(57)【要約】【課題】マーキング可能範囲よりも広いワークに対してマーキング可能なマーキング装置を提供する。【解決手段】ワークに対してマークするマーキング部と、前記ワークを搭載するワークステージと、前記マーキング部を主走査方向に往復移動させる主走査手段と、前記マーキング部と前記ワークステージとを副走査方向に相対的に移動させる副走査手段と、を有し、前記ワークステージは、前記ワークを載置するワーク載置部と、ワーク載置部を平面軸方向に回転可能な回転部と、を備えた。【選択図】図２
2013154417.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに対してマークするマーキング部と、
前記ワークを搭載するワークステージと、
前記マーキング部を主走査方向に往復移動させる主走査手段と、
前記マーキング部と前記ワークステージとを副走査方向に相対的に移動させる副走査手段と、を有し、
前記ワークステージは、
前記ワークを載置するワーク載置部と、
前記ワーク載置部を平面軸方向に回転可能な回転部と、を備えたことを特徴とするマーキング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マーキング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ワークに対してマーカーをＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させながら、ワーク上にマーキングを行うマーキング装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２３２２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記装置では、マーキングの対象範囲となり得るワーク全体にマーカーが移動可能となるように、Ｘ軸方向移動手段及びＹ軸方向移動手段を配置する必要がある。このため、ワークのサイズが大きくなるにつれ、装置構成が大型化してしまう、という課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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。
【０００６】
［適用例１］本適用例にかかるマーキング装置は、ワークに対してマークするマーキング部と、前記ワークを搭載するワークステージと、前記マーキング部を主走査方向に往復移動させる主走査手段と、前記マーキング部と前記ワークステージとを副走査方向に相対的に移動させる副走査手段と、を有し、前記ワークステージは、前記ワークを載置するワーク載置部と、前記ワーク載置部を平面軸方向に回転可能な回転部と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、マーキング部を主走査方向に往復移動させるとともに、マーキング部とワークステージとを副走査移動させながら、ワークにマークが形成される。ここで、ワークステージは、ワークが載置されるワーク載置部が回転可能に構成されている。従って、主走査手段と副走査手段によって規制されるマーキング可能範囲よりもワーク面積が広い場合であっても、ワークを回転させることにより、ワークの任意の領域をマーキング可能範囲内に設定することができ、ワークの任意の位置にマークすることができる。これにより、主走査手段と副走査手段とを比較的小さく設定することが可能となり、装置構成を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】マーキング装置の構成を示す模式図。
【図２】ワークステージの構成を示す模式図。
【図３】マーキング可能範囲を説明する説明図。
【図４】マーキング方法を示す模式図。
【図５】マーキング方法を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせて示している。
【００１０】
まず、マーキング装置の構成について説明する。マーキング装置は、ワークの表面にマークを形成する装置である。当該マーキング装置は、ワークに対してマークするマーキング部と、ワークを搭載するワークステージと、マーキング部を主走査方向に往復移動させる主走査手段と、マーキング部とワークステージとを副走査方向に相対的に移動させる副走査手段と、を有し、ワークステージは、ワークを載置するワーク載置部と、ワーク載置部を平面軸方向に回転可能な回転部を備えたものである。ワークとしては、例えば、ウエハー（集積回路基板）や半導体装置等である。また、ワーク上に形成されるマークとしては、例えば、品番、ロット番号、製造番号、年月日等の識別マークや２次元バーコード等の符号等の各種マークである。以下、具体的な構成について説明する。なお、本実施形態では、ワークとしてのウエハーに対して紫外線硬化型インクを塗布してウエハー上にマークを形成するマーキング装置を例に挙げて説明する。
