JP2008032481A

JP2008032481A - 部材間距離計測方法、塗布装置のノズル高さ調節方法及び、塗布装置

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Publication number: JP2008032481A
Application number: JP2006204982A
Authority: JP
Inventors: Yugo Fukushima; 雄悟福島; Toshihiro Mori; 俊裕森
Original assignee: Toray Engineering Co Ltd
Current assignee: Toray Engineering Co Ltd
Priority date: 2006-07-27
Filing date: 2006-07-27
Publication date: 2008-02-14

Abstract

【課題】センサの原点調節を自動化して塗布装置のタクトタイムの高速化を図り、原点調節における人為的なバラツキを防止して塗布精度の向上を図ることのできる部材間距離計測方法、塗布装置のノズル高さ調節方法及び、塗布装置を提供する。
【解決手段】基材を保持する基材保持部と、処理液を吐出するノズルを有する口金部と、基材保持部とノズルとの距離を計測するセンサとを有する塗布装置のノズル高さ調節方法であって、塗布処理を行う前に、センサにおける原点信号が出力される原点信号出力位置とセンサの接触軸の現在位置とから原点信号出力位置を基準とした差分変位量を算出し、この差分変位量と、基材保持部を基準とした原点信号出力位置までの原点オフセット量とから、基材保持部を基準とした接触軸の基材保持部基準位置を算出し、この基材保持部基準位置を前記接触軸の現在位置とすることにより、基材保持部を基準とするセンサの原点調節を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、部材間のクリアランスを計測する方法及び、ガラス又は樹脂フィルム等の基材にレジスト等の薬液を塗布する塗布装置の高さ調節方法及び塗布装置に関するものである。

従来より、テーブル上に保持された薄板状の基材に対し、塗布機構を移動させながら基板表面にレジスト等の薬液を均一な所定厚みで塗布するための塗布装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

この塗布装置は、基材と塗布機構の薬液を塗出させるノズルとの距離をセンサにより計測し、この距離が所定の距離（設定高さ）となるようにして塗布することにより、レジスト液が基材上に均一な厚みで塗布されるようになっている。そのため、このような塗布装置では、基材とノズルとの距離を精度よく計測するために、塗布を行う前に人手によるセンサの原点調節作業が行われる。具体的には、均一の厚みを有する高さ調節用の治具をその一部がテーブルからはみ出るように載置し、この高さ調節用治具のはみ出た部分をテーブル側に取り付けられたセンサにより計測して原点を設定する。すなわち、高さ調節用治具がはみ出た部分は、基材を保持するテーブル表面と同一の高さになっているため、このはみ出た部分をセンサで計測し、その測定結果が原点となるように設定することにより、テーブル表面位置がセンサの原点となるように調節することができる。

このようにセンサの原点を調節した後、このセンサによりノズルとの距離を計測することにより、基材表面からノズルまでの距離（基材とノズルとのクリアランス）を精度よく計測して塗布できるようになっている。

特開２００６−１１０４８８号公報

しかし、上記のような原点調節作業では、人手により作業が行われるため、結果として塗布装置のタクトタイムを短縮する妨げになるいう問題があった。また、原点調節作業を人手により行うため、高さ調節用治具の設置具合や調節作業自体に人為的なバラツキが生じる虞もあり、塗布装置の塗布精度に影響を与える要因にもなりかねないという問題があった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、センサの原点調節を自動化することにより、塗布装置のタクトタイムの高速化を図るとともに、原点調節における人為的なバラツキを防止して塗布精度の向上を図ることのできる部材間距離計測方法、塗布装置の高さ調節方法及び、塗布装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の部材間距離計測方法は、特定方向の距離を計測するセンサが取り付けられた第１の部材と、この第１の部材に対して前記特定方向に相対的に接近及び離反可能に構成された第２の部材とで形成される部材間距離を前記センサのリセット処理を行った後、前記第１部材を基準とした部材間距離を計測する部材間距離計測方法において、前記センサは、センサ本体とこのセンサ本体から特定方向に伸縮可能な接触軸とを備え、前記接触軸がセンサ本体から所定量突出した際に原点信号が出力されるように構成されており、前記リセット処理は、前記原点信号が出力される原点信号出力位置と接触軸の現在位置とからこれらの差分変位量を算出し、この差分変位量と、第１の部材を基準とした原点信号出力位置までの原点オフセット量とから、第１の部材を基準とした前記接触軸の第１部材基準位置を算出し、この第１部材基準位置を前記接触軸の現在位置とすることにより、第１部材を基準とした前記センサの原点調節を行うことを特徴としている。

この部材間距離計測方法によれば、上記リセット処理を行うことにより、上記センサに対して第１の部材を基準とした原点調節が行われる。すなわち、原点信号出力位置と現在位置とから算出される差分変位量と、第１の部材を基準とした原点信号出力位置までの原点オフセット量とを加算することにより、第１の部材を基準とした接触軸の第１部材基準位置を算出する。そして、この第１部材基準位置を現在位置に置き換えることにより、上記センサの原点調節が行われる。すなわち、センサの原点調節を計算で行うことができるため、センサの原点調節を自動化することが可能で、高さ調節用治具を用いて原点調節する従来の方法に比べて、塗布装置のタクトタイムの高速化を図ることができるとともに、原点調節における人為的なバラツキを防止して塗布精度の向上を図ることができる。

