JP2010247193A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザー光により基板上にマーキングする機能を有する基板処理装置であって、従来よりタクトタイムを短縮させることができる基板処理装置を提供する。
【解決手段】基板処理装置１は、基板９０の表面９１および裏面９２がそれぞれ露出するように基板９０を支持し、この基板９０を回転軸５を中心として回転させることにより基板９０の表面９１および裏面９２のそれぞれを上方に向かせることが可能な基板回転ユニット２と、基板回転ユニット２の上方に、基板回転ユニット２の回転軸５から回転半径を少なくとも隔てた位置に配置されたマーキングユニット３であって、焦点距離を調整可能なレーザー光を２次元走査させることにより基板９０上にマーキングするマーキングユニット３とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーザー光により基板上にマーキングする機能を有する基板処理装置に関するものである。

特許文献１には、平板状のワークの表面にレーザ光によるマーキングを施すマーキング部と、片面にマーキングが施されたワークをマーキング部より搬入して反転した後、マーキング部へ搬出する反転処理部とが、同一の筐体内に設けられて成るレーザマーキング装置が開示されている。また、このレーザマーキング装置の一例として、マーキング部に、レーザマーカーと、ワークを受け付けて保持するワーク保持部と、このワーク保持部をレーザマーカーに対向する位置と反転処理部との間で往復動させる移動機構とを含む装置が開示されている。このレーザマーキング装置では、ワークを受け付けたワーク保持部を、まずレーザマーカーに対向するように位置させて、ワークの片面に対するマーキングを実行する。マーキングが終了すると、ワーク保持部を、ワークを保持したまま反転処理部の方へと移動させ、反転処理部へのワークの搬出を行う。

特開２００６−７２９３号公報（段落番号００１０、００１４）

一般に、基板の製造工程において、各処理に要する時間（タクトタイム）は短い方が好ましい。このため、レーザー光により基板上にマーキングする処理を、さらに短時間で行うことができる装置が求められている。

本発明の一態様は、基板処理装置であって、基板回転ユニットと、マーキングユニットとを含んでいる。基板回転ユニットは、基板の第１および第２の面がそれぞれ露出するように基板を支持し、この基板を、回転軸を中心として回転させることにより、基板の第１および第２の面のそれぞれを上方に向かせることが可能なユニットである。マーキングユニットは、基板回転ユニットの上方に、基板回転ユニットの回転軸から回転半径を少なくとも隔てた位置に配置されている。このマーキングユニットは、焦点距離を調整可能なレーザー光を２次元走査させることにより基板上にマーキングする。基板回転ユニットは、例えば、基板を同じ方向に１８０度ずつ、すなわち、３６０度回転させることにより基板を反転させるものであってもよく、また、基板を１８０度正逆回転（反転）させることにより基板を反転させるものであってもよい。

この基板処理装置は、基板回転ユニットの上方であって、基板回転ユニットの回転軸から回転半径を少なくとも隔てた位置に、焦点距離を調整可能なマーキングユニットが配置されている。この基板処理装置によれば、レーザー光を照射可能な領域（レーザー光の走査範囲）であれば、基板のどの位置においてもマーキングサイズ（スポットサイズ）をほぼ均一にできる。このため、マーキング処理中に基板とマーキングユニットとを相対的に２次元方向に動かす必要がない。さらに、この基板処理装置は、基板回転ユニットとマーキングユニットとが、回転半径を少なくとも隔てて対向している。このため、マーキングユニットの下方で基板を反転させれば、基板の両面に精度良くマーキングすることができる。

すなわち、この基板処理装置では、基板の一方の面にマーキングを施した後、反転機構に搬送するために基板を水平方向に動かすことなく、また、基板のマーキングしたい部分を相対的にマーキングユニットの下になるようにＸＹテーブルにより２次元方向に動かしたりすることなく、マーキングユニットの下方で基板回転装置により基板を反転させ、基板の他方の面にマーキングすることができる。したがって、この基板処理装置によれば、移動機構により基板をマーキング部と反転処理部との間で往復動させる必要はなく、マーキング処理中に基板をＸＹテーブルで２次元に移動させることを省略できる。このため、マーキングに要するタクトタイムを短縮できる。

さらに、この基板処理装置では、基板回転ユニットとマーキングユニットとは上下方向（鉛直方向）に配置される。このため、水平方向のサイズを小型化できる。したがって、この基板処理装置を設置するための面積を小さくでき、基板を製造するラインにさらに容易、またフレキシブルに組み込むことができる。

