JP2014108388A - Substrate manufacturing apparatus - Google Patents

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Yuji Okamoto
裕司 岡本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate manufacturing apparatus which eliminates or reduces influences of airflow passing through holes and thereby forms a thin film pattern even if the through holes are formed on the substrate.SOLUTION: A substrate is held on a holding surface of a stage. Droplets of a thin film material are discharged from a nozzle head facing the substrate held by the stage toward the substrate. Multiple suction holes are formed at the stage. The suction holes open on the holding surface. A suction device suctions the substrate held by the holding surface through the suction holes. A flow rate adjustment mechanism changes a flow rate of a gas flowing through the suction holes. A moving mechanism moves one of the stage and the nozzle head relative to the other in a direction arranged parallel with the holding surface. The flow rate adjustment mechanism limits the flow rate of the gas flowing through some of the multiple suction holes on the basis of a relative position relationship between the stage and the nozzle head.

Description

本発明は、基板の表面に薄膜パターンを形成する基板製造装置に関する。   The present invention relates to a substrate manufacturing apparatus that forms a thin film pattern on a surface of a substrate.

ノズルヘッドから薄膜パターン形成用の材料を含んだ液滴を吐出して、基板の表面に薄膜パターンを形成する技術が知られている(例えば特許文献1)。   A technique for forming a thin film pattern on the surface of a substrate by discharging droplets containing a material for forming a thin film pattern from a nozzle head is known (for example, Patent Document 1).

このような薄膜形成技術において、例えば、基板にはプリント配線基板が用いられ、薄膜材料にはソルダーレジストが用いられる。プリント配線基板は、基材及び配線を含み、所定の位置に電子部品等がはんだ付けされる。ソルダーレジストは、電子部品等をはんだ付けする導体部分を露出させ、はんだ付けが不要な部分を覆う。全面にソルダーレジストを塗布した後、フォトリソグラフィ技術を用いて開口を形成する方法に比べて、製造コストの低減を図ることが可能である。   In such a thin film forming technique, for example, a printed wiring board is used as a substrate, and a solder resist is used as a thin film material. The printed wiring board includes a base material and wiring, and an electronic component or the like is soldered to a predetermined position. The solder resist exposes a conductor portion for soldering an electronic component or the like and covers a portion that does not require soldering. It is possible to reduce the manufacturing cost as compared with a method in which a solder resist is applied to the entire surface and then an opening is formed using a photolithography technique.

特開2004−104104号公報JP 2004-104104 A

通常、薄膜形成時に、基板が真空チャック等によってステージに吸着される。プリント基板には、一般的に、基板の両面に形成された配線同士を電気的に接続するためのスルーホールが形成されている。基板のスルーホールが真空チャックの吸引孔に重なると、スルーホールを通して気流が生じる。この気流が、薄膜パターンの形成に悪影響を与える場合がある。   Usually, when forming a thin film, the substrate is adsorbed to the stage by a vacuum chuck or the like. In the printed board, generally, a through hole for electrically connecting wirings formed on both sides of the board is formed. When the through hole of the substrate overlaps the suction hole of the vacuum chuck, an air flow is generated through the through hole. This air flow may adversely affect the formation of the thin film pattern.

本発明の目的は、基板にスルーホールが形成されていても、スルーホールを通る気流の影響を排除または軽減して薄膜パターンの形成を行うことが可能な基板製造装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a substrate manufacturing apparatus capable of forming a thin film pattern by eliminating or reducing the influence of an airflow passing through a through hole even if the substrate has a through hole.