また、上記課題を解決するために、本発明の塗布装置のノズル高さ調節方法は、供給された基材を保持する基材保持部と、この基材保持部に対して高さ方向に相対的に接近及び離反可能に構成され、液状物を吐出するノズルを有する口金部と、前記基材保持部と前記ノズルとの距離を計測するセンサとを備え、前記センサの原点を設定するリセット処理を行った後、前記ノズルの高さを調節する塗布装置のノズル高さ調節方法であって、前記センサは、センサ本体とこのセンサ本体から特定方向に伸縮可能な接触軸とを有しているとともに、前記接触軸がセンサ本体から所定量突出した際に原点信号が出力されるように構成されており、前記リセット処理は、前記原点信号が出力される原点信号出力位置と接触軸の現在位置とからこれらの差分変位量を算出し、この差分変位量と、基材保持部を基準とした原点信号出力位置までの原点オフセット量とから、基材保持部を基準とした前記接触軸の基材保持部基準位置を算出し、この基材保持部基準位置を前記接触軸の現在位置とすることにより、前記基材保持部を基準とした前記センサの原点調節を行うことを特徴としている。

この塗布装置のノズル高さ調節方法によれば、上記リセット処理を行うことにより、上記接触型センサが基材保持部を基準に原点調節される。したがって、この接触型センサによりノズルを計測することにより、基材保持部を基準としたノズルの高さを直接計測することができる。したがって、高さ調節用治具を用いて原点調節する従来の方法に比べて、塗布装置のタクトタイムの高速化を図ることができるとともに、センサの原点調節を自動化することが可能で、原点調節における人為的なバラツキを防止して塗布精度の向上を図ることができる。

また、前記口金部は前記基材保持部に対して相対的に高さ調節可能な高さ調節機構を有しており、前記リセット処理を行った後、さらに前記ノズルを前記基板保持部に対して所定高さに調節する高さ調節処理を含んでおり、前記高さ調節処理は、前記リセット処理後のセンサの接触軸を前記ノズルに接触させることにより得られたノズルの高さ位置が、所定の高さ位置となるように前記高さ調節機構を調節するように構成することもできる。

この構成によれば、上記リセット処理により原点調節されたセンサによりノズルの高さ位置を計測した際の測定結果に基づいて高さ調節機構を調節することにより、前記ノズルが基板保持部に対して所定の高さになるように設定することができる。したがって、上記センサのリセット処理（原点調節）から高さ調節処理までの一連の処理を自動化することができる。

また、上記課題を解決するために、本発明の塗布装置は、供給された基材を保持する基材保持部と、処理液を吐出するノズルを有する口金部と、前記基材保持部と前記ノズルとの距離を計測するセンサと、所定の演算処理を行う制御手段と、を備える塗布装置であって、前記センサは、センサ本体とこのセンサ本体から特定方向に伸縮可能な接触軸とを備え、前記接触軸がセンサ本体から所定量突出した際に原点信号が出力されるように構成されており、前記制御手段は、前記原点信号が出力される原点信号出力位置と接触軸の現在位置とからこれらの差分変位量を算出し、この差分変位量と、基材保持部を基準とした原点信号出力位置までの原点オフセット量とから、基材保持部を基準とした前記接触軸の基材保持部基準位置を算出し、この基材保持部基準位置を前記接触軸の現在位置に設定することにより、前記基材保持部を基準とした前記センサの原点調節を行うことを特徴としている。

この塗布装置によれば、接触型センサを用いて基材保持部を基準とした原点調節を自動的に行うことができる。すなわち、上記制御手段により基材保持部を基準とした基材保持部基準位置が算出され、接触軸の計測位置を前記基材保持部基準位置とすることにより接触型センサが自動的に原点調節される。したがって、高さ調節用治具を用いて原点調節する従来の方法に比べて、塗布装置のタクトタイムの高速化を図ることができるとともに、センサの原点調節を自動化することが可能で、原点調節における人為的なバラツキを防止して塗布精度の向上を図ることができる。

また、前記口金部を前記基材保持部に対して相対的に高さ方向に移動させる昇降手段と、
前記昇降手段を駆動させる駆動手段をさらに備え、前記制御手段は、前記接触軸を前記ノズルに接触させることにより得られた前記基材保持部を基準とするノズルの高さ位置の計測結果に基づいて、前記ノズルの高さ位置が所定の高さ位置になるように前記駆動手段を駆動制御するように構成してもよい。

この構成によれば、原点調節されたセンサによりノズルの高さ位置を計測した際の測定結果に基づいて高さ調節機構を駆動制御する構成とすることにより、センサの原点調節から基板保持部に対するノズルの高さ調整の一連の動作を自動化することができる。

