されている。キャリッジ６２は直動機構を備え、往復移動することができる。この直動機構は昇降装置１６が備える直動機構と同様の機構を用いることができる。
【００５９】
キャリッジ６２の基台５７側にはランプユニット６３と温風ユニット６４とが設置されている。ランプユニット６３は半導体基板１に紫外線を照射して、塗布された機能液５２を硬化する装置である。ランプユニット６３は、例えばメタルハライドランプ、キセノンランプ、カーボンアーク灯、ケミカルランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ等のランプａを用いることができる。より具体的には、ランプユニット６３には、Ｆｕｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ社製のＨランプ、Ｄランプ、Ｖランプ等の市販されているランプを用いることができる。
【００６０】
温風ユニット６４は半導体基板１に温風を送風して、塗布された機能液５２を硬化する装置である。温風ユニット６４は送風機、ヒーター及び温風温度を調節する制御装置等により構成されている。送風機は特に限定されないが、例えば、ファンとモーター等により構成することができる。ヒーターも特に限定されないが、例えば、電熱線を採用することができる。これにより、半導体基板１にダメージを与えずに機能液５２を硬化するようになっている。後処理部１１はランプユニット６３から紫外線を照射し、温風ユニット６４から温風を送風しながらキャリッジ６２を往復運動させる。これにより、広い範囲に紫外線の照射と温風の吹きつけをすることが可能になっている。
【００６１】
後処理部１１は外装部６５により全体が覆われている。外装部６５の内部には上下に移動可能な戸部６６が設置されている。そして、図５（ｂ）に示すように、ステージ５９がキャリッジ６２と対向する場所に移動したあと、戸部６６が下降する。これにより、ランプユニット６３が照射する紫外線が後処理部１１の外に漏れないようになっている。
【００６２】
（収納部）
図６（ａ）は収納部を示す模式正面図であり、図６（ｂ）及び図６（ｃ）は収納部を示す模式側面図である。図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、収納部１２は基台６９を備えている。基台６９の内部には昇降装置７０が設置されている。昇降装置７０は供給部８に設置された昇降装置１６と同様の装置を用いることができる。基台６９の上側には昇降板７１が昇降装置７０と接続して設置されている。そして、昇降板７１は昇降装置７０により昇降させられる。昇降板７１の上には直方体状の収納容器１８が設置され、収納容器１８の中には半導体基板１が収納されている。収納容器１８は供給部８に設置された収納容器１８と同じ容器が用いられている。
【００６３】
基台６９のＹ方向側には支持部材７２を介して、基板押出部７３と中継台７４とが設置されている。収納容器１８のＹ方向側の場所において基板押出部７３の上に中継台７４が重ねて配置されている。基板押出部７３はＹ方向に移動する腕部７３ａと腕部７３ａを駆動する直動機構とを備えている。この直動機構は直線状に移動する機構であれば特に限定されない、本実施形態では、例えば、圧縮空気にて作動するエアーシリンダーを採用している。中継台７４上には半導体基板１が載置され、この半導体基板１のＹ方向側の一端の中央に腕部７３ａが接触可能となっている。
【００６４】
基板押出部７３が腕部７３ａを−Ｙ方向に移動させることにより、腕部７３ａが半導体基板１を−Ｙ方向に移動させる。中継台７４は半導体基板１のＸ方向の幅と略同じ幅の凹部が形成され、半導体基板１はこの凹部に沿って移動する。そして、この凹部により半導体基板１のＸ方向の位置が決められる。その結果、図６（ｃ）に示すように、半導体基板１が収納容器１８の中に移動させられる。収納容器１８にはレール１８ｃが形成されており、レール１８ｃは中継台７４に形成された凹部の延長線上に位置するようになっている。そして、基板押出部７３によって半導体基板１はレール１８ｃに沿って移動させられる。これにより、半導体基板１は収納容器１８に品質良く収納される。
【００６５】
搬送部１３が中継台７４上に半導体基板１を移動した後、昇降装置７０が収納容器１８を上昇させる。そして、基板押出部７３が腕部７３ａを駆動して半導体基板１を収納容器１８内に移動させる。このようにして収納部１２は半導体基板１を収納容器１８内に収納する。収納容器１８内に所定の枚数の半導体基板１が収納された後、操作者は半導体基板１が収納された収納容器１８と空の収納容器１８とを置き換える。これにより、操作者は複数の半導体基板１をまとめて次の工程に持ち運ぶことができる。
【００６６】
収納部１２は収納する半導体基板１を載置する中継場所１２ａを有している。搬送部１３は半導体基板１を中継場所１２ａに載置するだけで、収納部１２と連携して半導体基板１を収納容器１８に収納することができる。
【００６７】
（搬送部）
次に、半導体基板１を搬送する搬送部１３について図７に従って説明する。図７は、搬送部の構成を示す概略斜視図である。図７に示すように、搬送部１３は平板状に形成された基台７７を備えている。基台７７上には支持台７８が配置されている。支持台７８の内部には空洞が形成され、この空洞にはモーター、角度検出器、減速機等から構成させる回転機構７８ａが設置されている。そして、モーターの出力軸は減速機と接続され、減速機の出力軸は支持台７８の上側に配置された第１腕部７９と接続されている。また、角度検出器がモーターの出力軸と連結され、モーターの出力軸の回転角度を検出する。これにより、回転機構７８ａは第１腕部７９の回転角度を検出して、所望の角度まで回転させることができる。
【００６８】
第１腕部７９上において支持台７８と反対側の端には回転機構８０が設置されている。回転機構８０はモーター、角度検出器、減速機等により構成され、支持台７８の内部に設置された回転機構７８ａと同様の機能を備えている。そして、回転機構８０の出力軸は第２腕部８１と接続されている。これにより、回転機構８０は第２腕部８１の回転角度を検出して、所望の角度まで回転させることができる。この回転機構８０と支持台７８の内部に設置された回転機構７８ａとが回転部に相当する。
【００６９】
第２腕部８１上において回転機構８０と反対側の端には昇降装置８２が配置されている。昇降装置８２は直動機構を備え、直動機構を駆動することにより伸縮することができる。この直動機構は供給部８の昇降装置１６と同様の機構を用いることができる。昇降装置８２の下側には回転装置８３が配置されている。
【００７０】
回転装置８３は回転角度を制御可能であれば良く、各種モーターと回転角度センサーとを組み合わせて構成することができる。他にも、回転角度を所定の角度にて回転できるステップモーターを用いることができる。本実施形態では、例えば、ステップモーターを採用している。さらに減速装置を配置しても良い。さらに細かな角度で回転させることができる。
【００７１】
回転装置８３の下側には把持部１３ａが配置されている。そして、把持部１３ａは回転装置８３の回転軸と接続されている。従って、搬送部１３は回転装置８３を駆動することにより把持部１３ａを回転させることができる。さらに、搬送部１３は昇降装置８２を駆動することにより把持部１３ａを昇降させることができる。
【００７２】
把持部１３ａは４本の直線状の指部１３ｃを有し、指部１３ｃの先端には半導体基板１を吸引して吸着させる吸着機構が形成されている。そして、把持部１３ａはこの吸着機構を作動させて、半導体基板１を把持することができる。
【００７３】
基台７７の−Ｙ方向側には制御装置８４が設置されている。制御装置８４には中央演算装置、記憶部、インターフェース、アクチュエーター駆動回路、入力装置、表示装置等を備えている。アクチュエーター駆動回路は回転機構７８ａ、回転機構８０、昇降装置８２、回転装置８３、把持部１３ａの吸着機構を駆動する回路である。そして、これらの装置及び回路はインターフェースを介して中央演算装置と接続されている。他にも角度検出器がインターフェースを介して中央演算装置と接続されている。記憶部には搬送部１３を制御する動作手順を示したプログラムソフトや制御に用いるデータが記憶されている。中央演算装置はプログラムソフトに従って搬送部１３を制御する装置である。制御装置８４は搬送部１３に配置された検出器の出力を入力して把持部１３ａの位置と姿勢とを検出する。そして、制御装置８４は回転機構７８ａ及び回転機構８０を駆動して把持部１３ａを所定の位置に移動させる制御を行う。
【００７４】
（描画方法）