本発明の一観点によると、
保持面に基板を保持するステージと、
前記ステージに保持された基板に対向し、前記基板に向けて、薄膜材料の液滴を吐出するノズルヘッドと、
前記ステージに形成されており、前記保持面に開口する複数の吸引孔と、
前記吸引孔を介して、前記保持面に保持された基板を吸引する吸引装置と、
前記吸引孔を流れる気体の流量を変化させる流量調整機構と、
前記ステージと前記ノズルヘッドとの一方を他方に対して、前記保持面に平行な方向に移動させる移動機構と
を有し、
前記流量調整機構は、前記ステージと前記ノズルヘッドとの相対位置関係に基づいて、前記複数の吸引孔のうち一部の吸引孔を流れる気体の流量を制限する基板製造装置が提供される。
According to one aspect of the invention,
A stage for holding the substrate on the holding surface;
A nozzle head that faces the substrate held on the stage and discharges a droplet of a thin film material toward the substrate;
A plurality of suction holes formed in the stage and opening in the holding surface;
A suction device for sucking the substrate held on the holding surface through the suction hole;
A flow rate adjusting mechanism for changing the flow rate of the gas flowing through the suction hole;
A moving mechanism that moves one of the stage and the nozzle head in a direction parallel to the holding surface with respect to the other;
A substrate manufacturing apparatus is provided in which the flow rate adjusting mechanism limits a flow rate of gas flowing through some of the plurality of suction holes based on a relative positional relationship between the stage and the nozzle head.

基板に形成されているスルーホールが吸引孔と重なっても、流量調整機構が吸引口を通過する気体の流量を制限することにより、スルーホールを流れる気体の流量を制限するこ
とができる。これにより、スルーホールに流入する気流による影響を排除または軽減して、薄膜パターンを形成することができる。
Even if the through hole formed in the substrate overlaps with the suction hole, the flow rate adjusting mechanism restricts the flow rate of the gas passing through the suction port, whereby the flow rate of the gas flowing through the through hole can be restricted. Thereby, the thin film pattern can be formed by eliminating or reducing the influence of the airflow flowing into the through hole.

図1は、実施例1による基板製造装置の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a substrate manufacturing apparatus according to the first embodiment. 図2は、ノズルユニットの斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of the nozzle unit. 図3は、ステージ及びノズルヘッドの断面図である。FIG. 3 is a sectional view of the stage and the nozzle head. 図4Aは、比較例による基板製造装置のステージ及びノズルヘッドの断面図であり、図4Bは、基板のスルーホール、及びその近傍に形成された薄膜パターンの平面図である。4A is a cross-sectional view of a stage and a nozzle head of a substrate manufacturing apparatus according to a comparative example, and FIG. 4B is a plan view of a through hole of the substrate and a thin film pattern formed in the vicinity thereof. 図5Aは、実施例2による基板製造装置のステージの平面図であり、図5Bは、図5Aの一点鎖線5B−5Bにおける断面図である。5A is a plan view of the stage of the substrate manufacturing apparatus according to the second embodiment, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along one-dot chain line 5B-5B in FIG. 5A. 図6は、ステージとノズルユニットとの位置関係の一例を示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing an example of the positional relationship between the stage and the nozzle unit. 図7Aは、実施例3による基板製造装置のステージの断面図であり、図7Bは、流量調整機構の平面図である。FIG. 7A is a cross-sectional view of the stage of the substrate manufacturing apparatus according to the third embodiment, and FIG. 7B is a plan view of the flow rate adjusting mechanism. 図8は、実施例3による基板製造装置で薄膜を形成しているときのステージ及びノズルヘッドの断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view of the stage and nozzle head when a thin film is formed by the substrate manufacturing apparatus according to the third embodiment. 図9Aは、実施例4による基板製造装置に用いられているステージの断面図であり、図9Bは、実施例4による基板製造装置で薄膜を形成しているときのステージ及びノズルヘッドの断面図である。9A is a cross-sectional view of a stage used in the substrate manufacturing apparatus according to the fourth embodiment, and FIG. 9B is a cross-sectional view of the stage and the nozzle head when a thin film is formed in the substrate manufacturing apparatus according to the fourth embodiment. It is.

[実施例1]
図1に、実施例1による基板製造装置の概略図を示す。定盤20の上に、移動機構21によりステージ22が支持されている。ステージ22の上面(保持面)に、プリント配線板等の基板27が保持される。ステージ22の保持面に平行な方向をx方向及びy方向とし、保持面の法線方向をz方向とするxyz直交座標系を定義する。移動機構21は、ステージ22をx方向及びy方向に移動させる。
[Example 1]
FIG. 1 shows a schematic diagram of a substrate manufacturing apparatus according to the first embodiment. A stage 22 is supported on the surface plate 20 by a moving mechanism 21. A substrate 27 such as a printed wiring board is held on the upper surface (holding surface) of the stage 22. An xyz orthogonal coordinate system is defined in which the direction parallel to the holding surface of the stage 22 is the x direction and the y direction, and the normal direction of the holding surface is the z direction. The moving mechanism 21 moves the stage 22 in the x direction and the y direction.