また、前記接触型センサは、複数取り付けられている構成としてもよい。

この構成によれば、前記ノズルの複数箇所が接触型センサで計測されることにより、ノズルの高さ調整を単数の接触型センサで行う場合に比べて、より高精度に調節することができる。

また、前記ノズルが一方向に延びる形状を有しており、前記センサは少なくとも前記ノズルの長手方向両端部における高さ位置を計測する位置に取り付けられる構成とするのが好ましい。

この構成によれば、一方向に延びるノズル全体を基板保持部に対して所定の高さ位置に調節することができる。

また、前記センサが複数取り付けられており、少なくとも一つの前記センサは、口金部の撓み検出用として設けられ、この撓み検出用のセンサによる前記ノズルの高さ位置の計測結果が所定の範囲にない場合には、警告を促すように構成してもよい。

この構成によれば、上記撓み検出用センサにより口金部に撓みが生じていることを検出した場合には、警告を与えて、そのまま塗布が行われるのを防止することができる。

本発明に係る部材間距離計測方法、塗布装置の高さ調節方法及び、塗布装置によれば、センサの原点調節を自動化でき、塗布装置のタクトタイムの高速化を図るとともに、原点調節における人為的なバラツキを防止して塗布精度の向上を図ることができる。

本発明に係る実施の形態を図面を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施形態における塗布装置を示す斜視図であり、図２は、塗布装置における塗布ユニットの端部を拡大した図である。

図１、図２に示すように、塗布装置１は、供給される薄板状の基材２に薬液やレジスト等の液状物（以下薬液と称す）を塗布するものである。この塗布装置１は、基台３と、この基台３上に設けられ基材２を載置するためのテーブル４と、このテーブル４に対し一定方向に移動可能に構成される塗布ユニット５とを備えている。

なお、以下の説明では、塗布ユニット５が移動する方向をＸ軸方向、これと水平面上で直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸およびＹ軸方向の双方に直交する方向をＺ軸方向とし、図１における手前側を前方、その反対側を後方として説明を進めることとする。

前記基台３には、テーブル４及び塗布ユニット５等が搭載されている。この基台３は、Ｚ軸方向と直交する作業面３１を有しており、この作業面３１中央部分にテーブル４が支持部材３２を介して載置されている。また、作業面３１上には塗布ユニット５が設けられており、この塗布ユニット５の両端部分と作業面３１のＹ軸方向両端部分とが連結されている。すなわち、塗布ユニット５が基台３上に前記テーブル４を跨ぐようにして取り付けられている。

前記テーブル４は、搬入された基材２を載置して保持するものである。具体的には、基台３の作業面３１に対向する面と反対側に位置するテーブル表面４１は、Ｚ軸方向と直交する平板状に形成されており、このテーブル表面４１に基材２が載置されるようになっている。また、テーブル表面４１には、基材２を吸着する吸着手段が備えられており、この吸着手段により、搬入された基材２がテーブル表面４１側に吸着されるようになっている。具体的には、テーブル表面４１には複数の貫通孔が形成されており、この貫通孔が真空発生装置４２（図３参照）と連通されている。したがって、真空発生装置４２を駆動させて貫通孔に吸引力を発生させることにより、基材２をテーブル表面４１側に吸着させて基材２がＺ軸方向と直交する姿勢で保持できるようになっている。本実施形態では、このテーブル４と吸着手段により基材保持部が構成されている。

前記塗布ユニット５は、テーブル４に載置された基材２に薬液を塗布するためのものであり、一方向に延びる口金部６と、この口金部６の両端部分に設けられたユニット支持部７とを有している。

前記口金部６は、Ｙ軸方向に延びる形状を有する柱状部材であり、テーブル表面４１と対向する表面には薬液を吐出するノズル６１（図２参照）が形成されている。このノズル６１は、テーブル表面４１側に突出するとともにＹ軸方向に延びるように形成されている。そして、この突出する部分にはスリットが形成されており、口金部６に供給された薬液が、このスリットを通じて基材２表面に吐出されるようになっている。具体的には、口金部６には、圧力を供給するポンプ等の圧力供給装置６２（図３参照）がホースを介して連結されており、この圧力供給装置６２から口金部６に圧力が供給されることにより、薬液がスリットから吐出されるようになっている。

前記ユニット支持部７は、口金部６を支持するとともに、この口金部６をＸ軸方向に移動させるためのものであり、走行装置１０と昇降装置２０とを有している。

昇降装置２０は、Ｚ軸方向に延びる軸部材２１に軸方向に移動可能に取り付けられるスライダ２２と、このスライダ２２を駆動させるサーボモータ２３（図３参照）とを備えている。すなわち、このサーボモータ２３を駆動制御することにより、スライダ２２がＺ軸方向に移動するとともに任意の位置で停止できるようになっている。また、スライダ２２には連結部材２４が取り付けられており、この連結部材２４と口金部６とが連結されている。したがって、口金部６は、昇降装置２０のサーボモータ２３を駆動制御することにより、Ｚ軸方向への昇降動作が駆動制御されるようになっている。