【００１１】
図１は、マーキング装置の構成を示す模式図である。図１に示すように、本実施形態のマーキング装置１は、マーキング部１０と、マーキング部１０の主走査方向（Ｘ軸方向）への移動を案内する案内レール６２を備えた案内部材６１と、マーキング部１０を案内レール６２に沿って主走査方向に往復移動させる主走査手段６０と、ウエハーＷを搭載するワークステージ３０と、ワークステージ３０の副走査方向（Ｙ軸方向）への移動を案内する案内レール７２を備えた案内部材７１と、ワークステージ３０を案内レール７２に沿って副走査方向に往復移動させる副走査手段７０等を備えている。また、紫外線を照射する紫外線照射部１３，１４を備えている。そして、上記部材等を制御する制御部（図示せず）を備えている。
【００１２】
本実施形態のマーキング部１０は、キャリッジ１１とキャリッジ１１に搭載された吐出ヘッド１２を備えている。吐出ヘッド１２は、例えば、加圧手段としての圧電素子を備えたインクジェットヘッドである。また、キャリッジ１１のＸ軸方向における端部のそれぞれに紫外線照射部１３，１４が設置されている。
【００１３】
主走査手段６０は、図示しない移動機構及び動力源を備えている。移動機構としては、例えば、ボールねじとボールナットとを組み合わせた機構や、リニアガイド機構などが採用され得る。また、本実施形態では、キャリッジ１１をＸ軸方向に沿って移動させるための動力源として、例えば、モーターが採用されている。モーターとしては、ステッピングモーター、サーボモーター、リニアモーターなどの種々のモーターが採用され得る。当該モーターからの動力は、移動機構を介してキャリッジ１１に伝達される。これにより、キャリッジ１１（吐出ヘッド１２及び紫外線照射部１３，１４）は、案内レール６２に沿って、すなわち、主走査方向（Ｘ軸方向）に沿って往復移動することができる。
【００１４】
ワークステージ３０は、ウエハーＷを載置するものである。そして、副走査手段７０は、図示しない移動機構及び動力源を備えている。移動機構としては、例えば、ボールねじとボールナットとを組み合わせた機構や、リニアガイド機構などが採用され得る。また、本実施形態では、ワークステージ３０をＹ軸方向に沿って移動させるための動力源として、モーターが採用されている。モーターとしては、ステッピングモーター、サーボモーター、リニアモーターなどの種々のモーターが採用され得る。モーターからの動力は、移動機構を介してワークステージ３０に伝達される。これにより、ワークステージ３０は、案内レール７２に沿って、すなわち、副走査方向（Ｙ軸方向）に沿って往復移動することができる。
【００１５】
次に、ワークステージ３０の構成について説明する。図２は、ワークステージの構成を示す模式図である。図２（ａ）に示すように、ワークステージ３０は、ベース基材５９と、ベース基材５９上に、ワークとしてのウエハーＷを載置するワーク載置部３１と、ワーク載置部３１をＸＹ軸平面方向に回転可能な回転部５２等を備えている。
【００１６】
ワーク載置部３１は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、テーブル部３２を有し、当該テーブル部３２にウエハーＷを載置する載置領域３３が設定されている。また、テーブル部３２は、サイズが異なる各種ウエハーＷを載置することが可能であり、例えば、直径６インチのウエハーＷ１を載置する載置領域３３ａと直径４インチのウエハーＷ２を載置する載置領域３３ｂと直径３インチのウエハーＷ３を載置する載置領域３３ｃが設定されている。厳密には直径６インチのウエハーＷ１が載置されるのは、載置領域３３ａのみではなく，３３ｂ，３３ｃを覆うように載置され、直径４インチのウエハーＷ２の場合は、同様に載置領域３３ｃを覆うように載置される。
【００１７】
また、各ウエハーＷ１，Ｗ２，Ｗ３のオリフラ（orientation flat）に対応する位置には、各ウエハーＷ１，Ｗ２，Ｗ３に対応する切替部材３４ａ，３４ｂ，３４ｃが設置可能に形成されている。さらに、各ウエハーＷ１，Ｗ２，Ｗ３のオリフラに対応する位置以外の任意の位置にも切替部材３５ａ，３５ｂ，３５ｃが設置可能に形成されている。切替部材３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３５ａ，３５ｂ，３５ｃは、載置されるウエハーＷのサイズに対応して、２か所に設置される。そして、２カ所の切替部材にウエハーＷの端面を接するようにして、載置領域３３にウエハーＷを載置することで、ウエハーＷのサイズに対応した各載置領域３３ａ，３３ｂ，３３ｃにウエハーＷが位置決めされて載置できるようになっている。
【００１８】
また、テーブル部３２には、各載置領域３３ａ，３３ｂ，３３ｃに溝部３６が形成されている。当該溝部３６は、例えば、ピンセットを用いて各ウエハーＷ１，Ｗ２，Ｗ３を各載置領域３３ａ，３３ｂ，３３ｃに載置する場合、ピンセットの先端部の逃げ部として利用される。