定盤20の上方に、ノズルユニット30及び撮像装置28が、支持部材24よって支持されている。ノズルユニット30は、ノズルユニット支持機構31を介して支持部材24に昇降可能に支持されている。ノズルユニット30及び撮像装置28は、ステージ22に保持された基板27に対向する。撮像装置28は、基板27の表面に形成されている配線パターン、アライメントマーク、基板27に形成された薄膜パターン等を撮像する。撮像されて得られた画像データが、制御装置70に入力される。ノズルユニット30は、複数のノズル孔から基板27に向けて、光硬化性(例えば紫外線硬化性)の薄膜材料の液滴(例えばソルダーレジスト等の液滴)を吐出する。吐出された薄膜材料が、基板27の表面に付着する。   Above the surface plate 20, the nozzle unit 30 and the imaging device 28 are supported by the support member 24. The nozzle unit 30 is supported by the support member 24 via a nozzle unit support mechanism 31 so as to be movable up and down. The nozzle unit 30 and the imaging device 28 face the substrate 27 held on the stage 22. The imaging device 28 images a wiring pattern, an alignment mark, a thin film pattern formed on the substrate 27, and the like formed on the surface of the substrate 27. Image data obtained by imaging is input to the control device 70. The nozzle unit 30 ejects droplets (for example, droplets of solder resist, etc.) of a photocurable (for example, ultraviolet curable) thin film material from the plurality of nozzle holes toward the substrate 27. The discharged thin film material adheres to the surface of the substrate 27.

制御装置70が、移動機構21、ノズルユニット30、及び撮像装置28を制御する。移動機構21に組み込まれたエンコーダによりステージ22の位置が検出され、検出結果が制御装置70に入力される。制御装置70には、基板27に形成すべき薄膜パターンの形状を定義するラスタフォーマットの画像データ等が記憶されている。オペレータが、入力装置71を通して制御装置70に、種々の指令(コマンド)や、制御に必要な数値データを入力する。制御装置70は、出力装置72からオペレータに対して各種情報を出力する。   The control device 70 controls the moving mechanism 21, the nozzle unit 30, and the imaging device 28. The position of the stage 22 is detected by the encoder incorporated in the moving mechanism 21, and the detection result is input to the control device 70. The controller 70 stores raster format image data that defines the shape of the thin film pattern to be formed on the substrate 27. An operator inputs various commands (commands) and numerical data necessary for control to the control device 70 through the input device 71. The control device 70 outputs various information from the output device 72 to the operator.

図2に、ノズルユニット30(図1)の斜視図を示す。ノズルホルダ35に複数、例えば4個のノズルヘッド34がy方向に並んで取り付けられている。ノズルヘッド34の各
々の、ステージ22に対向する面(以下、「ノズル面」という。)38に、複数のノズル孔37が開口している。複数のノズル孔37は、x方向に2列に並んでいる。4個のノズルヘッド34の複数のノズル孔37は、x方向に関して異なる位置に配置され、全体としてx方向に関して等間隔に分布する。
FIG. 2 is a perspective view of the nozzle unit 30 (FIG. 1). A plurality of, for example, four nozzle heads 34 are attached to the nozzle holder 35 side by side in the y direction. A plurality of nozzle holes 37 are opened on the surface (hereinafter referred to as “nozzle surface”) 38 of each nozzle head 34 facing the stage 22. The plurality of nozzle holes 37 are arranged in two rows in the x direction. The plurality of nozzle holes 37 of the four nozzle heads 34 are arranged at different positions in the x direction, and are distributed at equal intervals in the x direction as a whole.

ノズルヘッド34の間、及び両端のノズルヘッド34の外側に、それぞれ硬化用光源36が取り付けられている。硬化用光源36は、基板27(図1)に硬化用の光、例えば紫外線を照射する。   A curing light source 36 is attached between the nozzle heads 34 and outside the nozzle heads 34 at both ends. The curing light source 36 irradiates the substrate 27 (FIG. 1) with curing light, for example, ultraviolet rays.