走行装置１０は、昇降装置２０をＸ軸方向に走行させるためのものであり、フレーム１１とＸ軸方向に延びるリニアモータ１２及びレール１３とを備えている。

フレーム１１は、図２に示すように、昇降装置２０を載置するものであり、短尺脚部１１ａと長尺脚部１１ｂとを有している。このフレーム１１は、基台３との間に設けられるエアパッド１４によって基台３上に支持されており、フレーム１１の短尺脚部１１ａがＸ軸方向に延びるリニアモータ１２と連結されているとともに、長尺脚部１１ｂの一部がＸ軸方向に延びるレール１３に挿入された状態で取り付けられている。具体的には、レール１３は、その断面が略Ｌ字形状を有しており、基台３の側面３ａとレール１３とによって凹部１３ａが形成されるように基台３の両側面３ａに取り付けられている。また、長尺脚部１１ｂのＹ軸方向両側面３ａにはエアパッド１４が備えられている。したがって、長尺脚部１１ｂの一部がレール１３の凹部１３ａ内に挿入された状態では、これらのエアパッド１４が基台３の側面３ａ及びレール１３に対面するようになっている。すなわち、長尺脚部１１ｂの一部は、エアパッド１４を介して凹部１３ａに挿入された状態となり、このエアパッド１４の存在によりフレーム１１のＹ軸方向の動きが規制される。したがって、リニアモータ１２を駆動することにより、フレーム１１がＸ軸方向に沿って（基台３の側面３ａに沿って）移動できるようになっている。

また、短尺脚部１１ａには位置検出器１５が取り付けられており、この位置検出器１５によりフレーム１１の位置が検出できるようになっている。

このように構成されるユニット支持部７に支持される口金部６は、テーブル表面４１に対してＺ軸方向に昇降動作できるとともに、テーブル表面４１から所定高さを保持した状態でテーブル表面４１上をＸ軸方向に沿って走行できるようになっている。

また、テーブル４の前面４ａ及び後面４ｂには、テーブル表面４１からの口金部６の高さ位置を計測するためのギャップセンサ８が取り付けられている。本実施形態では、テーブル４のＹ軸方向両端部分と中央部分とに取り付けられており、テーブル４の前面４ａ及び後面４ｂにそれぞれ３カ所、計６カ所取り付けられている（図１参照）。

これらギャップセンサ８は、接触型の原点付きギャップセンサ８であって、センサ本体８１とセンサ本体８１から一方向に伸縮可能な接触軸８２とを備えている。すなわち、センサ本体８１から接触軸８２が延伸し、接触軸８２が計測対象物に接触することにより、高さ位置を計測できるようになっている。そして、このギャップセンサ８は、接触軸８２がセンサ本体８１から所定量突出した際に原点信号がワンショットパルスで出力されるとともに、接触軸８２の伸縮動作に応じて連続状にパルス信号が出力されるようになっており、これらの原点信号及びパルス信号は、後述する制御装置９に入力されるようにギャップセンサ８と制御装置９とが接続されている。

そして、塗布ユニット５によって基材２上に薬液を塗布する場合には、このギャップセンサ８の接触軸８２をノズル６１に当接させることにより、基材２表面（テーブル表面４１）とノズル６１との距離を計測する。そして、ギャップセンサ８による計測結果に基づいて、昇降装置２０を駆動制御することにより、口金部６全体がＹ軸方向に亘って所定の高さ位置に設定し、塗布を行うようになっている。

なお、本実施形態におけるＹ軸方向中央位置に取り付けられたギャップセンサ８は、口金部６の撓みを検出するために使用されるものである。

次に、上記印刷装置の制御系の構成について図３のブロック図を用いて説明する。

上記の印刷装置には、図３に示すような制御装置９が設けられている。制御装置９は、論理演算を実行するＣＰＵ、そのＣＰＵを制御する種々のプログラムなどを記憶するＲＯＭ、作業中に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭおよびＨＤＤ等から構成されており、主な機能構成として、主制御部９０、駆動制御部９１、塗布圧力制御部９２、入出力装置制御部９３及び外部装置制御部９４等を有している。

主制御部９０は、動作プログラムに従って一連の塗布作業を進めるための塗布装置１全体の駆動を統括的に制御するものであり、その作業に伴う各種演算処理を行うものである。そして、この主制御部９０は、演算部９０ａ、高さ位置設定部９０ｂ、記憶部９０ｃを有している。

演算部９０ａは、論理演算を実行する周知のＣＰＵからなり、必要に応じて後述の記憶部９０ｃからプログラムやデータを読み込み、各制御部から入力される情報をこのプログラムに従って演算処理を行う。また、この演算結果を高さ位置設定部９０ｂ、記憶部９０ｃに出力するとともに、各制御部を通じて前記モータ等の機械要素に出力することにより、塗布装置１の動作、あるいは各種処理を統括的に制御するものである。そして本実施形態では、ギャップセンサ８からのパルス信号をカウントし、このパルスカウント値に基づいて所定の演算処理を行うことによりギャップセンサ８の現在高さ位置を算出する。そして、この演算結果（高さ位置データ）を高さ位置設定部９０ｂに出力する。