【００１９】
また、テーブル部３２には、載置された各ウエハーＷ１，Ｗ２，Ｗ３を各載置領域３３ａ，３３ｂ，３３ｃにおいて吸着させる吸着部（図示せず）が設置されている。吸着部は、各ウエハーＷ１，Ｗ２，Ｗ３に対応して切り替え可能に構成されている。そして、切替部材３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３５ａ，３５ｂ，３５ｃ及び吸着部によって、ウエハーＷのサイズ毎に載置位置の誤りを防止するとともに、搬送時等におけるウエハーＷの位置ずれ等を防止することができる。
【００２０】
次に、回転部５２の構成について説明する。本実施形態の回転部５２は、ラチェット機構を備えている。具体的には、図２（ａ），（ｃ）に示すように、歯車５３ａを有する歯車板５３と歯車板５３の移動を規制する歯止め部としてのプランジャー５４を備えている。歯車板５３は支柱５６を介してワーク載置部３１に接続されており、歯車板５３を回転移動させることにより、ワーク載置部３１をＸＹ平面軸方向に回転させることができる。
【００２１】
歯車板５３には複数の歯車５３ａが形成されている。歯車５３ａの数は、歯車板５３の移動を規制する所望の値を基に規定される。本実施形態では、例えば、歯車板５３が１５°ピッチで移動が規制されるように複数の歯車５３ａが形成されている。
【００２２】
プランジャー５４は、筒部５４ａとピン部５４ｂを備えている。筒部５４ａの内部にはバネが内蔵されおり、バネ力によってピン部５４ｂの移動が規制される。本実施形態では、歯車板５３を回転移動させた場合に、歯車５３ａの外周面に倣ってピン部５４ｂが筒部５４ａ内のバネの収縮によって筒部５４ａの方向に移動する。これにより、歯車板５３を移動させることができる。そして、さらに、歯車板５３を回転移動させると、歯車５３ａと歯車５３ａとの間において筒部５４ａ内のバネの収縮力が開放されピン部５４ｂが歯車板５３の方向に突出する。これにより、歯車板５３の回転移動が規制される。また、さらに、歯車板５３を回転移動させるためには、プランジャー５４による規制力以上の力を歯車板５３に加えることにより回転移動が可能となる。つまり、作業者がワーク載置部３１や歯車板５３等に回転方向の力を加えることにより、１５°単位の一定角度の回転移動を再現性よく実施できるようになっている。
【００２３】
さらに、ワークステージ３０は、ワーク載置部３１の高さを調整可能な高さ調整機構を備えている。具体的には、支柱５６の内部にねじ機構が内蔵され、マイクロメーター５７によってワーク載置部３１の高さ調整を行うことができるように構成されている。
【００２４】
ここで、本実施形態のマーキング装置１におけるウエハーＷに対するマーキング可能範囲について説明する。図３は、マーキング可能範囲を説明する説明図である。具体的には、図３に示すように、座標中心（０，０）にしてワーク載置部３１に各種ウエハーＷ１，Ｗ２，Ｗ３を載置した場合におけるマーキング可能範囲１００を示したものである。マーキング可能範囲１００は、主走査手段６０と副走査手段７０によって吐出ヘッド１２から液滴を吐出させることができる範囲を示す範囲である。本実施形態のマーキング可能範囲では、６インチのウエハーＷ１のＹ軸方向における先端部を含むように、例えば、１００ｍｍ×１００ｍｍのマーキング可能範囲１００が設定されている。
【００２５】
この場合、図３に示すように、例えば、３インチのウエハーＷ３に対しては、ほぼマーキング可能範囲１００内に収まるため、主走査手段６０と副走査手段７０を駆動させることによりウエハーＷ３上にマークを形成することができる。しかしながら、例えば、６インチのウエハーＷ１の場合には、マーキング可能範囲１００よりもウエハーＷ１の表面積の方が広い。従って、マーキング可能範囲１００以外の領域にはマークを形成することができない、という不具合が生じる。以下、このような場合におけるマークの形成方法について説明する。
【００２６】
図４及び図５は、マーキング方法を示す模式図である。なお、本実施形態では、図３に示すように、マーキング可能範囲１００よりも広い６インチのウエハーＷ１に対するマーキング方法について説明する。
【００２７】
まず、図４に示すように、例えば、制御部に含まれるレイアウターにおいて、仮想ウエハーＷ１ａに対して所望するマーク（文字や符号等、例えば「ＡＢＣＤＥＦ」）、文字フォント、文字サイズ、座標中心（０，０）に対するマーク形成位置Ｍ１（文字列の中心座標Ｘ１，Ｙ１、文字列の曲率半径ｒ、円弧文字ピッチ）等のマーク情報を入力する。そして、これらのマーク情報に基づいてマーク形成データが生成され、生成されたマーク形成データに基づいて吐出ヘッド１２からインクが液滴として吐出される。吐出されたインクがウエハーＷ１上に付着するとともに、ウエハーＷ１上に付着したインクに対して紫外線照射部１３，１４によって紫外線が照射され、紫外線が照射されたインクが硬化する。このようにして、図５（ａ）に示すように、ウエハーＷ１上のマーク形成位置Ｍ１にマーク「ＡＢＣＤＥＦ」が形成される。