この基板処理装置において、基板回転ユニットは、基板の第１および第２の面それぞれの、回転軸に沿って対峙する縁を支持する２対のベルトコンベアと、２対のベルトコンベアのうちの上下１対のベルトコンベアをそれぞれ支持し、回転軸に沿って対峙する１対の支持部材と、１対の支持部材を、回転軸に沿って対峙する間隔が調整可能なように繋ぐ複数のスライド軸とを有するようにすることが好ましい。この場合、複数のスライド軸は、基板回転ユニットの回転軸に対し回転半径内に収まり、基板の第１および第２の面のそれぞれを上方に向かせたときにマーキングユニットのレーザー光の走査範囲外になるように配置される。ベルトコンベアは、例えば、レーザー光の走査範囲よりも広い範囲にマーキング処理を施したい場合などに、基板をスライドさせるために用いることができる。

マーキング処理する基板は、様々なサイズのものが考えられる。この基板処理装置によれば、回転軸に沿って対峙する１対の支持部材を回転軸に沿った間隔を調整することにより、ベルトコンベアの間隔を調整することができる。このため、基板のサイズに合わせて調整されたベルトコンベアで基板を把持し、基板の両面にマーキングできる。

さらに、この基板処理装置では、複数のスライド軸は、基板回転ユニットの回転軸に対し回転半径内に収まり、基板の第１および第２の面のそれぞれを上方に向かせたときにマーキングユニットのレーザー光の走査範囲外になるように配置されている。このため、基板を反転させる際にマーキングユニットと干渉することがなく、しかも、マーキング処理する際にレーザー光とは干渉しない。

また、この場合、基板回転ユニットは、１対の支持部材のうちの一方の支持部材を基板回転ユニットの回転軸を中心として回転させる回転駆動ユニットにより回転させられる。１対の支持部材のうちの他方の支持部材は、スライド軸を介して、一方の支持部材に追従して回転する。したがって、支持部材を連動して回転させるためのドライブシャフトは不要であり、マーキングの障害とならないスライド軸により１対の支持部材を同期して回転させることができる。このため、装置をさらにコンパクトにまとめることができる。

さらに、基板回転ユニットの２対のベルトコンベアは、基板回転ユニットの回転軸を中心として回転半径のそれぞれの端まで延びており、２対のベルトコンベアにより基板回転ユニットに基板を搬入および搬出可能であることが好ましい。ベルトコンベアを、基板回転ユニットの回転軸を中心として回転半径のそれぞれの端まで延ばす（基板回転ユニットの回転の直径に沿って端から端までベルトコンベアを延ばす）ことにより、基板回転ユニットのベルトコンベアを、反転する際に基板を押さえるだけではなく、基板の当該装置への搬入、および当該装置からの搬出などの搬送手段としても用いることができる。

本発明の他の態様は、基板の第１および第２の面がそれぞれ露出するように基板を支持し、この基板を、回転軸を中心として回転させる基板回転ユニットと、基板回転ユニットの上方に、基板回転ユニットの回転軸から回転半径を少なくとも隔てた位置に配置され、レーザー光を照射するマーキングユニットとを有する装置により、基板にマーキングする方法である。当該方法は、以下の工程を含む。
（ａ１）基板を基板回転ユニットに搬入（ロード）すること（基板を搬入する工程）。
（ａ２）基板の第１および第２の面の一方の面を上方に向かせてマーキングユニットに対峙させること（一方の面をマーキングユニットに対峙させる工程）。
（ａ３）マーキングユニットから焦点距離を調整可能なレーザー光を照射し、レーザー光を基板の一方の面において２次元走査させることにより、基板の一方の面にマーキングすること（一方の面にマーキングする工程）。
（ａ４）基板の第１および第２の面の他方の面を上方に向かせてマーキングユニットに対峙させること（他方の面をマーキングユニットに対峙させる工程）。
（ａ５）マーキングユニットから焦点距離を調整可能なレーザー光を照射し、レーザー光を基板の他方の面において２次元走査させることにより、基板の他方の面にマーキングすること（他方の面にマーキングする工程）。
（ａ６）基板を基板回転ユニットから搬出（アンロード）すること（基板を搬出する工程）。