次に上述した液滴吐出装置７を用いた描画方法について図８及び図９にて説明する。図８は、描画方法を示すためのフローチャートであり、図９は描画方法を説明するための模式図である。図８のフローチャートにおいて、ステップＳ１は搬入工程に相当し、供給部が収納容器から半導体基板を中継場所に移動する工程である。次にステップＳ２に移行する。ステップＳ２は、第１搬送工程に相当する。この工程は、搬送部が供給部の中継場所から前処理部の中継場所へ半導体基板を移動する工程である。次にステップＳ３に移行する。ステップＳ３は、前処理工程に相当する。この工程は、前処理部が半導体基板の表面に前処理を施す工程である。次にステップＳ４に移行する。ステップＳ４は、第２搬送工程に相当する。この工程は、搬送部が前処理部の中継場所から塗布部の中継場所へ半導体基板を移動する工程である。次にステップＳ５に移行する。ステップＳ５は、描画工程に相当する。この工程は、半導体基板に各種マークを描画する工程である。次にステップＳ６に移行する。ステップＳ６は、第３搬送工程に相当する。この工程は、搬送部が塗布部の中継場所から後処理部の中継場所へ半導体基板を移動する工程である。次にステップＳ７に移行する。ステップＳ７は、後処理工程に相当する。この工程は、後処理部が半導体基板の表面に塗布された機能液を固化する工程である。次にステップＳ８に移行する。ステップＳ８は、第４搬送工程に相当する。この工程は、搬送部が後処理部の中継場所から収納部の中継場所へ半導体基板を移動する工程である。次にステップＳ９に移行する。ステップＳ９は収納工程に相当し、収納部が中継場所から半導体基板を収納容器に移動する工程である。以上の工程にて、半導体基板１に各種マークを描画する製造工程を終了する。
【００７５】
次に、図９を用いて、図８に示したステップと対応させて、製造方法を詳細に説明する。
図９（ａ）はステップＳ１，Ｓ２，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ９に対応する図であり、図９（ｂ）はステップＳ３，Ｓ４，Ｓ７，Ｓ８に対応する図である。図９（ａ）に示すように、ステップＳ１の搬入工程では収納容器１８に半導体基板１が収納されている。そして、供給部８は基板引出部２２を駆動することにより、半導体基板１を中継場所８ａに移動させる。これにより、搬送部１３が半導体基板１を把持し易くすることができる。
【００７６】
ステップＳ２の第１搬送工程において、搬送部１３は、中継場所８ａの半導体基板１と対向する場所に把持部１３ａを移動させる。そして、搬送部１３は、把持部１３ａに半導体基板１を吸着させることにより、半導体基板１を把持する。次に、搬送部１３は把持部１３ａを上昇させた後、前処理部９の中継場所９ａと対向する場所に移動させる。続いて、搬送部１３は把持部１３ａを下降させた後、半導体基板１の吸着を解除することにより、半導体基板１を前処理部９の中継場所９ａに載置する。その結果、図９（ｂ）に示すように、前処理部９の中継場所９ａ上に半導体基板１が載置される。
【００７７】
ステップＳ３の前処理工程において、前処理部９はステージ２６を駆動することにより、中継場所９ａに載置された半導体基板１を前処理部９の内部に移動させる。そして、前処理部９は半導体基板１に実装された半導体装置３に紫外線を照射することにより、半導体装置３の表面を改質する。これにより、描画するマークの外観品質を向上させることができる。前処理を行った後に前処理部９はステージ２６を駆動することにより、半導体基板１を中継場所９ａに移動させる。これにより、搬送部１３が半導体基板１を把持し易くすることができる。
【００７８】
ステップＳ４の第２搬送工程において、搬送部１３は、中継場所９ａの半導体基板１と対向する場所に把持部１３ａを移動させる。そして、搬送部１３は把持部１３ａを下降して半導体基板１を吸着させることにより、把持部１３ａに半導体基板１を把持させる。次に、搬送部１３は把持部１３ａを上昇させた後、塗布部１０の中継場所１０ａと対向する場所に移動させる。続いて、搬送部１３は把持部１３ａを下降させた後、半導体基板１の吸着を解除することにより、半導体基板１を塗布部１０の中継場所１０ａに載置する。その結果、図９（ａ）に示すように、塗布部１０の中継場所１０ａに位置するステージ３７上に半導体基板１が載置される。
【００７９】
ステップＳ５の描画工程において、塗布部１０はチャック機構を作動させてステージ３７上に載置された半導体基板１をステージ３７に保持する。そして、塗布部１０はステージ３７及びキャリッジ４３を走査移動しながら、液滴吐出ヘッド４７に形成されたノズル５０から液滴５５を吐出する。これにより、半導体装置３の表面には会社名マーク４、機種コード５、製造番号６等のマークが描画される。キャリッジ４３に設置された硬化ユニット４６からマークに紫外線が照射される。マークを形成する機能液５２には紫外線により重合が開始する光重合開始剤が含まれているため、マークの表面が固化される。描画を行った後に塗布部１０は半導体基板１が載置されたステージ３７を中継場所１０ａに移動させる。これにより、搬送部１３が半導体基板１を把持し易くすることができる。そして、塗布部１０はチャック機構の動作を停止して半導体基板１の保持を解除する。
【００８０】
ステップＳ６の第３搬送工程において、搬送部１３は中継場所１０ａの半導体基板１と対向する場所に把持部１３ａを移動させる。そして、搬送部１３は、把持部１３ａを下降して半導体基板１を吸着させることにより、半導体基板１を把持する。次に、搬送部１３は把持部１３ａを上昇させた後、後処理部１１の中継場所１１ａと対向する場所に移動させる。続いて、搬送部１３は把持部１３ａを下降させた後、半導体基板１の吸着を解除することにより、半導体基板１を後処理部１１の中継場所１１ａに載置する。その結果、図９（ｂ）に示すように、後処理部１１の中継場所１１ａに位置するステージ５９上に半導体基板１が載置される。
【００８１】
ステップＳ７の後処理工程において、後処理部１１はステージ５９を駆動することにより、中継場所１１ａに載置された半導体基板１を後処理部１１の内部に移動させる。そして、後処理部１１は半導体基板１に実装された半導体装置３に紫外線の照射と温風の吹きつけと行う。これにより半導体装置３に描画されたマークが固化しさらに硬化する。後処理を行った後に後処理部１１はステージ５９を駆動することにより、半導体基板１を中継場所１１ａに移動させる。これにより、搬送部１３が半導体基板１を把持し易くすることができる。
【００８２】
ステップＳ８の第４搬送工程において、搬送部１３は中継場所１１ａの半導体基板１と対向する場所に把持部１３ａを移動させる。そして、搬送部１３は、把持部１３ａを下降して半導体基板１を吸着させることにより、半導体基板１を把持する。次に、搬送部１３は把持部１３ａを上昇させた後、収納部１２の中継場所１２ａと対向する場所に移動させる。続いて、搬送部１３は把持部１３ａを下降させた後、半導体基板１の吸着を解除することにより、半導体基板１を収納部１２の中継場所１２ａに載置する。その結果、図９（ａ）に示すように、収納部１２の中継場所１２ａに位置する中継台７４上に半導体基板１が載置される。収納部１２に中継場所１２ａが設置されているため、搬送部１３は半導体基板１を収納部１２に載置し易くすることができる。
【００８３】
ステップＳ９の収納工程において、収納部１２は昇降装置７０を駆動して収納容器１８を上昇させる。これにより、収納容器１８の空いている場所が半導体基板１の延長線上に位置するようになる。次に、収納部１２は基板押出部７３を駆動することにより、中継場所１２ａの中継台７４上に載置された半導体基板１を収納容器１８に移動させる。その結果、収納容器１８に半導体基板１が収納される。以上の工程にて、半導体基板１に各種マークを描画する製造工程を終了する。
【００８４】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、前処理部９、塗布部１０及び後処理部１１はそれぞれ中継場所９ａ，１０ａ，１１ａを有しており、処理前後にワークを中継場所９ａ，１０ａ，１１ａに待機させる。そして各部は中継場所９ａ，１０ａ，１１ａに載置された半導体基板１を取り込んで処理を行い、処理が実施された半導体基板１を中継場所９ａ，１０ａ，１１ａにて待機させる。そして、搬送部１３が半導体基板１を各部の中継場所９ａ，１０ａ，１１ａに搬送する。従って、搬送部１３が前処理部９、塗布部１０及び後処理部１１の内部に、直接、半導体基板１を搬送し難い構造のときにも、各部が処理できるように搬送部１３は半導体基板１を搬送することができる。
【００８５】
（２）本実施形態によれば、供給部８は中継場所８ａを有しており、半導体基板１を中継場所８ａに待機させる。そして、搬送部１３は供給部８の中継場所８ａにある半導体基板１を搬送する。同様に、収納部１２は中継場所１２ａを有しており、搬送部１３は収納部１２の中継場所１２ａへ半導体基板１を搬送する。そして、収納部１２は中継場所１２ａにある半導体基板１を収納容器１８に収納する。従って、搬送部１３が供給部８及び収納部１２の収納容器１８の半導体基板１を、直接、出し入れし難い構造のときにも、供給部８及び収納部１２が半導体基板１を出し入れすることができる。
【００８６】