以下、薄膜パターンの形成方法について説明する。基板27(図1)をy方向に移動させながら、形成すべき薄膜パターンの画像データに基づいて、ノズル孔37から薄膜材料の液滴を吐出させる。この動作を、「走査」ということとする。ノズル孔37から吐出された薄膜材料の液滴が基板27に着弾する。基板27に着弾した薄膜材料に、硬化用光源36から硬化用の光が照射される。これにより、薄膜材料の少なくとも表層部が硬化する。基板27(図1)とノズルユニット30とのx方向の相対位置を変えて、複数回の走査を行うことにより、基板27の表面に薄膜パターンを形成することができる。   Hereinafter, a method for forming a thin film pattern will be described. While moving the substrate 27 (FIG. 1) in the y direction, droplets of the thin film material are ejected from the nozzle holes 37 based on the image data of the thin film pattern to be formed. This operation is referred to as “scanning”. The thin film material droplets discharged from the nozzle holes 37 land on the substrate 27. The thin film material landed on the substrate 27 is irradiated with curing light from the curing light source 36. Thereby, at least the surface layer portion of the thin film material is cured. A thin film pattern can be formed on the surface of the substrate 27 by changing the relative position in the x direction between the substrate 27 (FIG. 1) and the nozzle unit 30 and performing a plurality of scans.

図3に、ステージ22及びノズルヘッド34の断面図を示す。ステージ22の上面(保持面)に基板27が保持されている。基板27の上方にノズルヘッド34が配置されている。ノズルヘッド34のノズル面38が基板27に対向する。ノズル面38に複数のノズル孔37が配置されている。基板27とノズル面38との間隔は、例えば0.5mm〜1mmである。   FIG. 3 shows a cross-sectional view of the stage 22 and the nozzle head 34. A substrate 27 is held on the upper surface (holding surface) of the stage 22. A nozzle head 34 is disposed above the substrate 27. The nozzle surface 38 of the nozzle head 34 faces the substrate 27. A plurality of nozzle holes 37 are arranged on the nozzle surface 38. The space | interval of the board | substrate 27 and the nozzle surface 38 is 0.5 mm-1 mm, for example.

ステージ22内に、複数の吸引孔40が形成されている。吸引孔40の各々の一端が保持面に開口する。吸引孔40の各々は、流量調整機構43を介して共通流路41に接続されている。流量調整機構43には、アクチュエータによって開閉を行う開閉弁、例えば電磁弁が用いられる。なお、開(オン)状態と閉(オフ)状態との2状態をとる電磁弁に代えて、流路断面積を変化させることによって吸引孔40を流れる気体の流量を多段階または連続的に変化させることができる弁を用いてもよい。流量調整機構43の各々の開閉は、制御装置70によって制御される。吸引装置45が、共通流路41及び流量調整機構43を介して吸引孔40内を排気する。これにより、吸引孔40内が負圧になり、基板27がステージ22の保持面に吸着される。   A plurality of suction holes 40 are formed in the stage 22. One end of each suction hole 40 opens to the holding surface. Each of the suction holes 40 is connected to the common flow path 41 via the flow rate adjusting mechanism 43. The flow rate adjusting mechanism 43 is an open / close valve that is opened and closed by an actuator, for example, an electromagnetic valve. Note that the flow rate of the gas flowing through the suction hole 40 is changed in multiple steps or continuously by changing the cross-sectional area of the flow path instead of the solenoid valve that takes two states of an open (on) state and a closed (off) state. A valve that can be used may be used. Opening and closing of each of the flow rate adjusting mechanisms 43 is controlled by the control device 70. The suction device 45 exhausts the inside of the suction hole 40 through the common channel 41 and the flow rate adjusting mechanism 43. Thereby, the inside of the suction hole 40 becomes negative pressure, and the substrate 27 is adsorbed to the holding surface of the stage 22.

移動機構21が、制御装置70からの指令により、ステージ22をx方向またはy方向に移動させる。移動機構21に設けられているエンコーダから、ステージ22の位置情報が制御装置70に入力される。   The moving mechanism 21 moves the stage 22 in the x direction or the y direction in response to a command from the control device 70. Position information of the stage 22 is input to the control device 70 from an encoder provided in the moving mechanism 21.