この方法によれば、レーザー光により基板上にマーキングする処理を従来よりも短時間で行うことができる。

また、基板回転ユニットが、基板の第１および第２の面それぞれの、回転軸に沿って対峙する左右の縁を支持する２対のベルトコンベアを含む場合、この方法は、さらに、以下の工程を含むことが好ましい。
（ｂ１）一方の面にマーキングすること（（ａ３）の工程）に続き、基板の一方の面の未処理領域がレーザー光の走査範囲に入るように、２対のベルトコンベアにより基板を移動させること（一方の面の未処理領域がレーザー光の走査範囲に入るように基板を移動させる工程）。
（ｂ２）一方の面の未処理領域がレーザー光の走査範囲に入るように基板を移動させること（（ｂ１）の工程）の後に、レーザー光により基板の一方の面の未処理領域にマーキングすること（一方の面の未処理領域にマーキングする工程）。
（ｂ３）他方の面にマーキングすること（（ａ５）の工程）に続き、基板の他方の面の未処理領域がレーザー光の走査範囲に入るように、２対のベルトコンベアにより基板を移動させること（他方の面の未処理領域がレーザー光の走査範囲に入るように基板を移動させる工程）。
（ｂ４）他方の面の未処理領域がレーザー光の走査範囲に入るように基板を移動させること（（ｂ３）の工程）の後に、レーザー光により基板の他方の面の未処理領域にマーキングすること（他方の面の未処理領域にマーキングする工程）。

すなわち、本発明のさらに他の態様は、基板の第１および第２の面がそれぞれ露出するように基板を支持し、この基板を回転軸を中心として回転させる基板回転ユニットであって、基板の第１および第２の面それぞれの左右の縁を支持する２対のベルトコンベアを含む基板回転ユニットと、基板回転ユニットの上方に、基板回転ユニットの回転軸から回転半径を少なくとも隔てた位置に配置され、レーザー光を照射するマーキングユニットとを有する装置により、基板にマーキングする方法である。当該方法は、以下の工程を含む。
（ｃ１）基板を基板回転ユニットに搬入（ロード）すること（基板を搬入する工程）。
（ｃ２）基板の第１および第２の面の一方の面を上方に向かせてマーキングユニットに対峙させること（一方の面をマーキングユニットに対峙させる工程）。
（ｃ３）マーキングユニットから焦点距離を調整可能なレーザー光を照射し、レーザー光を基板の一方の面において２次元走査させることにより、基板の一方の面にマーキングすること（一方の面にマーキングする工程）。
（ｃ４）基板の一方の面の未処理領域がレーザー光の走査範囲に入るように、２対のベルトコンベアにより基板を移動させること（一方の面の未処理領域がレーザー光の走査範囲に入るように基板を移動させる工程）。
（ｃ５）レーザー光により基板の一方の面の未処理領域にマーキングすること（一方の面の未処理領域にマーキングする工程）。
（ｃ６）基板の第１および第２の面の他方の面を上方に向かせてマーキングユニットに対峙させること（他方の面をマーキングユニットに対峙させる工程）。
（ｃ７）マーキングユニットから焦点距離を調整可能なレーザー光を照射し、レーザー光を基板の他方の面において２次元走査させることにより、基板の他方の面にマーキングすること（他方の面にマーキングする工程）。
（ｃ８）基板の他方の面の未処理領域がレーザー光の走査範囲に入るように、２対のベルトコンベアにより基板を移動させること（他方の面の未処理領域がレーザー光の走査範囲に入るように基板を移動させる工程）。
（ｃ９）レーザー光により基板の他方の面の未処理領域にマーキングすること（他方の面の未処理領域にマーキングする工程）。
（ｃ１０）基板を基板回転ユニットから搬出（アンロード）すること（基板を搬出する工程）。

この方法によれば、レーザー光の走査範囲よりも広い範囲にも、マーキングできる。

本発明の一実施形態にかかる基板処理装置を示す正面図。 図１の基板処理装置を示す右側面図。 図１中のIII−III線に沿って部分的に切断して示す断面図。 本発明のマーキング方法の一例を説明するためのフローチャート。 本発明のマーキング方法の他の例を説明するためのフローチャート。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる基板処理装置を正面図（基板をロード・アンロードする方向Ａに対して直交する方向）により示している。図２は、図１の基板処理装置を右側面図により示している。図３は、図１中のIII−III線に沿って部分的に切断した断面図を示している。なお、図１および図３において、一点鎖線Ｘで示した領域は、レーザー光を照射可能な領域（レーザー光の走査範囲）を示している。また、図２および図３において、一点鎖線Ｙで示した領域は、基板処理装置が備える基板回転ユニット（詳しくは支持部材）の回転範囲を示している。

本例の基板処理装置１は、レーザー光により基板９０上にマーキングする機能を有する装置であって、例えば、基板９０上（表面：surface、第１の面および第２の面）に文字やバーコードなどを印字する際などに用いられるものである。また、本例の基板処理装置１は、表面加工の他にも、例えば、比較的薄い基板９０に対する穴あけや切断のような切削加工にも用いることができる。

