JP2006239976A - パターン形成装置、位置補正方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】パターン形成装置1は、基板3のθ方向の位置調整、ヘッドユニット13のY方向の位置調整を行った後、移動カメラ27により、基板3に対するヘッドユニット13の進入部分を撮影してヘッドユニット13におけるパターンピッチを計測し、入力された画素ピッチ114と計測された画素ピッチ115との差異に基づいて、ヘッドユニット補正量116を算出し、回転機構15によりヘッドユニット13のθ方向位置を調整する。
【選択図】図1
Description
しかしながら、上記の方法はいずれもR(赤)、G(緑)、B(青)の3色について同一工程を繰り返す必要があるので、コスト、歩留まり等の面で問題がある。
そこで、大型基板に対する装置のコンパクト化を図るべく、基材、加工部を各軸一方向に走査させパターン形成を行う。また、加工タクトを稼ぐべく、加工部の大型化が試みられている。
直線移動手段は、基板を支持する基板支持部(吸着テーブル等)を直線移動させる装置である。直線移動手段としては、スライド機構(スライダ、スライドレール等)、リニアモータ等を用いることができる。
直線移動手段は、固定部、可動部等を有する。固定部は、スライドレール等である。可動部は、固定部に沿って移動するスライダ(X方向移動ステージ)等である。尚、可動部をエア浮上させるエア浮上装置等を併せて設けるようにしてもよい。
加工部は、基板に加工処理を施しパターンを形成する装置であり、例えば、インクジェットヘッド、レーザ照射ヘッド等である。
パターン形成装置は、移動カメラにより、基板領域に進入する加工部を撮影して画像処理を行い、加工部におけるパターンピッチを計測し、計測したパターンピッチと所定のパターンピッチ(事前に入力されたパターンピッチ等)との差異に基づいて、加工部の位置を補正する。
回転手段は、加工部の水平面内における回転方向(θ方向)の位置調整を行う装置である。回転手段としては、例えば、ステップモータ、サーボモータ、ダイレクトドライブモータ等を用いることができる。
尚、パターン形成装置は、θ方向の補正に応じて、X方向及びY方向に関しても加工部の位置、加工タイミング(インク吐出タイミング等)等を補正する。X方向の補正に関しては、加工タイミング(インク吐出タイミング等)を調整することが望ましい。
移動カメラは、加工処理の実行時における可動部の移動方向前側に設けることが望ましい。
図1は、パターン形成装置1の概略斜視図である。
尚、θ軸は鉛直方向回転軸を示し、θ方向はその回転方向を示す。Y軸は塗布幅方向を示し、X軸は塗布方向を示し、θ軸、Y軸、X軸は、互いに直角をなす。
X方向移動ステージ9は、制御部101(後述の図2参照。)が出力する制御量に基づいて、吸着テーブル5をX方向(パターン方向、塗布方向)に移動させる。
ヘッドユニット13は、回転機構15、Y方向移動機構17(スライド部19、スライドレール21等)等を介してガントリ23に連結され、θ方向に回転可能であり、Y方向(パターン幅方向、塗布幅方向)に直線移動可能である。
尚、ヘッドユニット13をθ軸鉛直方向に上下移動させる上下移動機構を設けるようにしてもよい。
尚、エア浮上機構を用いて、スライド部19をスライドレール21に沿って移動させることが望ましい。スライドレール21際に、リニアスケール等の精密測長手段を配置し、スライド部19側に設けられるリニアスケールヘッドによりリニアスケールの目盛を読み取り、当該リニアスケールの検出値でY方向移動機構17を駆動するモータをフィードバック制御する。
移動カメラ27は、X方向移動ステージ9にY方向に移動可能に設けられる。Y方向移動機構に関しては、例えば、リニアモータ、スライド機構等を用いることができる。スライド機構のスライドレール際に、リニアスケール等の精密測長手段を配置し、スライド機構のスライダ側に設けられるリニアスケールヘッドによりリニアスケールの目盛を読み取り、当該リニアスケールの検出値でY方向移動機構を駆動するモータをフィードバック制御する。
制御部101は、は、X方向移動ステージ9、θ方向移動ステージ7、Y方向移動ステージ等に対してそれぞれの制御量を出力して各ステージの位置制御を行う。このように、制御部101は、アライメントカメラ25の撮像画像に基づいて、基板3が所定のθ方向角度、所定のXY座標となるように制御する。
パターン形成装置1は、基板3の位置決め後、X方向移動ステージ9をX方向に移動させ、基板3をヘッドユニット13の下の所定の位置に搬送する。