【００２８】
ところで、図４に示すように、例えば、マーク形成位置Ｍ２は、ウエハーＷ１におけるマーキング可能範囲１００以外の領域であるためマークを形成することができない。すなわち、そこで、ウエハーＷ１は、マーキング可能範囲１００よりも広いので、マークを形成することができない領域が発生する。そこで、図５（ｂ）に示すように、座標中心（０，０）を中心としてウエハーＷ１を回転させる。具体的には、ウエハーＷ１が搭載されたワーク載置部３１をＸＹ平面軸方向に回転させ、マークを形成しようとする所望の位置がマーキング可能範囲１００内に入るように設定する。本実施形態では、任意の位置まで歯車板５３を一方方向に回転させる。そして、任意の位置にて歯車板５３の歯車５３ａと歯車５３ａとの間の溝部にプランジャー５４のピン部５４ｂが嵌まり込み、ワーク載置部３１の回転移動が規制される（図２参照）。本実施形態では、図５（ｂ）に示すように、ウエハーＷ１を初期の位置から９０°回転移動（歯車板５３の６ピッチ分の回転移動）させた例を示している。
【００２９】
そして、図４に示すように、制御部に含まれるレイアウターにおいて、仮想ウエハーＷ１ａに対して所望するマーク（文字や符号等、例えば「ＧＨＩＪＫＬ」）、文字フォント、文字サイズ、座標中心（０，０）に対するマーク形成位置Ｍ２（文字列の中心座標Ｘ１，Ｙ１、文字列の曲率半径ｒ、円弧文字ピッチ）等のマーク情報を入力する。そして、これらのマーク情報に基づいてマーク形成データが生成され、生成されたマーク形成データに基づいて吐出ヘッド１２からインクが液滴として吐出される。吐出されたインクがウエハーＷ１上に付着するとともに、ウエハーＷ１上に付着したインクに対して紫外線照射部１３，１４によって紫外線が照射され、紫外線が照射されたインクが硬化する。このようにして、ウエハーＷ１上のマーク形成位置Ｍ２にマーク「ＧＨＩＪＫＬ」が形成される。
【００３０】
なお、さらに、ウエハーＷ１の他の領域にマークを形成したい場合には、上記内容を繰り返して行えばよい。
【００３１】
以上、上記実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
【００３２】
マーキング可能範囲よりも広いウエハーＷ１であっても、ウエハーＷ１が載置されたワーク載置部３１を回転させることにより、ウエハーＷ１の全領域をマーキング可能範囲１００に設定することができるため、ウエハーＷ１の任意の位置にマークを形成することができる。これにより、例えば、ウエハーＷ１の大きさに合わせて、主走査手段６０や副走査手段７０を大きくする必要がない。すなわち、主走査手段６０や副走査手段７０を比較的小さく設定することが可能となり、マーキング装置１の構成を小型化することができる。
【００３３】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。
【００３４】
（変形例１）本実施形態では、回転部としてラチェット機構を設けたが、これに限定されない。ワーク載置部３１が回転可能な機構であればよい。例えば、ウォームギア機構を含む構成であってもよい。このようにしても、上記同様の効果を得ることができる。
【００３５】
（変形例２）本実施形態では、マーキング部として吐出ヘッド１２（インクジェットヘッド）を含む構成としたが、これに限定されない。例えば、レーザー光を用いた構成であってもよい。このようにしても、上記同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１…マーキング装置、１０…マーキング部、１１…キャリッジ、１２…吐出ヘッド、１３，１４…紫外線照射部、３０…ワークステージ、３１…ワーク載置部、３２…テーブル部、３３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ…載置領域、３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３５ａ，３５ｂ，３５ｃ…切替部材、３６…溝部、５２…回転部、５３…歯車板、５３ａ…歯車、５４…プランジャー、５４ａ…筒部、５４ｂ…ピン部、５６…支柱、５７…マイクロメーター、６０…主走査手段、６１…案内部材、６２…案内レール、７０…副走査手段、７１…案内部材、７２…案内レール、１００…マーキング可能範囲、Ｗ，Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３…ワークとしてのウエハー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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