この基板処理装置１は、基板回転ユニット２と、マーキングユニット３と、これらを制御する制御ユニット４とを備えている。基板回転ユニット２は、基板９０の第１の面（表面、right side）および第２の面（裏面、reverse side）がそれぞれ露出するように基板９０を支持し、回転軸５を中心として基板９０を回転させることにより基板９０の表面および裏面のそれぞれを上方に向かせることが可能なユニットである。マーキングユニット３は、焦点距離を調整可能なレーザー光を２次元走査させることにより基板９０の第１の面および第２の面にマーキングするユニットである。このマーキングユニット３は、基板回転ユニット２の上方であって、基板回転ユニット２の回転軸５から回転半径を少なくとも隔てた位置に配置されている。すなわち、マーキングユニット３は、基板回転ユニット２の回転範囲Ｙの外側に配置されている。また、本例の基板回転ユニット２は、例えば、基板９０を１８０度正逆回転（反転）させることにより基板９０を反転させるものである。以下、基板回転ユニット２を基板反転ユニットと記載する。

詳しくは、基板反転ユニット２は、基板９０の表面９１および裏面９２のそれぞれの、回転軸５に沿って対峙する縁、すなわち、図１の左右の縁９３Ｌａ、９３Ｌｂ、９３Ｒａおよび９３Ｒｂを支持する２対のベルトコンベア１１Ｌａ、１１Ｌｂ、１１Ｒａ、１１Ｒｂと、これらベルトコンベア１１Ｌａおよび１１Ｌｂを同期して駆動するためのモーター１２Ｌと、ベルトコンベア１１Ｒａおよび１１Ｒｂを同期して駆動するためのモーター１２Ｒとを有する。基板反転ユニット２は、さらに、２対のベルトコンベア１１Ｌａ、１１Ｌｂ、１１Ｒａおよび１１Ｒｂのうちの上下１対のベルトコンベア（すなわち、左側に位置する１対のベルトコンベア１１Ｌａおよび１１Ｌｂと、右側に位置する１対のベルトコンベア１１Ｒａおよび１１Ｒｂ）をそれぞれ支持する左右１対の支持部材（支持プレート、フレーム）１３Ｌおよび１３Ｒを有する。基板反転ユニット２は、さらに、これら１対の支持部材１３Ｌおよび１３Ｒを、支持部材１３Ｌおよび１３Ｒの回転軸５に沿った間隔、すなわち、左右の幅が調整可能なように繋ぐ複数のスライド軸１４ａ、１４ｂ、１４ｃおよび１４ｄを有する。また、基板反転ユニット２は、１対の支持部材１３Ｌおよび１３Ｒのうちの一方の支持部材１３Ｒを、回転軸５を中心として回転させる回転駆動ユニット（反転駆動ユニット）１５とを有している。

基板反転ユニット２の４つのベルトコンベア１１Ｌａ、１１Ｌｂ、１１Ｒａおよび１１Ｒｂのうち、ベルトコンベア１１Ｌａおよび１１Ｌｂは、基板９０の左側の縁９３Ｌａおよび９３Ｌｂを挟み込むように支持する。また、ベルトコンベア１１Ｒａおよび１１Ｒｂは、基板９０の右側の縁９３Ｒａおよび９３Ｒｂを挟み込むように支持する。したがって、基板９０は表面９１が上を向いた状態であっても、裏面９２が上を向いた状態であってもこれらのベルトコンベア１１Ｌａ〜１１Ｒｂにより安定した状態で支持される。さらに、基板９０が反転する（１８０度回る）ときも、基板９０は、これらのベルトコンベア１１Ｌａ〜１１Ｒｂにより安定した状態で支持される。さらに、これらのベルトコンベア１１Ｌａ〜１１Ｒｂは基板９０の縁を支持するだけであり、基板９０のレーザマーキングを要する面（面積）はベルトコンベア１１Ｌａ〜１１Ｒｂと干渉しないようになっている。

２つの支持部材（フレーム）１３Ｌおよび１３Ｒは、対称的な形状であり、回転軸５に沿って互いに対向するように配置されている。本例では、２つの支持部材１３Ｌおよび１３Ｒは、それぞれ、基板反転ユニット２の回転半径の領域Ｙに収まり、回転したときにマーキングユニット３に干渉しない大きさであって、かつ、マーキングユニット３のレーザー光の走査範囲Ｘの外に張り出す部分を有する形状およびサイズとなっている。基板９０の左側の縁に対応する上下２つのベルトコンベア１１Ｌａおよび１１Ｌｂは、左側に位置する支持部材１３Ｌに支持されている。また、基板９０の右側の縁に対応する上下２つのベルトコンベア１１Ｒａおよび１１Ｒｂは、右側に位置する支持部材１３Ｒに支持されている。