高さ位置設定部９０ｂは、演算部９０ａから出力された高さ位置データをギャップセンサ８が示す現在高さ位置として設定する。したがって、現在高さ位置をもとにした演算結果が各制御部を通じて前記モータ等の機械要素に出力されることにより、塗布装置１の動作、あるいは各種処理が行われるとともに、その設定データを入出力制御部を介してタッチパネル４０等の表示装置にギャップセンサ８が示す現在高さ位置として表示される。

記憶部９０ｃは、各種データを記憶するものである。具体的には、各種位置データ及び移動量データ等が記憶されている。本実施形態では、テーブル表面高さ位置Ｍ（図６参照）から原点信号が発信される原点信号高さ位置までの距離、すなわち原点オフセット量α、塗布処理時におけるテーブル表面高さ位置Ｍからの塗布高さ位置Ｔ（図２参照）、ギャップセンサ８の接触軸８２がパルス信号の１パルス当りに移動する単位パルス移動量Ｓ等に関するデータが記憶されている。

駆動制御部９１は、主制御部９０からの制御信号に基づいて、リニアモータ１２、サーボモータ２３等を駆動制御するものである。本実施形態では、ギャップセンサ８によって計測されたノズル６１の高さ位置が所定の塗布高さ位置Ｔになるように昇降装置２０のサーボモータ２３を駆動制御されるようになっている。

塗布圧力制御部９２は、主制御部９０からの制御信号に基づいて、薬液を適切に塗布するように圧力供給装置６２を制御するものである。

入出力装置制御部９３は、ギャップセンサ８、位置検出器１５、タッチパネル９３ａ等の各種入出力装置を動作制御するものである。例えば、高さ位置設定部９０ｂから出力された高さ位置に関する信号を処理し、タッチパネル９３ａ上に表示することによりオペレータに視認させる。また、システムに異常が発生した場合には、タッチパネル９３ａ上に警告信号を受けてオペレータに警告を促す警告表示が行われるようになっている。

外部装置制御部９４は、主制御部９０からの制御信号に基づいて、外部装置の駆動制御を行うものである。本実施形態では、真空発生装置４２等と接続されており吸着手段の駆動制御を行う。具体的には、テーブル４上に基材２が載置された際に真空発生装置４２を駆動させ、基材２をテーブル４上に密着させる。そして、塗布処理が終了すれば真空発生装置４２を停止させ、基材２がフリーの状態となるように制御する。

次に、この塗布装置１における塗布動作について、図４、図５に示すフローチャートおよび図６におけるギャップセンサ８の動作の様態を示す概略図を参照しながら説明する。

ここで、図６は、テーブル４とギャップセンサ８の接触軸８２が伸縮した状態の位置関係を図示しており、Ｐ_０は接触軸８２が最も収縮した状態の位置、Ｐｓは原点信号が発信される原点信号高さ位置、Ｐは接触軸８２の現在高さ位置をそれぞれ示しており、αは原点オフセット量、Ｍはテーブル表面高さ位置を示している。

まず、塗布動作が行われる前にギャップセンサ８の原点をテーブル表面４１を基準に設定するリセット処理が行われる（ステップＳ１）。リセット処理は、ギャップセンサ８の原点をテーブル表面４１の高さ位置Ｍに設定するための処理である。すなわち、塗布装置１に電源が投入されると、ギャップセンサ８は原点投入時の位置を原点として起動するため、原点位置が一定ではない。したがって、Ｙ軸方向両端に位置するギャップセンサ８それぞれにおいて電源投入時の高さ位置が異なる場合には、互いに原点が共通しておらず、計測対象物の正確な測定結果を得ることはできない。したがって、これら両方のギャップセンサ８がテーブル表面高さ位置Ｍが原点となるようにリセット処理によって調節する。なお、本実施形態では、説明を容易にするために、ギャップセンサ８の接触軸８２が最も収納された状態で電源が投入されるものとし、この最も収納された位置が原点位置（初期原点位置Ｐ_０）とする。

このリセット処理は、図５に示すフローチャートに基づいて行われる。

まず、ギャップセンサ８の接触軸８２を最も延伸する状態まで上昇させる（ステップＳ１１）。この上昇動作が開始されると主制御部９０の演算部９０ａにおいてパルス信号がカウントされる。このとき、タッチパネル９３ａ上には、初期原点位置Ｐ_０を基準とした現在高さ位置Ｐが表示されている。すなわち、パルス信号のパルスカウント値と単位パルス移動量Ｓとから演算部９０ａによって高さ位置が演算され、その演算結果が高さ位置設定部９０ｂによって現在高さ位置Ｐとして設定され、タッチパネル９３ａ上に表示される。