（３）本実施形態によれば、供給部８、前処理部９、塗布部１０、後処理部１１、及び収納部１２が搬送部１３を囲んで配置されている。これにより、供給部８、前処理部９、塗布部１０、後処理部１１、及び収納部１２と、搬送部１３との間の距離を同じ距離に配置することができる。従って、各部の中継場所８ａ，９ａ，１０ａ，１１ａ，１２ａを把持部１３ａの移動範囲１３ｂ内に配置し易くすることができる。
【００８７】
（４）本実施形態によれば、着弾した液滴５５に紫外線を照射して硬化させることができる。従って、液滴５５を吐出して硬化させることにより、異なる複数種類の液滴５５を吐出するときにも液滴５５が交じり合うことを防止することができる。
【００８８】
尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
（変形例１）
前記実施形態では、搬送部１３にスカラー型ロボットを採用したが、ロボットの形態に限定されない。垂直多関節ロボット、直交ロボット、パラレルリンクロボット等各種の形態のロボットを採用することができる。そして、ロボットのロボットハンドが移動可能な範囲に供給部８、前処理部９、塗布部１０、後処理部１１、及び収納部１２の中継場所８ａ，９ａ，１０ａ，１１ａ，１２ａを配置しても良い。この場合にもロボットが各部に半導体基板１を供給し易くすることができる。
【００８９】
（変形例２）
前記実施形態では、半導体基板１に実装された半導体装置３にマークを描画した。描画する対象物は半導体装置３に限らない。マークを描画可能な固体であれば良い。この場合にも、液滴吐出装置７を用いて生産性良くマークを描画することができる。
【００９０】
（変形例３）
前記実施形態では、１つの半導体基板１を液滴吐出装置７の各部が順番に処理したが、各部が並行して処理をしても良い。同時に複数の半導体基板１を処理できるので、生産性良く処理することができる。
【００９１】
（変形例４）
前記実施形態では、機能液５２に光重合開始剤が含まれていたが、光重合開始剤を含まない機能液５２を用いても良い。このときには、着弾した液滴５５を加熱することにより硬化しても良い。この場合には、ヘッドユニット４５には紫外線を照射する硬化ユニット４６が必ずしも設置されなくとも良い。さらに、後処理部１１にもランプユニット６３が必ずしも設置されなくとも良い。後処理部１１の温風ユニット６４を用いて着弾した液滴５５を硬化させても良い。この場合には装置を簡略にすることができる。
【００９２】
（変形例５）
前記実施形態では、供給部８及び収納部１２が収納容器１８を備えていた。これに限らず、ベルトコンベアを用いても良い。そして、ベルトコンベア上の一端を供給用の中継場所８ａに設定し、搬送部１３が中継場所８ａ上の半導体基板１を前処理部９の中継場所９ａに移動しても良い。さらに、そして、ベルトコンベア上の一端を搬出用の中継場所１２ａに設定し、搬送部１３が後処理部１１の中継場所１１ａ上の半導体基板１を中継場所１２ａに移動しても良い。前後工程の装置間と液滴吐出装置７との間で生産性良く半導体基板１を移動することができる。
【符号の説明】
【００９３】
１…ワークとしての半導体基板、８…供給部、８ａ，９ａ，１０ａ，１１ａ，１２ａ…中継場所、９…前処理部、１０…塗布部、１１…後処理部、１２…収納部、１３ａ…把持部、１３ｂ…移動範囲、４６…照射部としての硬化ユニット、５５…液滴、７８ａ，８０…回転部としての回転機構、７９…第１腕部、８１…第２腕部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出装置にかかわり、特に、装置を構成する各部間でワークを移動する構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
機能液を液滴にして吐出するインクジェット法を用いて塗布し、塗布された機能液を固化して膜を形成する方法が広く採用されている。そして、機能液には染料や顔料を含んで着色する機能を有する液状体や、金属粒子を含んで金属配線を形成する機能を有する液状体等の多種類の液状体が用いられている。
【０００３】
インクジェット法を用いて基板に機能液を塗布する液滴吐出装置が特許文献１に開示されている。液滴吐出装置は基板を移動させるステージと液滴吐出ヘッドを移動させるキャリッジを備えている。液滴吐出ヘッドには液滴を吐出するノズルが形成されている。このステージとキャリッジとは直交する方向に移動する。そして、機能液を塗布する場所と対向する場所に液滴吐出ヘッドが位置するときに、液滴を吐出する。そして、所定の位置に機能液を着弾させることにより基板に所定のパターンを描画していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２８３６３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ワークの表面状態によっては着弾した液滴が広がる場合がある。この広がり具合を制御するためにワークの表面に紫外線を照射する等の前処理をおこなって、ワーク表面を改質することがある。描画した後にも、着弾した液滴を乾燥させて固化する後処理を行うことがある。このように、前処理、描画、後処理の工程を行って膜が形成される。
【０００６】
これらの工程ではそれぞれ別の装置を用いて行われる。このとき、ロボット等の搬送装置が各装置間でワークを移動させる。そして、搬送装置が各装置にワークを設置し難い構造であるときにも、各装置間でワークを搬送して膜を形成できる液滴吐出装置が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］
本適用例にかかる液滴吐出装置であって、ワークに液滴を吐出して塗布する塗布部と、前記液滴を吐出する前に前記ワークに前処理を施す前処理部と、前記液滴が吐出された前記ワークに後処理を施す後処理部と、前記前処理部と前記塗布部との間及び前記塗布部と前記後処理部との間で前記ワークを移動させる搬送部と、を備え、前記塗布部と前記前処理部と前記後処理部とは前記ワークを受け渡しする中継場所を有し、前記搬送部は前記ワークを把持する把持部を有し、前記中継場所は前記把持部の移動範囲内に位置していることを特徴とする。
【０００９】
この液滴吐出装置によれば、前処理部、塗布部及び後処理部は中継場所を有しており、搬送部がワークを各部の中継場所に搬送する。そして各部は中継場所のワークを取り込んで処理を行い、処理が実施されたワークを中継場所にて待機させる。そして、搬送部がワークを各部の中継場所から別の装置の中継場所に搬送する。従って、搬送部が前処理部、塗布部及び後処理部の内部にワークを搬送し難い構造のときにも、各部が処理できるように搬送部はワークを搬送することができる。
【００１０】
［適用例２］
上記適用例にかかる液滴吐出装置において、前記ワークを供給する供給部と、前記ワークを収納する収納部と、をさらに備え、前記供給部と前記収納部とは前記ワークを受け渡しする中継場所を有し、前記中継場所は前記把持部の移動範囲内に位置していることを特徴とする。
【００１１】
この液滴吐出装置によれば、供給部は中継場所を有しており、ワークを中継場所に待機させる。そして、搬送部は供給部の中継場所にあるワークを搬送する。同様に、収納部は中継場所を有しており、搬送部は収納部の中継場所へワークを搬送する。そして、収納部は中継場所にあるワークを収納する。従って、搬送部が供給部及び収納部の内部にワークを搬送し難い構造のときにも、各部が処理できるように搬送部はワークを搬送することができる。
【００１２】
［適用例３］
上記適用例にかかる液滴吐出装置において、前記塗布部、前記前処理部、前記後処理部、前記供給部及び前記収納部が前記搬送部を囲んで配置されていることを特徴とする。
【００１３】
この液滴吐出装置によれば供給部、前処理部、塗布部、後処理部及び収納部と、搬送部との間の距離を同じ距離に配置することができる。従って、各部の中継場所を把持部の移動範囲内に配置し易くすることができる。
【００１４】
［適用例４］
上記適用例にかかる液滴吐出装置において、前記液滴は紫外線により硬化する硬化剤を含み、前記塗布部は着弾した前記液滴に紫外線を照射する照射部を備えることを特徴とする。
【００１５】
この液滴吐出装置によれば、着弾した液滴に紫外線を照射して硬化させることができる。従って、液滴の吐出と紫外線の照射を繰り返すことにより、異なる種類の液滴が交じり合うことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）は半導体基板を示す模式平面図、（ｂ）は液滴吐出装置を示す模式平面図。
【図２】（ａ）は供給部を示す模式正面図、（ｂ）及び（ｃ）は供給部を示す模式側面図。
【図３】前処理部の構成を示す概略斜視図。
【図４】（ａ）は、塗布部の構成を示す概略斜視図、（ｂ）は、キャリッジを示す模式側面図、（ｃ）は、ヘッドユニットを示す模式平面図、（ｄ）は、液滴吐出ヘッドの構造を説明するための要部模式断面図。
【図５】後処理部の構成を示す概略斜視図。
【図６】（ａ）は収納部を示す模式正面図、（ｂ）及び（ｃ）は収納部を示す模式側面図。
【図７】搬送部の構成を示す概略斜視図。
【図８】描画方法を示すためのフローチャート。