また、２つの支持部材１３Ｌおよび１３Ｒは、それぞれ、回転半径の領域Ｙの周辺まで延びており、４つのベルトコンベア１１Ｌａ、１１Ｌｂ、１１Ｒａおよび１１Ｒｂは、それぞれ、回転軸５を中心とする回転半径のそれぞれの端、すなわち、領域Ｙの境界部近傍まで延びている。これらベルトコンベア１１Ｌａ、１１Ｌｂ、１１Ｒａおよび１１Ｒｂは、回転させたり、レーザーによりマーキングする際に、基板９０を支持するだけではなく、基板９０を当該装置１、すなわち、基板反転ユニット２への搬入（ロード）、および当該装置１からの搬出（アンロード）するための搬送手段としても用いることができるようになっている。

図３中の矢印Ａは、基板９０のロードおよびアンロードの向きを示している。この基板処理装置１では、基板９０を一方（本例では、図１において手前側、図２および図３において右側）からロードして、表面９１および裏面９２にマーキングした後、ロードした一方の側にアンロードするようにしている。基板９０は、裏面９２が上であってもよく、表面９１が上になるように基板９０をさらに反転させてもよい。なお、基板９０は、他方（図１において奥側、図２および図３において左側）からロードして、同じ方向（他方）の側にアンロードするようにしてもよく、また、一方からロードして、他方へアンロードするように、基板９０を一方向に移動させてもよい。

さらに、これらベルトコンベア１１Ｌａ、１１Ｌｂ、１１Ｒａおよび１１Ｒｂは、レーザー光の走査範囲Ｘよりも広い範囲にマーキング処理を施したい場合などに、基板９０をスライド（図１の奥行き方向、図２および図３の左右方向に沿ってスライド）させることができる。たとえば、基板９０のサイズが２００×４００ｍｍで、マーキングユニット３の照射範囲が３００ｍｍ四方の場合、最初に基板９０の３００×２００ｍｍ四方をマーキングユニット３により走査して情報を記録する。その後、左右のベルトコンベア１１Ｌａ、１１Ｌｂ、１１Ｒａおよび１１Ｒｂにより１００ｍｍ程度移動し、基板９０の残り領域をマーキングユニット３により走査して情報を記録する。

モーター１２Ｌおよび１２Ｒにより、左右および上下のベルトコンベア１１Ｌａ、１１Ｌｂおよび１１Ｒａ、１１Ｒｂは同期して回転され、基板９０をスキューしないように移動できるようになっている。これらのベルトコンベア１１Ｌａ、１１Ｌｂ、１１Ｒａおよび１１Ｒｂは、１つのモーターにより駆動することも可能であり、それぞれ別のモーターにより駆動することも可能である。

左右の２つの支持部材１３Ｌおよび１３Ｒは、これらの左右の幅が調整可能なように、複数、本例では、４本のスライド軸１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄにより、スライド軸１４ａ〜１４ｄに沿ってスライドするように繋げられている。図１に示した例では、右側の支持部材１３Ｒをレーザー光の走査範囲Ｘの限界に設置し、左側の支持部材１３Ｌをスライドさせて基板９０の幅の相違を吸収できるようにしている。左右の支持部材１３Ｌおよび１３Ｒの位置を制御して、基板９０がレーザー光の走査範囲Ｘの中心になるようにセットすることも可能である。

具体的には、２つの支持部材１３Ｌおよび１３Ｒの四隅の、マーキングユニット３のレーザー光の走査範囲Ｘ外に張り出す部分の回転対称な２組の位置を貫通するように４本のスライド軸１４ａ、１４ｂ、１４ｃおよび１４ｄが設けられている。したがって、４つのスライド軸１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは、回転軸５に対して対称となるように配置される。また、４つのスライド軸１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは、基板反転ユニット２の回転半径の範囲Ｙ内に収まる位置であって、かつ、基板９０の表面９１および裏面９２のそれぞれを上方に向かせたときにマーキングユニット３のレーザー光の走査範囲Ｘ外となる位置に配置される。

これらのスライド軸１４ａ、１４ｂ、１４ｃおよび１４ｄの左右の端は、左右の外フレーム１６Ｌおよび１６Ｒに固定されている。右側の外フレーム１６Ｒはシャフト１８ａにより、支持台１８に搭載された駆動ユニット１５に接続されている。左側の外フレーム１６Ｌは、シャフト１７ａを介して、支持台１７に搭載されたベアリング１７ｂにより回転可能に支持されている。したがって、駆動ユニット１５がモーターまたはシリンダなどのアクチュエータにより外フレーム１６Ｒを回転軸５を中心に回転させると、外フレーム１６Ｒおよび１６Ｌにより支持された支持部材１３Ｌおよび１３Ｒ、さらには、支持部材１３Ｌおよび１３Ｒに支持された基板９０が回転軸５を中心に回転する。