基板27に複数のスルーホール26が形成されている。一部のスルーホール26は、吸引孔40の開口部と重なる。開口部がスルーホール26と重ならない吸引孔40は、基板27によって塞がれる。   A plurality of through holes 26 are formed in the substrate 27. Some of the through holes 26 overlap with the openings of the suction holes 40. The suction hole 40 whose opening does not overlap with the through hole 26 is blocked by the substrate 27.

流量調整機構43が開いている場合、吸引装置45を動作させると、吸引孔40内が負圧になり、基板27が保持面に吸着される。制御装置70が、ステージ22とノズルヘッド34との相対位置関係に基づいて、一部の流量調整機構43を閉じる。具体的には、ノズルヘッド34の直下に位置する吸引孔40(保持面への、ノズルヘッド34の垂直投影像と重なる吸引孔40)に接続された流量調整機構43を閉じる。一般に、xy面内に関するノズルヘッド34の大きさは、基板27より小さいため、一部の流量調整機構43が閉じられても、開いている流量調整機構43に対応する吸引孔40からの吸引により、基板27の吸着状態が維持される。なお、流量調整機構43を完全に閉じる代わりに、流路断面積を小さくして、気体の流量を制限してもよい。   When the flow rate adjusting mechanism 43 is open, when the suction device 45 is operated, the inside of the suction hole 40 becomes negative pressure, and the substrate 27 is adsorbed on the holding surface. The control device 70 closes some of the flow rate adjusting mechanisms 43 based on the relative positional relationship between the stage 22 and the nozzle head 34. Specifically, the flow rate adjusting mechanism 43 connected to the suction hole 40 (the suction hole 40 overlapping the vertical projection image of the nozzle head 34 on the holding surface) located immediately below the nozzle head 34 is closed. In general, since the size of the nozzle head 34 in the xy plane is smaller than the substrate 27, even if some of the flow rate adjusting mechanisms 43 are closed, the nozzle head 34 is sucked from the suction holes 40 corresponding to the opened flow rate adjusting mechanisms 43. The adsorption state of the substrate 27 is maintained. Instead of completely closing the flow rate adjusting mechanism 43, the flow rate of the gas may be limited by reducing the flow path cross-sectional area.

実施例1の効果について説明する前に、図4A及び図4Bを参照して、比較例による基板製造装置のステージ及びノズルヘッドについて説明する。   Before describing the effects of the first embodiment, a stage and a nozzle head of a substrate manufacturing apparatus according to a comparative example will be described with reference to FIGS. 4A and 4B.

図4Aに、比較例による基板製造装置のステージ22及びノズルヘッド34の断面図を示す。ステージ22に、共通流路41及び吸引孔40が形成されている。比較例においては、流量調整機構43(図3)が配置されていない。その他の構成は、実施例1による基板製造装置の構成と同一である。ノズル孔37から薄膜材料の液滴32が吐出され、基板27の上面に着弾する。液滴の飛翔経路は、一般的には、基板27の保持面に対して垂直である。   FIG. 4A shows a cross-sectional view of the stage 22 and the nozzle head 34 of the substrate manufacturing apparatus according to the comparative example. A common channel 41 and a suction hole 40 are formed in the stage 22. In the comparative example, the flow rate adjusting mechanism 43 (FIG. 3) is not arranged. Other configurations are the same as those of the substrate manufacturing apparatus according to the first embodiment. A thin film material droplet 32 is discharged from the nozzle hole 37 and landed on the upper surface of the substrate 27. The droplet flight path is generally perpendicular to the holding surface of the substrate 27.

吸引装置45を動作させると、吸引孔40に重なっているスルーホール26を通って吸引孔40内に空気が流れ込む。これにより、基板27とノズルヘッド34との間の空間に、スルーホール26に向かう気流が発生する。吸引孔40の開口部と重なったスルーホール26の近傍に着弾すべき液滴32の飛翔経路が、気流によって乱される。このため、液滴32が、目標位置から、スルーホール26に近づく方向にずれた位置に着弾する場合がある。   When the suction device 45 is operated, air flows into the suction hole 40 through the through hole 26 that overlaps the suction hole 40. Thereby, an air flow toward the through hole 26 is generated in the space between the substrate 27 and the nozzle head 34. The flight path of the droplet 32 to be landed in the vicinity of the through hole 26 that overlaps the opening of the suction hole 40 is disturbed by the airflow. For this reason, the droplet 32 may land at a position shifted from the target position in a direction approaching the through hole 26.