【図９】描画方法を説明するための模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
【００１８】
（実施形態）
本実施形態では、本発明の特徴的な液滴吐出装置と、この液滴吐出装置を用いて液滴を吐出して描画する描画方法の例について、図１〜図９に従って説明する。
【００１９】
（半導体基板）
まず、液滴吐出装置を用いて描画する対象となるワークとしての半導体基板について説明する。図１（ａ）は半導体基板を示す模式平面図である。図１（ａ）に示すように、半導体基板１は基板２を備えている。基板２は耐熱性があり半導体装置３を実装可能であれば良く、基板２にはガラスエポキシ基板、紙フェノール基板、紙エポキシ基板等を用いることができる。
【００２０】
基板２上には半導体装置３が実装されている。そして、半導体装置３上には会社名マーク４、機種コード５、製造番号６等のマークが描画されている。これらのマークが液滴吐出装置によって描画される。
【００２１】
（液滴吐出装置）
図１（ｂ）は液滴吐出装置を示す模式平面図である。図１（ｂ）に示すように、液滴吐出装置７は主に供給部８、前処理部９、塗布部１０、後処理部１１、収納部１２、搬送部１３及び制御部１４から構成されている。液滴吐出装置７は搬送部１３を中心にして時計回りに供給部８、前処理部９、塗布部１０、後処理部１１、収納部１２、制御部１４の順に配置されている。そして、制御部１４の隣には供給部８が配置されている。供給部８、制御部１４、収納部１２が並ぶ方向をＸ方向とする。Ｘ方向と直交する方向をＹ方向とし、Ｙ方向には塗布部１０と搬送部１３とが並んで配置されている。そして、鉛直方向をＺ方向とする。
【００２２】
供給部８は複数の半導体基板１が収納された収納容器を備えている。そして、供給部８は中継場所８ａを備え、収納容器から中継場所８ａへ半導体基板１を供給する。前処理部９は半導体装置３の表面を改質する機能を有する。前処理部９により半導体装置３は吐出された液滴のにじみ具合が調整される。前処理部９は中継場所９ａを備え、処理前の半導体基板１を中継場所９ａから取り込んで表面の改質を行う。その後、前処理部９は処理後の半導体基板１を中継場所９ａに移動して、半導体基板１を待機させる。
【００２３】
塗布部１０は半導体装置３に液滴を吐出して描画する機能を有する。塗布部１０は中継場所１０ａを備え、描画前の半導体基板１を中継場所１０ａから移動して描画を行う。その後、塗布部１０は描画後の半導体基板１を中継場所１０ａに移動して、半導体基板１を待機させる。
【００２４】
後処理部１１は半導体装置３に描画されたマークを固化及び硬化する機能を有する。後処理部１１は中継場所１１ａを備え、処理前の半導体基板１を中継場所１１ａから取り込んで硬化処理を行う。その後、後処理部１１は処理後の半導体基板１を中継場所１１ａに移動して、半導体基板１を待機させる。
【００２５】
収納部１２は半導体基板１が複数収納可能な収納容器を備えている。そして、収納部１２は中継場所１２ａを備え、中継場所１２ａから収納容器へ半導体基板１を収納する。操作者は半導体基板１が収納された収納容器を液滴吐出装置７から搬出する。
【００２６】
液滴吐出装置７の中央の場所には搬送部１３が配置されている。搬送部１３は２つの腕部を備えたスカラー型ロボットが用いられている。そして、腕部の先端には半導体基板１を把持する把持部１３ａが設置されている。中継場所８ａ，９ａ，１０ａ，１１ａ，１２ａは把持部１３ａの移動範囲１３ｂ内に位置している。従って、把持部１３ａは中継場所８ａ，９ａ，１０ａ，１１ａ，１２ａ間で半導体基板１を移動することができる。制御部１４は半導体基板１の全体の動作を制御する装置であり、液滴吐出装置７の各部の動作状況を管理する。そして、搬送部１３に半導体基板１を移動する指示信号を出力する。これにより、半導体基板１は各部を順次通過して描画されるようになっている。
【００２７】
（供給部）
図２（ａ）は供給部を示す模式正面図であり、図２（ｂ）及び図２（ｃ）は供給部を示す模式側面図である。図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、供給部８は基台１５を備えている。基台１５の内部には昇降装置１６が設置されている。昇降装置１６はＺ方向に動作する直動機構を備えている。この直動機構はボールネジと回転モーターとの組合せや油圧シリンダーとオイルポンプの組合せ等の機構を用いることができる。本実施形態では、例えば、ボールネジとステップモーターとによる機構を採用している。基台１５の上側には昇降板１７が昇降装置１６と接続して設置されている。そして、昇降板１７は昇降装置１６により所定の移動量だけ昇降可能になっている。
【００２８】
昇降板１７の上には直方体状の収納容器１８が設置され、収納容器１８の中には複数の半導体基板１が収納されている。収納容器１８はＹ方向の両面に開口部１８ａが形成され、開口部１８ａから半導体基板１が出し入れ可能となっている。収納容器１８のＸ方向の両側に位置する側面１８ｂの内側には凸状のレール１８ｃが形成され、レール１８ｃはＹ方向に延在して配置されている。レール１８ｃはＺ方向に複数等間隔に配列されている。このレール１８ｃに沿って半導体基板１をＹ方向からまたは−Ｙ方向から挿入することにより、半導体基板１がＺ方向に配列して収納される。
【００２９】
基台１５のＹ方向側には支持部材２１を介して、基板引出部２２と中継台２３とが設置されている。収納容器１８のＹ方向側の場所において基板引出部２２の上に中継台２３が重ねて配置されている。基板引出部２２はＹ方向に伸縮する腕部２２ａと腕部２２ａを駆動する直動機構とを備えている。この直動機構は直線状に移動する機構であれば特に限定されない、本実施形態では、例えば、圧縮空気にて作動するエアーシリンダーを採用している。腕部２２ａの一端には回転部２２ｂを介して爪部２２ｃが設置されている。回転部２２ｂは爪部２２ｃ所定の角度に回転する回転機構を備え、本実施形態では、例えば、回転機構にロータリーソレノイドを採用している。そして、回転部２２ｂが爪部２２ｃを回転させることにより、爪部２２ｃが腕部２２ａに対して所定の角度に曲げられる。
【００３０】
基板引出部２２が腕部２２ａを伸ばすことにより、腕部２２ａが収納容器１８内を貫通する。そして、爪部２２ｃが収納容器１８の−Ｙ方向側に移動する。次に回転部２２ｂが爪部２２ｃをＺ方向に立てた後、基板引出部２２が腕部２２ａを収縮させる。このとき、爪部２２ｃが半導体基板１の一端を押しながら移動する。
【００３１】
その結果、図２（ｃ）に示すように、半導体基板１が収納容器１８から中継台２３上に移動させられる。中継台２３は半導体基板１のＸ方向の幅と略同じ幅の凹部が形成され、半導体基板１はこの凹部に沿って移動する。そして、この凹部により半導体基板１のＸ方向の位置が決められる。爪部２２ｃによって押されて半導体基板１が停止する場所により、半導体基板１のＹ方向の位置が決められる。中継台２３上は中継場所８ａであり、半導体基板１は中継場所８ａの所定の場所にて待機する。
【００３２】
中継台２３上から半導体基板１が移動した後、昇降装置１６が収納容器１８を降下させる。そして、基板引出部２２が次の半導体基板１を収納容器１８内から中継台２３上に移動させる。このようにして供給部８は順次半導体基板１を収納容器１８から中継台２３上に移動する。収納容器１８内の半導体基板１を総て中継台２３上に移動した後、操作者は半導体基板１が収納されている収納容器１８と空になった収納容器１８とを置き換える。これにより、供給部８に半導体基板１を供給することができる。
【００３３】
供給部８の中継場所８ａに半導体基板１が待機しているとき、搬送部１３は把持部１３ａを半導体基板１と対向する場所に移動して半導体基板１を把持する。従って、把持部１３ａが収納容器１８内の半導体基板１と対向する場所に移動することなく、半導体基板１を把持することができる。このように、把持部１３ａは容易に半導体基板１を把持できるようになっている。
【００３４】
（前処理部）
図３は前処理部の構成を示す概略斜視図である。図３（ａ）に示すように、前処理部９は基台２４を備え、基台２４上にはＸ方向に延在する一対の案内レール２５が設置されている。案内レール２５上には案内レール２５に沿ってＸ方向に移動するステージ２６が設置されている。ステージ２６は直動機構を備え、往復移動することができる。この直動機構は昇降装置１６が備える直動機構と同様の機構を用いることができる。
【００３５】
ステージ２６の上面には載置面２６ａが設置され、載置面２６ａには吸引式のチャック機構が形成されている。搬送部１３が半導体基板１を載置面２６ａに載置した後、チャック機構を作動させることにより前処理部９は半導体基板１を載置面２６ａに固定することができる。
【００３６】
ステージ２６がＸ方向に位置するときの載置面２６ａの場所が中継場所９ａとなっている。この載置面２６ａは把持部１３ａの動作範囲内で露出するように設置されている。従って、搬送部１３は容易に半導体基板１を載置面２６ａに載置することができる。半導体基板１に前処理が行われた後、半導体基板１は中継場所９ａである載置面２６ａ上にて待機する。従って、搬送部１３の把持部１３ａは容易に半導体基板１を把持して移動することができる。