基板反転ユニット２においては、支持部材１３Ｌおよび１３Ｒの回転軸５に沿った間隔（左右の幅）を調整することにより、ベルトコンベア１１Ｌａおよび１１Ｌｂとベルトコンベア１１Ｒａおよび１１Ｒｂとの間隔を調整することができる。このため、マーキングの対象となる基板９０のサイズが変わっても、処理を施したい基板９０の幅に合わせることができる。また、ベルトコンベア１１Ｌａ〜１１Ｒｂによりベルトコンベアの方向には基板９０を動かして位置調整ができる。したがって、基板９０が平面長方形状の場合、典型的には、基板反転ユニット２では、基板９０の長辺側の縁をベルトコンベア１１Ｌａ〜１１Ｒｂにより保持することが望ましい。

本例の基板反転ユニット２においては、右側の外フレーム１６Ｒをシャフト１８ａを介して駆動ユニット１５により回転軸５の回りに回転させる。それにより、右側の支持部材１３Ｒが回転し、４つのスライド軸１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを介して左側の支持部材１３Ｌが右側の支持部材１３Ｒと同期して回転する。４つのスライド軸１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを回転軸５に対して対称に配置することにより、基板９０を含めて、支持部材１３Ｒおよび１３Ｌをバランス良く反転させることができる。したがって、左右の支持部材１３Ｌおよび１３Ｒを同期して回転させるためのドライブシャフトを別途設けなくてもよく、基板反転ユニット２をコンパクトにまとめることができる。

基板反転ユニット２の上方に配置されたマーキングユニット３は、レーザー光を２次元走査することにより、基板９０上にマーキングするものである。また、このマーキングユニット３は、レーザスポットまでの距離を調整する焦点距離機能を有している。焦点距離を調整することは、例えば、レーザー光のビーム径を制御することにより行うことができる。したがって、たとえば、３００ｍｍ四方の平面のいずれの場所に対しても、マーキングユニット３と基板９０とを相対的に動かさずにレーザー光の焦点を合わせて文字、図形などを印刷または加工することができる。したがって、基板反転ユニット２が、基板９０を２次元方向に移動させるＸＹテーブルとしての機能を持たなくても基板９０の所望の場所にマーキングできる。

このようなマーキングユニット３としては、例えば、特開２００８−６８３０９号公報に開示されているレーザ加工データ生成装置を用いることができる。なお、マーキングユニット３は、焦点距離を調整可能なレーザー光を２次元走査させることにより基板９０上にマーキングすることが可能なものであればよく、これに限定されるものではない。

制御ユニット４は、マイクロコンピュータなどのプログラムを実行可能な資源を含み、所定のプログラムに従って、基板反転ユニット２およびマーキングユニット３を含む装置１全体を制御する。この制御ユニット４は、マイクロコンピュータなどのハードウェア資源と、ソフトウェア資源とにより実現される、ロード・アンロード機能２１、マーキング機能２２、基板反転機能２３、および基板送り機能２４を含んでいる。

ロード・アンロード機能２１とは、ベルトコンベア１１Ｌａ〜１１Ｒｂにより基板９０を当該装置１にロードおよびアンロードする機能である。基板反転機能２３とは、基板反転ユニット２により基板９０を反転させる機能である。マーキング機能２２とは、マーキングユニット３により基板９０にマーキングする機能である。基板送り機能２４とは、一旦基板９０にマーキング処理を施した後、基板９０のその面に未処理領域がある場合に、未処理領域がレーザー光の走査範囲Ｘに入るように、ベルトコンベア１１Ｌａ〜１１Ｒｂにより基板９０を移動させる機能である。

図４は、本発明のマーキング方法の一例を説明するためのフローチャートを示している。図４は、この基板処理装置１を用い、基板９０の両面の所望の位置にマーキングするための動きの一例を示している。

処理に先立ち、スライド軸１４ａ〜１４ｄに沿って支持部材１３Ｌおよび１３Ｒの少なくとも一方を移動させ、支持部材１３Ｌおよび１３Ｒの互いの間隔を基板９０の幅に相当する間隔にセットする。ステップ１０１において、基板９０の表面および裏面の一方の面（本例では表面とする）を上方に向かせた状態で、ベルトコンベア１１Ｌａ〜１１Ｒｂを用い、基板９０を基板反転ユニット２に搬入（ロード）する。そして、基板９０の第１の面（たとえば、表面）９１をマーキングユニット３と対峙させる。

次に、ステップ１０２において、基板反転ユニット２に基板９０を保持（支持）させたままで、マーキングユニット３から焦点距離を調整可能なレーザー光を照射し、基板９０の表面９１をレーザー光により２次元走査させることにより、基板９０の表面に所望のマークを形成する（マーキング）。