パターン形成装置1は、Y方向についてヘッドユニット13の位置決めを行い、基板3とヘッドユニット13とをX方向に相対的に移動させながら、所定のタイミングでヘッドユニット13のノズル孔からインクを吐出させて基板3上にパターンを形成する。
パターン形成装置1は、以上の処理工程を繰り返して基板3全体にパターン形成を行う。
尚、以下の説明では、ヘッドユニット13は、ベース29に少なくとも1つのヘッド31が設けられて構成されるものとして説明する。また、ヘッド31は、少なくとも1つのノズル孔33を有するインクジェットヘッドであるものとする。
パターン形成装置1は、制御部101、位置決め部102、計測手段103、加工手段104等から構成される。
ハードディスクなどの記憶装置113を使用し、各種設定値やパターン形成履歴等の各種データを保持してもよい。
位置決め部102は、図1では、基板3を移動させるθ方向移動ステージ7、X方向移動ステージ9、ヘッドユニット13を移動させる回転機構15、Y方向移動機構17(スライド部19、スライドレール21等)等に相当する。
計測手段103は、図1では、基板3の計測を行うアライメントカメラ25、ヘッドユニット13の計測を行う移動カメラ27等に相当する。
。
加工手段104は、基板3に加工処理を行いパターンを形成する装置であり、例えば、インクジェットヘッド、レーザ照射ヘッド等である。
加工手段104は、図1では、ヘッドユニット13等に相当する。
尚、パターン形成装置1の制御部101は、CPU111が記憶装置113等に格納するプログラム(実行プログラム、OSのプログラム等)や、プログラムの実行に必要な各種データ等をメモリ112上にロードして、以下のステップを実行する。
制御部101は、θ方向移動ステージ7の制御を行い、基板3のθ方向位置を調整する(ステップ202)。
制御部101は、Y方向移動機構17の制御を行い、ヘッドユニット13のY方向の位置を調整する(ステップ203)。
制御部101は、移動カメラ27によりヘッドユニット13のヘッド31を撮像し、画像処理を行い、ヘッドユニット13における画素ピッチ(パターンピッチ)を算出し、計測画素ピッチ115として記憶装置113に保持する(ステップ205)。
制御部101は、ヘッドユニット補正量116に基づいて、回転機構15により、ヘッドユニット13のθ方向位置を調整する(ステップ207)。
尚、パターン形成装置1の制御部101は、θ方向の補正に応じて、X方向及びY方向に関してもヘッドユニット13の位置、インク吐出タイミング等を補正する(ステップ208)。X方向の補正に関しては、インク吐出タイミングを調整することが望ましい。
制御部101は、同一基板上においてパターンニングを継続する場合(ステップ210のNo)、ステップ203〜ステップ210の処理を繰り返す。
図5は、−X方向(矢印37方向)に基板3を移動させてパターンを形成する場合における、パターン形成装置1の動作の流れを示す図である。
図4及び図5に示すように、パターン形成装置1は、ヘッドユニット13の端部分、すなわち、基板3に対して最初にインク吐出を開始するノズル孔33を移動カメラ27の視野に捉える。
パターン形成装置1は、移動カメラ27により撮影した画像39を取得し、当該画像39を画像処理し、ヘッド31のノズル孔33の位置に基づいてパターンピッチを算出し、計測画素ピッチ115(b)として保持する(ステップ205)。
パターン形成装置1は、補正後ノズル孔位置47について、入力画素ピッチ114(a)及びノズル孔間ピッチ41(c)からθ方向角度43(α)を算出し、補正前ノズル孔位置49について、計測画素ピッチ115(b)及びノズル孔間ピッチ(c)からθ方向角度45(β)を算出し、θ方向についてヘッドユニット補正量116(Δθ)を算出する(ステップ206)。
尚、θ方向についてのヘッドユニット補正量116(Δθ)は、次式により表される。
Δθ=|α−β|=|cos−1(a/c)−cos−1(b/c)|…[数式1]
但し、cosθ=xの場合、θ=cos−1(x)、である。
また、パターン形成装置1は、θ方向の補正に応じて、X方向及びY方向に関してもヘッドユニット13の位置、インク吐出タイミング等を補正する。X方向の補正に関しては、インク吐出タイミングを調整することが望ましい。
例えば、図4に示すように、基板3を+X方向(矢印35方向)に移動させつつパターン形成を行う場合は、移動カメラ27−1を設ければよいし、図5に示すように、基板3を−X方向(矢印37方向)に移動させつつパターン形成を行う場合は、移動カメラ27−2を設ければよいし、基板3を+X方向(矢印35方向)及び−X方向(矢印37方向)の両方向に移動させつつパターン形成を行う場合は、移動カメラ27−1、27−2を設ければよい。