【００３７】
基台２４の−Ｘ方向には平板状の支持部２７が立設されている。支持部２７のＸ方向側の面において上側にはＹ方向に延在する案内レール２８が設置されている。そして、案内レール２８と対向する場所には案内レール２８に沿ってＹ方向に移動するキャリッジ２９が設置されている。キャリッジ２９は直動機構を備え、往復移動することができる。この直動機構は昇降装置１６が備える直動機構と同様の機構を用いることができる。
【００３８】
キャリッジ２９の基台２４側には処理部３０が設置されている。処理部３０としては、例えば、水銀ランプ、水素バーナー、エキシマレーザー、プラズマ放電部、コロナ放電部等を例示できる。水銀ランプを用いる場合、半導体基板１に紫外線を照射することにより、半導体基板１の表面の撥液性を改質することができる。水素バーナーを用いる場合、半導体基板１の酸化した表面を一部還元することで表面を粗面化することができ、エキシマレーザーを用いる場合、半導体基板１の表面を一部溶融固化することで粗面化することができ、プラズマ放電或いはコロナ放電を用いる場合、半導体基板１の表面を機械的に削ることで粗面化することができる。本実施形態では、例えば、水銀ランプを採用している。前処理部９は処理部３０から紫外線を照射しながらキャリッジ２９を往復運動させる。これにより、広い範囲に紫外線を照射することが可能になっている。
【００３９】
前処理部９は外装部３１により全体が覆われている。外装部３１の内部には上下に移動可能な戸部３２が設置されている。そして、図３（ｂ）に示すように、ステージ２６がキャリッジ２９と対向する場所に移動したあと、戸部３２が下降する。これにより、処理部３０が照射する紫外線が前処理部９の外に漏れないようになっている。
【００４０】
（塗布部）
次に、半導体基板１に液滴を吐出してマークを形成する塗布部１０について図４に従って説明する。液滴を吐出する装置に関しては様々な種類の装置があるが、インクジェット法を用いた装置が好ましい。インクジェット法は微小な液滴の吐出が可能であるため、微細加工に適している。
【００４１】
図４（ａ）は、塗布部の構成を示す概略斜視図である。塗布部１０により半導体基板１に液滴が吐出される。図４（ａ）に示すように、塗布部１０には、直方体形状に形成された基台３５を備えている。液滴を吐出するときに液滴吐出ヘッドと被吐出物とが相対移動する方向を主走査方向とする。そして、主走査方向と直交する方向を副走査方向とする。副走査方向は改行するときに液滴吐出ヘッドと被吐出物とを相対移動する方向である。本実施形態ではＹ方向を主走査方向とし、Ｘ方向を副走査方向とする。
【００４２】
基台３５の上面３５ａには、Ｙ方向に延在する一対の案内レール３６がＹ方向全幅にわたり凸設されている。その基台３５の上側には、一対の案内レール３６に対応する図示しない直動機構を備えたステージ３７が取付けられている。そのステージ３７の直動機構は、リニアモーターやネジ式直動機構等を用いることができる。本実施形態では、例えば、リニアモーターを採用している。そして、Ｙ方向に沿って所定の速度で往動または復動するようになっている。往動と復動を繰り返すことを走査移動と称す。さらに、基台３５の上面３５ａには、案内レール３６と平行に主走査位置検出装置３８が配置され、主走査位置検出装置３８によりステージ３７の位置が検出される。
【００４３】
そのステージ３７の上面には載置面３９が形成され、その載置面３９には図示しない吸引式の基板チャック機構が設けられている。載置面３９上に半導体基板１が載置された後、半導体基板１は基板チャック機構により載置面３９に固定される。
【００４４】
ステージ３７が−Ｙ方向に位置するときの載置面３９の場所が中継場所１０ａとなっている。この載置面３９は把持部１３ａの動作範囲内に露出するように設置されている。従って、搬送部１３は容易に半導体基板１を載置面３９に載置することができる。半導体基板１に塗布が行われた後、半導体基板１は中継場所１０ａである載置面３９上にて待機する。従って、搬送部１３の把持部１３ａは容易に半導体基板１を把持して移動することができる。
【００４５】
基台３５のＸ方向両側には一対の支持台４０が立設され、その一対の支持台４０にはＸ方向に延びる案内部材４１が架設されている。案内部材４１の下側にはＸ方向に延びる案内レール４２がＸ方向全幅にわたり凸設されている。案内レール４２に沿って移動可能に取り付けられるキャリッジ４３は略直方体形状に形成されている。そのキャリッジ４３は直動機構を備え、その直動機構は、例えば、ステージ３７が備える直動機構と同様の機構を用いることができる。そして、キャリッジ４３がＸ方向に沿って走査移動する。案内部材４１とキャリッジ４３との間には副走査位置検出装置４４が配置され、キャリッジ４３の位置が計測される。キャリッジ４３の下側にはヘッドユニット４５が設置され、ヘッドユニット４５のステージ３７側の面には図示しない液滴吐出ヘッドが凸設されている。
【００４６】
図４（ｂ）は、キャリッジを示す模式側面図である。図４（ｂ）に示すようにキャリッジ４３の半導体基板１側にはヘッドユニット４５と一対の照射部としての硬化ユニット４６が配置されている。ヘッドユニット４５の半導体基板１側には液滴を吐出する３個の液滴吐出ヘッド４７が凸設されている。液滴吐出ヘッド４７の個数は特に限定されず、吐出する機能液の種類に合わせて設定できる。
【００４７】
硬化ユニット４６には吐出された液滴を硬化させる紫外線を照射する照射装置が配置されている。硬化ユニット４６は主走査方向においてヘッドユニット４５を挟んだ位置に配置されている。照射装置は発光ユニットと放熱板等から構成されている。発光ユニットには多数のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）素子が配列して設置されている。このＬＥＤ素子は、電力の供給を受けて紫外線の光である紫外光を発光する素子である。
【００４８】
キャリッジ４３の図中上側には収容タンク４８が配置され、収容タンク４８には機能液が収容されている。液滴吐出ヘッド４７と収容タンク４８とは図示しないチューブにより接続され、収容タンク４８内の機能液がチューブを介して液滴吐出ヘッド４７に供給される。
【００４９】
機能液は樹脂材料、硬化剤としての光重合開始剤、溶媒または分散媒を主材料とする。この主材料に顔料または染料等の色素や、親液性または撥液性等の表面改質材料等の機能性材料を添加することにより固有の機能を有する機能液を形成することができる。本実施形態では、例えば、白色の顔料を添加している。機能液の樹脂材料は樹脂膜を形成する材料である。樹脂材料としては、常温で液状であり、重合させることによりポリマーとなる材料であれば特に限定されない。さらに、粘性の小さい樹脂材料が好ましく、オリゴマーの形態であるのが好ましい。モノマーの形態であればさらに好ましい。光重合開始剤はポリマーの架橋性基に作用して架橋反応を進行させる添加剤であり、例えば、光重合開始剤としてベンジルジメチルケタール等を用いることができる。溶媒または分散媒は樹脂材料の粘度を調整するものである。機能液を液滴吐出ヘッドから吐出し易い粘度にすることにより、液滴吐出ヘッドは安定して機能液を吐出することができるようになる。
【００５０】
図４（ｃ）は、ヘッドユニットを示す模式平面図である。図４（ｃ）に示すように、ヘッドユニット４５には液滴吐出ヘッド４７が配置され、液滴吐出ヘッド４７の表面にはノズルプレート４９が配置されている。ノズルプレート４９には複数のノズル５０が配列して形成されている。ノズル５０及びヘッドの数及び配置は特に限定されず吐出するパターンに合わせて設定される。本実施形態においては、例えば、１個のノズルプレート４９にはノズル５０の配列が１列形成され、１つの列には１５個のノズル５０が配置されている。
【００５１】
硬化ユニット４６の下面には、照射口４６ａが形成されている。そして、照射装置が発光する紫外線が照射口４６ａから半導体基板１に向けて照射される。
【００５２】
図４（ｄ）は、液滴吐出ヘッドの構造を説明するための要部模式断面図である。図４（ｄ）に示すように、液滴吐出ヘッド４７はノズルプレート４９を備え、ノズルプレート４９にはノズル５０が形成されている。ノズルプレート４９の上側であってノズル５０と相対する位置にはノズル５０と連通するキャビティ５１が形成されている。そして、液滴吐出ヘッド４７のキャビティ５１には機能液５２が供給される。
【００５３】
キャビティ５１の上側には上下方向に振動してキャビティ５１内の容積を拡大縮小する振動板５３が設置されている。振動板５３の上側でキャビティ５１と対向する場所には上下方向に伸縮して振動板５３を振動させる圧電素子５４が配設されている。圧電素子５４が上下方向に伸縮して振動板５３を加圧して振動し、振動板５３がキャビティ５１内の容積を拡大縮小してキャビティ５１を加圧する。それにより、キャビティ５１内の圧力が変動し、キャビティ５１内に供給された機能液５２はノズル５０を通って吐出される。