ステップ１０３において、基板反転ユニット２により基板９０を反転させる。これにより、基板９０の第２の面（本例では裏面）９２が上方を向いた状態となり、裏面９２がマーキングユニット３と対峙する。ステップ１０４において、基板反転ユニット２に基板９０を保持（支持）させたままで、マーキングユニット３から焦点距離を調整可能なレーザー光を照射し、基板９０の裏面９２をレーザー光により２次元走査させることにより、基板９０の裏面９２に所望のマークを形成する（マーキング）。

ステップ１０５において、ベルトコンベア１１Ｌａ〜１１Ｒｂを用い、基板９０を基板反転ユニット２から搬出（アンロード）する。ステップ１０６において、次に処理を要する基板９０がある場合には、ステップ１０１に戻る。処理を要する基板９０が無い場合には、処理を終了する。

図５は、本発明のマーキング方法の他の例を説明するためのフローチャートを示している。基板９０のマーキング処理が必要な部分（面積）がレーザー光の走査範囲Ｘよりも大きな場合であっても、基板９０の両面の所望の位置にマーキングできる。

上記と同様、処理に先立ち、支持部材１３Ｌおよび１３Ｒの互いの間隔を基板９０の幅に相当する間隔にセットする。ステップ１１１において、ステップ１０１と同様に、基板９０を基板反転ユニット２に搬入（ロード）する。そして、基板９０の一方の面（本例では表面）をマーキングユニット３と対峙させる。

次に、ステップ１１２において、ステップ１０２と同様に、基板９０の表面のレーザー光の走査範囲Ｘに対応する領域にマーキングする。続けて、ステップ１１３において、基板９０の表面の未処理領域がレーザー光の走査範囲Ｘに入るように、ベルトコンベア１１Ｌａ〜１１Ｒｂにより基板９０を移動させる（送る）。そして、ステップ１１４において、基板９０の表面の未処理領域にマーキングする。

ステップ１１５において、基板反転ユニット２により基板９０を反転させる。これにより、基板９０の他方の面、本例では裏面が上方を向いた状態となり、裏面がマーキングユニット３と対峙する。ステップ１１６において、ステップ１０４と同様に、基板９０の裏面のレーザー光の走査範囲Ｘに対応する領域にマーキングする。続けて、ステップ１１７において、基板９０の裏面の未処理領域がレーザー光の走査範囲Ｘに入るように、ベルトコンベア１１Ｌａ〜１１Ｒｂにより基板９０を移動させる（送る）。そして、ステップ１１８において、基板９０の裏面の未処理領域にマーキングする。

ステップ１１９において、ステップ１０５と同様に、ベルトコンベア１１Ｌａ〜１１Ｒｂを用い、基板９０を基板反転ユニット２から搬出（アンロード）する。ステップ１２０において、次に処理を要する基板９０がある場合には、ステップ１１１に戻る。処理を要する基板９０が無い場合には、処理を終了する。

以上のように、この基板処理装置１およびこれを用いたマーキング方法によれば、マーキングユニット３の下方で基板９０を反転できるので、基板９０を反転させるために平行移動する時間を省略できる。このため、マーキング処理に要する時間を短縮できる。

しかも、この基板処理装置１によれば、基板回転ユニット２とマーキングユニット３とを上下方向（鉛直方向）に配置することができる。このため、水平方向のサイズを基板９０と同程度あるいは若干大きなサイズにまで小型化できる。したがって、この基板処理装置１は、設置面積が小さく、基板の製造ラインに組み込むのが容易である。

さらに、この基板処理装置１は、コンパクトであっても、レーザー光との干渉を避けるように配置されたスライド軸１４ａ〜１４ｄにより支持部材１３Ｌおよび１３Ｒの左右の幅を調整したり、ベルトコンベア１１Ｌａ〜１１Ｒｂにより基板９０を送って２段階でマークを形成できる。したがって、この基板処理装置１により、長さおよび幅のサイズが異なる基板９０に対しても短時間で良好にマークを形成できる。

また、この基板処理装置１によれば、ベルトコンベア１１Ｌａ、１１Ｌｂ、１１Ｒａ、１１Ｒｂは、それぞれ、基板回転ユニット２の回転軸５を中心として回転半径のそれぞれの端まで延びているため、これらベルトコンベア１１Ｌａ、１１Ｌｂ、１１Ｒａ、１１Ｒｂを用いて、基板９０を当該装置１にロードしたり、当該装置１からアンロードしたりすることができる。この基板処理装置１によれば、基板９０をロードおよびアンロードするための搬送手段を別途用意してもよいが、典型的には、これらベルトコンベア１１Ｌａ、１１Ｌｂ、１１Ｒａ、１１Ｒｂの他に、基板９０をロードおよびアンロードするための搬送手段を必要としない。