次に、ギャップセンサ８から原点信号が出力されたか否かが判断される（ステップＳ１２）。すなわち、接触軸８２が所定の高さ位置（原点信号高さ位置）Ｐｓに達すると原点信号が出力されるが、この原点信号が出力された場合には、ステップＳ１２においてＹＥＳの方向に進み、原点信号高さ位置（本発明における原点信号出力位置）Ｐｓが取り込まれる。具体的には、この原点信号高さ位置Ｐｓにおけるパルスカウント値Ｃａが取得され記憶部９０ｃに記憶される（ステップＳ１３）。

ここで、本実施形態では、原点信号高さ位置Ｐｓの取得には、原点信号におけるワンショットパルスの立ち上がりをトリガーとして、カウンターがカウントしている値（現在高さ位置Ｐ）をレジスタに格納するハードウエアのラッチ回路を使用することにより実現している。したがって、単にソフトウエアで原点信号のポーリング処理、原点信号を利用した割り込み処理を行うものに比べて、原点信号高さ位置Ｐｓが高速かつ精度よく取得されるようになっている。

そして、次に接触軸８２が延びきる状態まで上昇したか否かが判断される（ステップＳ１４）。具体的には、接触軸８２の延伸変化により接触軸８２の上昇動作を判断する。すなわち、一定時間内における接触軸８２の延伸変化が大きい場合には接触軸８２の上昇が完了していないと判断され、延伸変化なし又は延伸変化が許容範囲内である場合には上昇が完了したと判断される。ここで、接触軸８２の上昇が完了していないと判断された場合には、ステップＳ１４においてＮＯの方向に進み、接触軸８２が延びきるのに必要な所定時間を経過したか否かが判断される（ステップＳ１６）。仮に所定時間を経過していないと判断された場合には、ステップＳ１６においてＹＥＳの方向に進み、再度ステップＳ１４の処理が行われる。また、所定時間を経過したと判断された場合には、ステップＳ１６においてＮＯの方向に進み、ギャップセンサ８に異常があると判断されタッチパネル９３ａ上に警告表示され、オペレータに注意を促す。

また、接触軸８２の上昇が完了したと判断された場合には、ステップＳ１４においてＹＥＳの方向に進み、現在高さ位置（本発明における現在位置）Ｐが取り込まれる（ステップＳ１５）。具体的には、接触軸８２が延びきった状態における現在高さ位置Ｐのパルスカウント値Ｃｂが記憶部９０ｃに記憶される。

次に、テーブル基準高さ位置Ｐ’の算出が行われる（ステップＳ１８）。すなわち、現在高さ位置Ｐと原点信号高さＰｓとの差分に原点オフセット値αを加算することによって算出される（Ｐ’＝（Ｐ−Ｐｓ）＋α）。具体的には、演算部９０ａにおいて、記憶部９０ｃに記憶された現在高さ位置Ｐから原点信号高さＰｓを減算することにより、これらの差分（Ｐ−Ｐｓ）を算出する。すなわち、記憶部９０ｃから現在高さ位置Ｐにおけるパルスカウント値Ｃｂと原点高さ位置Ｐｓにおけるパルスカウント値Ｃａとを読み出して、演算部９０ａにおいてこれらの差分パルスを算出する。そして、この演算結果に記憶部９０ｃに記憶された単位パルス移動量Ｓを乗算することにより、差分変位量βを算出する（β＝（Ｃｂ−Ｃａ）×Ｓ）。そしてさらに、この差分変位量βに原点オフセット量αを加算することにより、テーブル表面高さ位置Ｍを基準とした接触軸８２の位置、すなわちテーブル基準高さ位置（本発明における基材保持部基準位置）Ｐ’が算出される（Ｐ’＝α＋β＝α＋（Ｃｂ−Ｃａ）×Ｓ）。このようにして算出されたテーブル基準高さ位置Ｐ’は、高さ位置設定部９０ｂによって現在高さ位置Ｐに置き換えられ（ステップＳ１９）、入出力制御部を介してタッチパネル９３ａ上に表示される。

このようにしてリセット処理が終了し、ギャップセンサ８の接触軸８２は、テーブル表面高さ位置Ｍを原点として測定可能に設定される。

リセット処理が終了すると、次にノズル高さ調節処理が行われる（ステップＳ２）。具体的には、まず、走行装置１０を駆動制御することにより、口金部６のノズル６１の位置がギャップセンサ８の直上に位置するように塗布ユニット５を移動させる。そして、ギャップセンサ８によりノズル６１の高さ位置を計測する。具体的には、ギャップセンサ８の接触軸８２を上昇させてノズル６１に接触させることによって行われる。ここで計測される値は、テーブル表面高さ位置Ｍを基準としたノズル６１までの距離である。そして、このノズル６１の現在高さ位置が記憶部９０ｃに記憶された所定の塗布高さ位置Ｔと異なる場合には、両方の昇降装置２０のサーボモータ２３を独立に駆動制御することにより、ノズル６１高さの計測値が所定の塗布高さ位置Ｔとなるように調節される。このようにして、口金部６のノズル６１高さが所定の塗布高さ位置Ｔになるように計測及び調節が繰り返されることにより、ノズル６１の現在高さ位置が所定の塗布高さ位置Ｔに設定される。すなわち、口金部６のノズル６１は、その長手方向に亘ってテーブル表面４１と平行をなす状態に調節される。