【００５４】
液滴吐出ヘッド４７が圧電素子５４を制御駆動するためのノズル駆動信号を受けると、圧電素子５４が伸張して、振動板５３がキャビティ５１内の容積を縮小する。その結果、液滴吐出ヘッド４７のノズル５０から縮小した容積分の機能液５２が液滴５５となって吐出される。
【００５５】
（後処理部）
図５は後処理部の構成を示す概略斜視図である。図５（ａ）に示すように、後処理部１１は基台５７を備え、基台５７上にはＸ方向に延在する一対の案内レール５８が設置されている。案内レール５８上には案内レール５８に沿ってＸ方向に移動するステージ５９が設置されている。ステージ５９は直動機構を備え、往復移動することができる。
【００５６】
ステージ５９の上面には載置面５９ａが設置され、載置面５９ａには吸引式のチャック機構が形成されている。搬送部１３が半導体基板１を載置面５９ａに載置するとき、チャック機構を作動させることにより、半導体基板１を載置面５９ａに固定することができる。
【００５７】
ステージ５９が−Ｘ方向に位置するときの載置面５９ａの場所が中継場所１１ａとなっている。この載置面５９ａは把持部１３ａの動作範囲内に露出するように設置されている。従って、搬送部１３は容易に半導体基板１を載置面５９ａに載置することができる。半導体基板１に後処理が行われた後、半導体基板１は中継場所１１ａである載置面５９ａ上にて待機する。従って、搬送部１３の把持部１３ａは容易に半導体基板１を把持して移動することができる。
【００５８】
基台５７のＸ方向には平板状の支持部６０が立設されている。支持部６０の−Ｘ側の面において上側にはＹ方向に延在する案内レール６１が設置されている。そして、案内レール６１と対向する場所には案内レール６１に沿ってＹ方向に移動するキャリッジ６２が設置されている。キャリッジ６２は直動機構を備え、往復移動することができる。この直動機構は昇降装置１６が備える直動機構と同様の機構を用いることができる。
【００５９】
キャリッジ６２の基台５７側にはランプユニット６３と温風ユニット６４とが設置されている。ランプユニット６３は半導体基板１に紫外線を照射して、塗布された機能液５２を硬化する装置である。ランプユニット６３は、例えばメタルハライドランプ、キセノンランプ、カーボンアーク灯、ケミカルランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ等のランプａを用いることができる。より具体的には、ランプユニット６３には、Ｆｕｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ社製のＨランプ、Ｄランプ、Ｖランプ等の市販されているランプを用いることができる。
【００６０】
温風ユニット６４は半導体基板１に温風を送風して、塗布された機能液５２を硬化する装置である。温風ユニット６４は送風機、ヒーター及び温風温度を調節する制御装置等により構成されている。送風機は特に限定されないが、例えば、ファンとモーター等により構成することができる。ヒーターも特に限定されないが、例えば、電熱線を採用することができる。これにより、半導体基板１にダメージを与えずに機能液５２を硬化するようになっている。後処理部１１はランプユニット６３から紫外線を照射し、温風ユニット６４から温風を送風しながらキャリッジ６２を往復運動させる。これにより、広い範囲に紫外線の照射と温風の吹きつけをすることが可能になっている。
【００６１】
後処理部１１は外装部６５により全体が覆われている。外装部６５の内部には上下に移動可能な戸部６６が設置されている。そして、図５（ｂ）に示すように、ステージ５９がキャリッジ６２と対向する場所に移動したあと、戸部６６が下降する。これにより、ランプユニット６３が照射する紫外線が後処理部１１の外に漏れないようになっている。
【００６２】
（収納部）
図６（ａ）は収納部を示す模式正面図であり、図６（ｂ）及び図６（ｃ）は収納部を示す模式側面図である。図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、収納部１２は基台６９を備えている。基台６９の内部には昇降装置７０が設置されている。昇降装置７０は供給部８に設置された昇降装置１６と同様の装置を用いることができる。基台６９の上側には昇降板７１が昇降装置７０と接続して設置されている。そして、昇降板７１は昇降装置７０により昇降させられる。昇降板７１の上には直方体状の収納容器１８が設置され、収納容器１８の中には半導体基板１が収納されている。収納容器１８は供給部８に設置された収納容器１８と同じ容器が用いられている。
【００６３】
基台６９のＹ方向側には支持部材７２を介して、基板押出部７３と中継台７４とが設置されている。収納容器１８のＹ方向側の場所において基板押出部７３の上に中継台７４が重ねて配置されている。基板押出部７３はＹ方向に移動する腕部７３ａと腕部７３ａを駆動する直動機構とを備えている。この直動機構は直線状に移動する機構であれば特に限定されない、本実施形態では、例えば、圧縮空気にて作動するエアーシリンダーを採用している。中継台７４上には半導体基板１が載置され、この半導体基板１のＹ方向側の一端の中央に腕部７３ａが接触可能となっている。
【００６４】
基板押出部７３が腕部７３ａを−Ｙ方向に移動させることにより、腕部７３ａが半導体基板１を−Ｙ方向に移動させる。中継台７４は半導体基板１のＸ方向の幅と略同じ幅の凹部が形成され、半導体基板１はこの凹部に沿って移動する。そして、この凹部により半導体基板１のＸ方向の位置が決められる。その結果、図６（ｃ）に示すように、半導体基板１が収納容器１８の中に移動させられる。収納容器１８にはレール１８ｃが形成されており、レール１８ｃは中継台７４に形成された凹部の延長線上に位置するようになっている。そして、基板押出部７３によって半導体基板１はレール１８ｃに沿って移動させられる。これにより、半導体基板１は収納容器１８に品質良く収納される。
【００６５】
搬送部１３が中継台７４上に半導体基板１を移動した後、昇降装置７０が収納容器１８を上昇させる。そして、基板押出部７３が腕部７３ａを駆動して半導体基板１を収納容器１８内に移動させる。このようにして収納部１２は半導体基板１を収納容器１８内に収納する。収納容器１８内に所定の枚数の半導体基板１が収納された後、操作者は半導体基板１が収納された収納容器１８と空の収納容器１８とを置き換える。これにより、操作者は複数の半導体基板１をまとめて次の工程に持ち運ぶことができる。
【００６６】
収納部１２は収納する半導体基板１を載置する中継場所１２ａを有している。搬送部１３は半導体基板１を中継場所１２ａに載置するだけで、収納部１２と連携して半導体基板１を収納容器１８に収納することができる。
【００６７】
（搬送部）
次に、半導体基板１を搬送する搬送部１３について図７に従って説明する。図７は、搬送部の構成を示す概略斜視図である。図７に示すように、搬送部１３は平板状に形成された基台７７を備えている。基台７７上には支持台７８が配置されている。支持台７８の内部には空洞が形成され、この空洞にはモーター、角度検出器、減速機等から構成させる回転機構７８ａが設置されている。そして、モーターの出力軸は減速機と接続され、減速機の出力軸は支持台７８の上側に配置された第１腕部７９と接続されている。また、角度検出器がモーターの出力軸と連結され、モーターの出力軸の回転角度を検出する。これにより、回転機構７８ａは第１腕部７９の回転角度を検出して、所望の角度まで回転させることができる。
【００６８】
第１腕部７９上において支持台７８と反対側の端には回転機構８０が設置されている。回転機構８０はモーター、角度検出器、減速機等により構成され、支持台７８の内部に設置された回転機構７８ａと同様の機能を備えている。そして、回転機構８０の出力軸は第２腕部８１と接続されている。これにより、回転機構８０は第２腕部８１の回転角度を検出して、所望の角度まで回転させることができる。この回転機構８０と支持台７８の内部に設置された回転機構７８ａとが回転部に相当する。
【００６９】
第２腕部８１上において回転機構８０と反対側の端には昇降装置８２が配置されている。昇降装置８２は直動機構を備え、直動機構を駆動することにより伸縮することができる。この直動機構は供給部８の昇降装置１６と同様の機構を用いることができる。昇降装置８２の下側には回転装置８３が配置されている。
【００７０】
回転装置８３は回転角度を制御可能であれば良く、各種モーターと回転角度センサーとを組み合わせて構成することができる。他にも、回転角度を所定の角度にて回転できるステップモーターを用いることができる。本実施形態では、例えば、ステップモーターを採用している。さらに減速装置を配置しても良い。さらに細かな角度で回転させることができる。
【００７１】