なお、本発明の基板処理装置は、レーザー光により基板上にマーキングする（マークを施す）機能を有する装置であり、マーキングのみを行ってもよく、また、レーザー光などにより基板上にマーキング以外の他の処理を行う機能を含んでいてもよい。

１ 基板処理装置
２ 基板反転ユニット（基板回転ユニット）、 ３ マーキングユニット
１１Ｌａ、１１Ｌｂ、１１Ｒａ、１１Ｒｂ ベルトコンベア
１３Ｌ、１３Ｒ 支持部材
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ スライド軸
１５ 回転駆動ユニット

Claims (6)

1. 基板の第１および第２の面がそれぞれ露出するように前記基板を支持し、前記基板を、回転軸を中心として回転させることにより前記基板の第１および第２の面のそれぞれを上方に向かせることが可能な基板回転ユニットと、
   前記基板回転ユニットの上方に、前記基板回転ユニットの回転軸から回転半径を少なくとも隔てた位置に配置されたマーキングユニットであって、焦点距離を調整可能なレーザー光を２次元走査させることにより前記基板上にマーキングを施すマーキングユニットとを含む、基板処理装置。
2. 請求項１において、前記基板回転ユニットは、
   前記基板の第１および第２の面それぞれの、前記回転軸に沿って対峙する縁を支持する２対のベルトコンベアと、
   前記２対のベルトコンベアのうちの上下１対のベルトコンベアをそれぞれ支持し、前記回転軸に沿って対峙する１対の支持部材と、
   前記１対の支持部材を、前記回転軸に沿って対峙する間隔が調整可能なように繋ぐ複数のスライド軸とを有し、
   前記複数のスライド軸は、前記回転軸に対し前記回転半径内に収まり、前記基板の第１および第２の面のそれぞれを上方に向かせたときに前記マーキングユニットの前記レーザー光の走査範囲外になるように配置されている、基板処理装置。
3. 請求項２において、前記基板回転ユニットは、さらに、前記１対の支持部材のうちの一方の支持部材を、前記回転軸を中心として回転させる回転駆動ユニットを有し、前記１対の支持部材のうちの他方の支持部材は、前記スライド軸を介して、前記一方の支持部材に追従して回転する、基板処理装置。
4. 請求項２または３において、前記基板回転ユニットの前記２対のベルトコンベアは、前記回転軸を中心として前記回転半径のそれぞれの端まで延びており、前記２対のベルトコンベアにより前記基板回転ユニットに前記基板を搬入および搬出可能である、基板処理装置。
5. 基板の第１および第２の面がそれぞれ露出するように前記基板を支持し、前記基板を、回転軸を中心として回転させる基板回転ユニットと、前記基板回転ユニットの上方に、前記基板回転ユニットの回転軸から回転半径を少なくとも隔てた位置に配置され、レーザー光を照射するマーキングユニットとを有する装置により、前記基板にマーキングを施す方法であって、
   前記基板を前記基板回転ユニットに搬入することと、
   前記基板の第１および第２の面の一方の面を上方に向かせて前記マーキングユニットに対峙させることと、
   前記マーキングユニットから焦点距離を調整可能なレーザー光を照射し、前記レーザー光を前記基板の前記一方の面において２次元走査させることにより、前記基板の前記一方の面にマーキングを施すことと、
   前記基板の第１および第２の面の他方の面を上方に向かせて前記マーキングユニットに対峙させることと、
   前記マーキングユニットから前記レーザー光を照射し、前記レーザー光を前記基板の前記他方の面において２次元走査させることにより、前記基板の前記他方の面にマーキングを施すことと、
   前記基板を前記基板回転ユニットから搬出することと、を含む、方法。
6. 請求項５において、前記基板回転ユニットは、前記基板の第１および第２の面それぞれの、前記回転軸に沿って対峙する左右の縁を支持する２対のベルトコンベアを含み、
   前記一方の面にマーキングすることに続き、前記基板の前記一方の面の未処理領域が前記レーザー光の走査範囲に入るように、前記２対のベルトコンベアにより前記基板を移動させることと、
   前記レーザー光により前記基板の前記一方の面の未処理領域にマーキングすることと、
   前記他方の面にマーキングすることに続き、前記基板の前記他方の面の未処理領域が前記レーザー光の走査範囲に入るように、前記２対のベルトコンベアにより前記基板を移動させることと、
   前記レーザー光により前記基板の前記他方の面の未処理領域にマーキングすることと、をさらに含む、方法。

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