なお、Ｙ軸方向中央位置に取り付けられたギャップセンサ８は、口金部６の真直度を確認するために用いられる。すなわち、両端部分のギャップセンサ８による計測値が所定の塗布高さ位置を示しているにもかかわらず、中央位置のギャップセンサ８の計測値が許容範囲内にない場合には、口金部６に撓みが発生していると判断され、警告表示がなされるようになっている。

次に、ノズル高さ調節処理が行われた後、塗布処理が行われる。具体的には、圧力供給装置６２を作動させ、口金内部に所定の圧力が供給されることにより、テーブル表面４１上に供給された基材２上に薬液を塗布させる。すなわち、走行装置１０を駆動制御することにより、口金部６のノズル６１が基材２表面と平行を保った状態で塗布ユニット５をＸ軸方向に移動させて薬液の塗布が行われる。

このようにして、基材２表面全体に薬液が塗布されることにより塗布処理が終了する。

以上説明した通りの本実施形態における塗布装置１及び塗布装置１のノズル高さ調節方法によれば、テーブル表面４１とノズル６１との距離を計測するギャップセンサ８において、テーブル表面４１高さを原点とした原点調節を自動的に行うことができる。すなわち、原点付きのギャップセンサ８を用いることにより、原点信号が出力される位置Ｐｓと現在高さ位置Ｐとの差分変位量と、テーブル表面４１を基準とした原点信号が出力される高さ位置とに基づいて、テーブル表面高さを基準とした接触軸８２のテーブル基準高さ位置Ｐ’を算出し、このテーブル基準高さ位置Ｐ’を現在高さ位置Ｐとすることによって原点調節を行うことができる。したがって、高さ調節用治具を用いて原点調節する従来の方法に比べて、原点調節の作業時間を削減することができるとともに、原点調節における人為的なバラツキを防止することができる。また、原点調節の作業時間削減及び人為的なバラツキを防止できることから、塗布装置１全体のタクトタイムを短縮でき、ひいては塗布装置１における塗布精度を向上させることができる。

上記実施形態では、原点付きギャップセンサ８を塗布装置１に取り付けた例について説明したが、上記調節方法を用いることにより部材間距離の測定を自動化することができる。すなわち、２部材のうちいずれか一方の第１の部材に原点付きギャップセンサ８を取り付けるとともに、第１の部材及び第２の部材が相対的に接近及び離反可能な構成とする。そして、原点付きのギャップセンサ８の原点信号が出力される位置（原点信号出力位置）と接触軸８２の現在位置との差分から、原点信号出力位置と現在位置との差分変位量を算出し、この差分変位量と、第１の部材表面を基準とした原点信号出力位置（第１の部材表面から原点出力位置までの距離）を加算することにより、第１の部材表面を基準とした接触軸８２の位置（第１部材基準位置）とする。そして、この第１部材基準位置を現在位置とすることによって原点調節を行う。そして、原点調節されたギャップセンサ８の接触軸８２を第２の部材に接触させて第１の部材と第２の部材との距離を計測する。これにより、原点調節を自動化することができるため、原点調節の作業時間削減及び人為的なバラツキを防止して部材間距離の計測精度を向上させることができる。

また、上記実施形態では、計測対象物に接触させて計測する接触型のギャップセンサ８を用いている。一方、計測対象物に接触させずに距離を計測する非接触型センサ（例えばレーザセンサ等）が存在するが、この非接触型のセンサを用いた場合には、ノズル６１の先端部分にレーザを照射させた場合に、ノズル６１の先端部分のスリットの存在により、レーザーの照射を適切に行うことが難しく、精度よく距離を計測することが困難となる。したがって、計測対象物にスリット等の窪み、あるいは凸部などの凹凸が存在している場合には、接触型のセンサを用いることが好ましく、さらには接触軸８２がスリットの大きさよりも大きな寸法を有するものを使用することが好ましい。

また、上記実施形態では、現在高さ位置Ｐを接触軸８２が最も延伸した状態におけるパルスカウント値から算出しているが、現在高さ位置Ｐを接触軸８２が最も延伸する状態までの位置におけるパルスカウント値から算出するものであってもよい。しかし、上記実施形態のように、現在高さ位置Ｐを接触軸８２が最も延伸した状態におけるパルスカウント値から算出する方が、接触軸８２の延伸動作の確認を行うことによりギャップセンサ８の異常の検出を同時に行える点で好ましい。

また、上記実施形態では、撓み検出用のギャップセンサ８をＹ軸方向中央位置に１つ用いる例について説明したが、撓み検出用のギャップセンサ８を複数取り付けたものであってもよい。撓み検出用のギャップセンサ８を複数設けることにより、ノズル６１を全体に亘ってテーブル表面４１から所定の高さ位置に設定することができる。

また、上記実施形態では、ギャップセンサ８を複数設ける場合について説明したが、１つのみ設ける構成であってもよい。この場合であっても、ノズル６１とテーブル表面４１とが平行を保つことができる構成とすることで、１つのギャップセンサ８によってノズル６１の高さ位置を精度よく計測し、所定の高さ位置に設定することができる。