回転装置８３の下側には把持部１３ａが配置されている。そして、把持部１３ａは回転装置８３の回転軸と接続されている。従って、搬送部１３は回転装置８３を駆動することにより把持部１３ａを回転させることができる。さらに、搬送部１３は昇降装置８２を駆動することにより把持部１３ａを昇降させることができる。
【００７２】
把持部１３ａは４本の直線状の指部１３ｃを有し、指部１３ｃの先端には半導体基板１を吸引して吸着させる吸着機構が形成されている。そして、把持部１３ａはこの吸着機構を作動させて、半導体基板１を把持することができる。
【００７３】
基台７７の−Ｙ方向側には制御装置８４が設置されている。制御装置８４には中央演算装置、記憶部、インターフェース、アクチュエーター駆動回路、入力装置、表示装置等を備えている。アクチュエーター駆動回路は回転機構７８ａ、回転機構８０、昇降装置８２、回転装置８３、把持部１３ａの吸着機構を駆動する回路である。そして、これらの装置及び回路はインターフェースを介して中央演算装置と接続されている。他にも角度検出器がインターフェースを介して中央演算装置と接続されている。記憶部には搬送部１３を制御する動作手順を示したプログラムソフトや制御に用いるデータが記憶されている。中央演算装置はプログラムソフトに従って搬送部１３を制御する装置である。制御装置８４は搬送部１３に配置された検出器の出力を入力して把持部１３ａの位置と姿勢とを検出する。そして、制御装置８４は回転機構７８ａ及び回転機構８０を駆動して把持部１３ａを所定の位置に移動させる制御を行う。
【００７４】
（描画方法）
次に上述した液滴吐出装置７を用いた描画方法について図８及び図９にて説明する。図８は、描画方法を示すためのフローチャートであり、図９は描画方法を説明するための模式図である。図８のフローチャートにおいて、ステップＳ１は搬入工程に相当し、供給部が収納容器から半導体基板を中継場所に移動する工程である。次にステップＳ２に移行する。ステップＳ２は、第１搬送工程に相当する。この工程は、搬送部が供給部の中継場所から前処理部の中継場所へ半導体基板を移動する工程である。次にステップＳ３に移行する。ステップＳ３は、前処理工程に相当する。この工程は、前処理部が半導体基板の表面に前処理を施す工程である。次にステップＳ４に移行する。ステップＳ４は、第２搬送工程に相当する。この工程は、搬送部が前処理部の中継場所から塗布部の中継場所へ半導体基板を移動する工程である。次にステップＳ５に移行する。ステップＳ５は、描画工程に相当する。この工程は、半導体基板に各種マークを描画する工程である。次にステップＳ６に移行する。ステップＳ６は、第３搬送工程に相当する。この工程は、搬送部が塗布部の中継場所から後処理部の中継場所へ半導体基板を移動する工程である。次にステップＳ７に移行する。ステップＳ７は、後処理工程に相当する。この工程は、後処理部が半導体基板の表面に塗布された機能液を固化する工程である。次にステップＳ８に移行する。ステップＳ８は、第４搬送工程に相当する。この工程は、搬送部が後処理部の中継場所から収納部の中継場所へ半導体基板を移動する工程である。次にステップＳ９に移行する。ステップＳ９は収納工程に相当し、収納部が中継場所から半導体基板を収納容器に移動する工程である。以上の工程にて、半導体基板１に各種マークを描画する製造工程を終了する。
【００７５】
次に、図９を用いて、図８に示したステップと対応させて、製造方法を詳細に説明する。
図９（ａ）はステップＳ１，Ｓ２，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ９に対応する図であり、図９（ｂ）はステップＳ３，Ｓ４，Ｓ７，Ｓ８に対応する図である。図９（ａ）に示すように、ステップＳ１の搬入工程では収納容器１８に半導体基板１が収納されている。そして、供給部８は基板引出部２２を駆動することにより、半導体基板１を中継場所８ａに移動させる。これにより、搬送部１３が半導体基板１を把持し易くすることができる。
【００７６】
ステップＳ２の第１搬送工程において、搬送部１３は、中継場所８ａの半導体基板１と対向する場所に把持部１３ａを移動させる。そして、搬送部１３は、把持部１３ａに半導体基板１を吸着させることにより、半導体基板１を把持する。次に、搬送部１３は把持部１３ａを上昇させた後、前処理部９の中継場所９ａと対向する場所に移動させる。続いて、搬送部１３は把持部１３ａを下降させた後、半導体基板１の吸着を解除することにより、半導体基板１を前処理部９の中継場所９ａに載置する。その結果、図９（ｂ）に示すように、前処理部９の中継場所９ａ上に半導体基板１が載置される。
【００７７】
ステップＳ３の前処理工程において、前処理部９はステージ２６を駆動することにより、中継場所９ａに載置された半導体基板１を前処理部９の内部に移動させる。そして、前処理部９は半導体基板１に実装された半導体装置３に紫外線を照射することにより、半導体装置３の表面を改質する。これにより、描画するマークの外観品質を向上させることができる。前処理を行った後に前処理部９はステージ２６を駆動することにより、半導体基板１を中継場所９ａに移動させる。これにより、搬送部１３が半導体基板１を把持し易くすることができる。
【００７８】
ステップＳ４の第２搬送工程において、搬送部１３は、中継場所９ａの半導体基板１と対向する場所に把持部１３ａを移動させる。そして、搬送部１３は把持部１３ａを下降して半導体基板１を吸着させることにより、把持部１３ａに半導体基板１を把持させる。次に、搬送部１３は把持部１３ａを上昇させた後、塗布部１０の中継場所１０ａと対向する場所に移動させる。続いて、搬送部１３は把持部１３ａを下降させた後、半導体基板１の吸着を解除することにより、半導体基板１を塗布部１０の中継場所１０ａに載置する。その結果、図９（ａ）に示すように、塗布部１０の中継場所１０ａに位置するステージ３７上に半導体基板１が載置される。
【００７９】
ステップＳ５の描画工程において、塗布部１０はチャック機構を作動させてステージ３７上に載置された半導体基板１をステージ３７に保持する。そして、塗布部１０はステージ３７及びキャリッジ４３を走査移動しながら、液滴吐出ヘッド４７に形成されたノズル５０から液滴５５を吐出する。これにより、半導体装置３の表面には会社名マーク４、機種コード５、製造番号６等のマークが描画される。キャリッジ４３に設置された硬化ユニット４６からマークに紫外線が照射される。マークを形成する機能液５２には紫外線により重合が開始する光重合開始剤が含まれているため、マークの表面が固化される。描画を行った後に塗布部１０は半導体基板１が載置されたステージ３７を中継場所１０ａに移動させる。これにより、搬送部１３が半導体基板１を把持し易くすることができる。そして、塗布部１０はチャック機構の動作を停止して半導体基板１の保持を解除する。
【００８０】
ステップＳ６の第３搬送工程において、搬送部１３は中継場所１０ａの半導体基板１と対向する場所に把持部１３ａを移動させる。そして、搬送部１３は、把持部１３ａを下降して半導体基板１を吸着させることにより、半導体基板１を把持する。次に、搬送部１３は把持部１３ａを上昇させた後、後処理部１１の中継場所１１ａと対向する場所に移動させる。続いて、搬送部１３は把持部１３ａを下降させた後、半導体基板１の吸着を解除することにより、半導体基板１を後処理部１１の中継場所１１ａに載置する。その結果、図９（ｂ）に示すように、後処理部１１の中継場所１１ａに位置するステージ５９上に半導体基板１が載置される。
【００８１】
ステップＳ７の後処理工程において、後処理部１１はステージ５９を駆動することにより、中継場所１１ａに載置された半導体基板１を後処理部１１の内部に移動させる。そして、後処理部１１は半導体基板１に実装された半導体装置３に紫外線の照射と温風の吹きつけと行う。これにより半導体装置３に描画されたマークが固化しさらに硬化する。後処理を行った後に後処理部１１はステージ５９を駆動することにより、半導体基板１を中継場所１１ａに移動させる。これにより、搬送部１３が半導体基板１を把持し易くすることができる。
【００８２】
ステップＳ８の第４搬送工程において、搬送部１３は中継場所１１ａの半導体基板１と対向する場所に把持部１３ａを移動させる。そして、搬送部１３は、把持部１３ａを下降して半導体基板１を吸着させることにより、半導体基板１を把持する。次に、搬送部１３は把持部１３ａを上昇させた後、収納部１２の中継場所１２ａと対向する場所に移動させる。続いて、搬送部１３は把持部１３ａを下降させた後、半導体基板１の吸着を解除することにより、半導体基板１を収納部１２の中継場所１２ａに載置する。その結果、図９（ａ）に示すように、収納部１２の中継場所１２ａに位置する中継台７４上に半導体基板１が載置される。収納部１２に中継場所１２ａが設置されているため、搬送部１３は半導体基板１を収納部１２に載置し易くすることができる。
【００８３】
ステップＳ９の収納工程において、収納部１２は昇降装置７０を駆動して収納容器１８を上昇させる。これにより、収納容器１８の空いている場所が半導体基板１の延長線上に位置するようになる。次に、収納部１２は基板押出部７３を駆動することにより、中継場所１２ａの中継台７４上に載置された半導体基板１を収納容器１８に移動させる。その結果、収納容器１８に半導体基板１が収納される。以上の工程にて、半導体基板１に各種マークを描画する製造工程を終了する。