上述の実施の形態では、パターン形成装置1は、ヘッド31のノズル孔33の位置を計測することにより、ヘッドユニット13におけるパターンピッチ(計測画素ピッチ115)を計測したが、図8に示すように、基板領域に最初に進入する部分であるヘッドユニット13の隅部に、実際に設けられるヘッド31のノズル孔33と同様の位置関係を示すマーク51を付し、当該マーク51を計測することにより、ヘッドユニット13におけるパターンピッチ(計測画素ピッチ115)を計測するようにしてもよい。この場合、マーク列方向52とノズル孔列方向42とを平行にし、マーク間ピッチ53とノズル孔間ピッチ41とを同一長にすればよい。
3………基板
5………吸着テーブル
7………θ方向移動ステージ
9………X方向移動ステージ
11………定盤
13………ヘッドユニット
15………回転機構
17………Y方向移動機構
27−1、27−2………移動カメラ
31………ヘッド
33………ノズル孔
35………+X方向
37………−X方向
39………画像
41………ノズル孔間ピッチ(c)
42………ノズル孔列方向
43………角度(α)
45………角度(β)
47………補正後ノズル孔位置
49………補正前ノズル孔位置
51………マーク
52………マーク列方向
53………マーク間ピッチ
101………制御部
102………位置決め手段
103………計測手段
104………加工手段
111………CPU
112………メモリ
113………記憶装置
114………入力画素ピッチ
115………計測画素ピッチ
116………ヘッドユニット補正量
Claims (10)
- 基板に対して加工部による加工処理を行いパターンを形成するパターン形成装置であって、
前記基板を支持する基板支持部を第1の方向に直線移動させる直線移動手段と、
前記直線移動手段の可動部に、前記第1の方向と直交する第2の方向に移動可能に設けられる少なくとも1つの移動カメラと、
前記移動カメラにより、前記加工部におけるパターンピッチを計測するパターンピッチ計測手段と、
前記計測したパターンピッチと所定のパターンピッチとの差異に基づいて、前記加工部の位置を補正する加工部補正手段と、
を具備することを特徴とするパターン形成装置。 - 前記加工部補正手段は、前記加工部に設けられる回転手段により前記第2の方向に対する前記加工部の向きを補正することを特徴とする請求項1に記載のパターン形成装置。
- 前記加工部を前記第2の方向について位置決めする度毎に、前記パターンピッチの計測及び前記加工部の位置の補正を行うことを特徴とする請求項1に記載のパターン形成装置。
- 前記パターンピッチ計測手段は、前記移動カメラにより撮像した前記加工部の射出口の位置に基づいて前記パターンピッチを算出することを特徴とする請求項1に記載のパターン形成装置。
- 前記移動カメラは、前記加工処理の実行時における前記可動部の移動方向前側に設けられることを特徴とする請求項1に記載のパターン形成装置。
- 基板に対して加工処理を行いパターンを形成する加工部の位置補正方法であって、
直線移動手段により前記基板を支持する基板支持部を第1の方向に直線移動させる直線移動ステップと、
前記直線移動手段の可動部に、前記第1の方向と直交する第2の方向に移動可能に設けられる少なくとも1つの移動カメラにより、前記加工部におけるパターンピッチを計測するパターンピッチ計測ステップと、
前記計測したパターンピッチと所定のパターンピッチとの差異に基づいて、前記加工部の位置を補正する加工部補正ステップと、
を具備することを特徴とする加工部の位置補正方法。 - 前記加工部補正ステップは、前記加工部を回転させることにより、前記第2の方向に対する前記加工部の向きを補正することを特徴とする請求項6に記載の加工部の位置補正方法。
- 前記加工部を前記第2の方向について位置決めする度毎に、前記パターンピッチの計測及び前記加工部の位置の補正を行うことを特徴とする請求項6に記載の加工部の位置補正方法。
- 前記パターンピッチ計測ステップは、前記移動カメラにより撮像した前記加工部の射出口の位置に基づいて前記パターンピッチを算出することを特徴とする請求項6に記載の加工部の位置補正方法。
- 前記移動カメラは、前記加工処理の実行時における前記可動部の移動方向前側に設けられることを特徴とする請求項6に記載の加工部の位置補正方法。
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