本発明の塗布装置を示す斜視図である。上記塗布装置における塗布ユニットの端部を示す図である。上記塗布装置における制御装置の構成を示すブロック図である。上記塗布装置の動作を示すフローチャートである。上記塗布装置におけるリセット処理を示すフローチャートである。ギャップセンサの動作の様態を示す概略図である。

符号の説明

１塗布装置
２基材
５塗布ユニット
６口金部
８ギャップセンサ
１０走行装置
１１昇降装置
４１テーブル表面
６１ノズル
８２接触軸

Claims

特定方向の距離を計測するセンサが取り付けられた第１の部材と、この第１の部材に対して前記特定方向に相対的に接近及び離反可能に構成された第２の部材とで形成される部材間距離を前記センサのリセット処理を行った後、前記第１部材を基準とした部材間距離を計測する部材間距離計測方法において、
前記センサは、センサ本体とこのセンサ本体から特定方向に伸縮可能な接触軸とを備え、前記接触軸がセンサ本体から所定量突出した際に原点信号が出力されるように構成されており、
前記リセット処理は、前記原点信号が出力される原点信号出力位置と接触軸の現在位置とからこれらの差分変位量を算出し、この差分変位量と、第１の部材を基準とした原点信号出力位置までの原点オフセット量とから、第１の部材を基準とした前記接触軸の第１部材基準位置を算出し、この第１部材基準位置を前記接触軸の現在位置とすることにより、第１部材を基準とした前記センサの原点調節を行うことを特徴とする部材間距離計測方法。
供給された基材を保持する基材保持部と、この基材保持部に対して高さ方向に相対的に接近及び離反可能に構成され、液状物を吐出するノズルを有する口金部と、前記基材保持部と前記ノズルとの距離を計測するセンサとを備え、前記センサの原点を設定するリセット処理を行った後、前記ノズルの高さを調節する塗布装置のノズル高さ調節方法であって、
前記センサは、センサ本体とこのセンサ本体から特定方向に伸縮可能な接触軸とを有しているとともに、前記接触軸がセンサ本体から所定量突出した際に原点信号が出力されるように構成されており、
前記リセット処理は、前記原点信号が出力される原点信号出力位置と接触軸の現在位置とからこれらの差分変位量を算出し、この差分変位量と、基材保持部を基準とした原点信号出力位置までの原点オフセット量とから、基材保持部を基準とした前記接触軸の基材保持部基準位置を算出し、この基材保持部基準位置を前記接触軸の現在位置とすることにより、前記基材保持部を基準とした前記センサの原点調節を行うことを特徴とする塗布装置のノズル高さ調節方法。
前記口金部は前記基材保持部に対して相対的に高さ調節可能な高さ調節機構を有しており、前記リセット処理を行った後、さらに前記ノズルを前記基板保持部に対して所定高さに調節する高さ調節処理を含んでおり、
前記高さ調節処理は、前記リセット処理後のセンサの接触軸を前記ノズルに接触させることにより得られたノズルの高さ位置が、所定の高さ位置となるように前記高さ調節機構を調節するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の塗布装置のノズル高さ調節方法。
供給された基材を保持する基材保持部と、
処理液を吐出するノズルを有する口金部と、
前記基材保持部と前記ノズルとの距離を計測するセンサと、
所定の演算処理を行う制御手段と、
を備える塗布装置であって、
前記センサは、センサ本体とこのセンサ本体から特定方向に伸縮可能な接触軸とを備え、前記接触軸がセンサ本体から所定量突出した際に原点信号が出力されるように構成されており、
前記制御手段は、前記原点信号が出力される原点信号出力位置と接触軸の現在位置とからこれらの差分変位量を算出し、この差分変位量と、基材保持部を基準とした原点信号出力位置までの原点オフセット量とから、基材保持部を基準とした前記接触軸の基材保持部基準位置を算出し、この基材保持部基準位置を前記接触軸の現在位置に設定することにより、前記基材保持部を基準とした前記センサの原点調節を行うことを特徴とする塗布装置。
前記口金部を前記基材保持部に対して相対的に高さ方向に移動させる昇降手段と、
前記昇降手段を駆動させる駆動手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記接触軸を前記ノズルに接触させることにより得られた前記基材保持部を基準とするノズルの高さ位置の計測結果に基づいて、前記ノズルの高さ位置が所定の高さ位置になるように前記駆動手段を駆動制御するように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の塗布装置。
前記ノズルが一方向に延びる形状を有しており、前記センサは少なくとも前記ノズルの長手方向両端部における高さ位置を計測する位置に取り付けられていることを特徴とする請求項４又は５に記載の塗布装置。
前記センサが複数取り付けられており、少なくとも一つの前記センサは、口金部の撓み検出用として設けられ、この撓み検出用のセンサによる前記ノズルの高さ位置の計測結果が所定の範囲にない場合には、警告を促すように構成されていることを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の塗布装置。