【００８４】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、前処理部９、塗布部１０及び後処理部１１はそれぞれ中継場所９ａ，１０ａ，１１ａを有しており、処理前後にワークを中継場所９ａ，１０ａ，１１ａに待機させる。そして各部は中継場所９ａ，１０ａ，１１ａに載置された半導体基板１を取り込んで処理を行い、処理が実施された半導体基板１を中継場所９ａ，１０ａ，１１ａにて待機させる。そして、搬送部１３が半導体基板１を各部の中継場所９ａ，１０ａ，１１ａに搬送する。従って、搬送部１３が前処理部９、塗布部１０及び後処理部１１の内部に、直接、半導体基板１を搬送し難い構造のときにも、各部が処理できるように搬送部１３は半導体基板１を搬送することができる。
【００８５】
（２）本実施形態によれば、供給部８は中継場所８ａを有しており、半導体基板１を中継場所８ａに待機させる。そして、搬送部１３は供給部８の中継場所８ａにある半導体基板１を搬送する。同様に、収納部１２は中継場所１２ａを有しており、搬送部１３は収納部１２の中継場所１２ａへ半導体基板１を搬送する。そして、収納部１２は中継場所１２ａにある半導体基板１を収納容器１８に収納する。従って、搬送部１３が供給部８及び収納部１２の収納容器１８の半導体基板１を、直接、出し入れし難い構造のときにも、供給部８及び収納部１２が半導体基板１を出し入れすることができる。
【００８６】
（３）本実施形態によれば、供給部８、前処理部９、塗布部１０、後処理部１１、及び収納部１２が搬送部１３を囲んで配置されている。これにより、供給部８、前処理部９、塗布部１０、後処理部１１、及び収納部１２と、搬送部１３との間の距離を同じ距離に配置することができる。従って、各部の中継場所８ａ，９ａ，１０ａ，１１ａ，１２ａを把持部１３ａの移動範囲１３ｂ内に配置し易くすることができる。
【００８７】
（４）本実施形態によれば、着弾した液滴５５に紫外線を照射して硬化させることができる。従って、液滴５５を吐出して硬化させることにより、異なる複数種類の液滴５５を吐出するときにも液滴５５が交じり合うことを防止することができる。
【００８８】
尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
（変形例１）
前記実施形態では、搬送部１３にスカラー型ロボットを採用したが、ロボットの形態に限定されない。垂直多関節ロボット、直交ロボット、パラレルリンクロボット等各種の形態のロボットを採用することができる。そして、ロボットのロボットハンドが移動可能な範囲に供給部８、前処理部９、塗布部１０、後処理部１１、及び収納部１２の中継場所８ａ，９ａ，１０ａ，１１ａ，１２ａを配置しても良い。この場合にもロボットが各部に半導体基板１を供給し易くすることができる。
【００８９】
（変形例２）
前記実施形態では、半導体基板１に実装された半導体装置３にマークを描画した。描画する対象物は半導体装置３に限らない。マークを描画可能な固体であれば良い。この場合にも、液滴吐出装置７を用いて生産性良くマークを描画することができる。
【００９０】
（変形例３）
前記実施形態では、１つの半導体基板１を液滴吐出装置７の各部が順番に処理したが、各部が並行して処理をしても良い。同時に複数の半導体基板１を処理できるので、生産性良く処理することができる。
【００９１】
（変形例４）
前記実施形態では、機能液５２に光重合開始剤が含まれていたが、光重合開始剤を含まない機能液５２を用いても良い。このときには、着弾した液滴５５を加熱することにより硬化しても良い。この場合には、ヘッドユニット４５には紫外線を照射する硬化ユニット４６が必ずしも設置されなくとも良い。さらに、後処理部１１にもランプユニット６３が必ずしも設置されなくとも良い。後処理部１１の温風ユニット６４を用いて着弾した液滴５５を硬化させても良い。この場合には装置を簡略にすることができる。
【００９２】
（変形例５）
前記実施形態では、供給部８及び収納部１２が収納容器１８を備えていた。これに限らず、ベルトコンベアを用いても良い。そして、ベルトコンベア上の一端を供給用の中継場所８ａに設定し、搬送部１３が中継場所８ａ上の半導体基板１を前処理部９の中継場所９ａに移動しても良い。さらに、そして、ベルトコンベア上の一端を搬出用の中継場所１２ａに設定し、搬送部１３が後処理部１１の中継場所１１ａ上の半導体基板１を中継場所１２ａに移動しても良い。前後工程の装置間と液滴吐出装置７との間で生産性良く半導体基板１を移動することができる。
【符号の説明】
【００９３】
１…ワークとしての半導体基板、８…供給部、８ａ，９ａ，１０ａ，１１ａ，１２ａ…中継場所、９…前処理部、１０…塗布部、１１…後処理部、１２…収納部、１３ａ…把持部、１３ｂ…移動範囲、４６…照射部としての硬化ユニット、５５…液滴、７８ａ，８０…回転部としての回転機構、７９…第１腕部、８１…第２腕部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに液滴を吐出して塗布する塗布部と、前記液滴を吐出する前に前記ワークに前処理を施す前処理部と、前記液滴が吐出された前記ワークに後処理を施す後処理部と、前記前処理部と前記塗布部との間及び前記塗布部と前記後処理部との間で前記ワークを移動させる搬送部と、を備え、
前記塗布部と前記前処理部と前記後処理部とは前記ワークを受け渡しする中継場所を有し、前記搬送部は前記ワークを把持する把持部を有し、前記中継場所は前記把持部の移動範囲内に位置していることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液滴吐出装置であって、
前記ワークを供給する供給部と、前記ワークを収納する収納部と、をさらに備え、
前記供給部と前記収納部とは前記ワークを受け渡しする中継場所を有し、
前記中継場所は前記把持部の移動範囲内に位置していることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の液滴吐出装置であって、
前記塗布部、前記前処理部、前記後処理部、前記供給部及び前記収納部が前記搬送部を囲んで配置されていることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の液滴吐出装置であって、
前記液滴は紫外線により硬化する硬化剤を含み、前記塗布部は着弾した前記液滴に紫外線を照射する照射部を備えることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項１】
ワークに液滴を吐出して塗布する塗布部と、前記液滴を吐出する前に前記ワークに前処理を施す前処理部と、前記液滴が吐出された前記ワークに後処理を施す後処理部と、前記前処理部と前記塗布部との間及び前記塗布部と前記後処理部との間で前記ワークを移動させる搬送部と、を備え、
前記塗布部と前記前処理部と前記後処理部とは前記ワークを受け渡しする中継場所を有し、前記搬送部は前記ワークを把持する把持部を有し、前記中継場所は前記把持部の移動範囲内に位置していることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液滴吐出装置であって、
前記ワークを供給する供給部と、前記ワークを収納する収納部と、をさらに備え、
前記供給部と前記収納部とは前記ワークを受け渡しする中継場所を有し、
前記中継場所は前記把持部の移動範囲内に位置していることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の液滴吐出装置であって、
前記塗布部、前記前処理部、前記後処理部、前記供給部及び前記収納部が前記搬送部を囲んで配置されていることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の液滴吐出装置であって、
前記液滴は紫外線により硬化する硬化剤を含み、前記塗布部は着弾した前記液滴に紫外線を照射する照射部を備えることを特徴とする液滴吐出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１２５７９７（Ｐ２０１１−１２５７９７Ａ）
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８７３１２（Ｐ２００９−２８７３１２）
【出願日】平成２１年１２月１８日（２００９．１２．１８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１８日（２００９．１２．１８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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