図4Bに、基板27のスルーホール26、及びその近傍に形成された薄膜パターンの平面図を示す。スルーホール26の周囲に薄膜パターン50が形成されている。薄膜パターン50には、スルーホール26の位置に、スルーホール26よりもやや大きな開口51が形成されている。スルーホール26の外周線と、開口51の外周線との間に、薄膜材料を塗布しない環状の領域57が設けられている。   FIG. 4B shows a plan view of the through hole 26 of the substrate 27 and a thin film pattern formed in the vicinity thereof. A thin film pattern 50 is formed around the through hole 26. In the thin film pattern 50, an opening 51 slightly larger than the through hole 26 is formed at the position of the through hole 26. Between the outer peripheral line of the through hole 26 and the outer peripheral line of the opening 51, an annular region 57 where no thin film material is applied is provided.

液滴32(図4A)の飛翔経路が乱れると、環状の領域57内に薄膜材料からなるアイランド53が形成される場合がある。または、開口51の縁からスルーホール26に向かう突出部55が形成される場合もある。アイランド53及び突出部55は、はんだ処理時に、不良発生の原因になる。   When the flight path of the droplet 32 (FIG. 4A) is disturbed, an island 53 made of a thin film material may be formed in the annular region 57. Or the protrusion part 55 which goes to the through hole 26 from the edge of the opening 51 may be formed. The island 53 and the protruding portion 55 cause a defect during the soldering process.

これに対し、実施例1による基板製造装置では、図3に示したように、ノズルヘッド34の直下に位置する吸引孔40が、流量調整機構43によって塞がれる。このため、基板27とノズル面38との間の空間に、液滴の飛翔経路を乱すような気流が生じない。これにより、スルーホール26の近傍においても、液滴を目標位置に着弾させることができる。必ずしも、吸引孔40を完全に塞ぐ必要はない。吸引孔40を流れる気体の流量を制限することにより、基板27とノズル面38との間の空間に発生する気流を、液滴の飛翔経路を乱さない程度まで弱める構成としてもよい。   On the other hand, in the substrate manufacturing apparatus according to the first embodiment, as shown in FIG. 3, the suction hole 40 located immediately below the nozzle head 34 is closed by the flow rate adjusting mechanism 43. For this reason, an air flow that disturbs the droplet flight path does not occur in the space between the substrate 27 and the nozzle surface 38. As a result, even in the vicinity of the through hole 26, the droplet can be landed on the target position. It is not always necessary to completely block the suction hole 40. By restricting the flow rate of the gas flowing through the suction hole 40, the air flow generated in the space between the substrate 27 and the nozzle surface 38 may be weakened to the extent that the droplet flight path is not disturbed.

[実施例2]
図5A〜図6を参照して、実施例2による基板製造装置について説明する。以下、実施例1との相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。
[Example 2]
A substrate manufacturing apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. Hereinafter, differences from the first embodiment will be described, and description of the same configuration will be omitted.

図5Aに、実施例2による基板製造装置のステージ22の平面図を示す。ステージ22の保持面に、複数の吸引孔40が分布している。吸引孔40は、例えば行列状に配置されている。保持面が、複数の区画42に区分されている。区画42の各々の内部に複数の吸引孔40が配置されている。区画42ごとに、吸引孔40の流量制御が行われる。   FIG. 5A is a plan view of the stage 22 of the substrate manufacturing apparatus according to the second embodiment. A plurality of suction holes 40 are distributed on the holding surface of the stage 22. The suction holes 40 are arranged in a matrix, for example. The holding surface is divided into a plurality of sections 42. A plurality of suction holes 40 are arranged inside each of the compartments 42. The flow control of the suction hole 40 is performed for each section 42.

図5Bに、図5Aの一点鎖線5B−5Bにおける断面図を示す。区画42ごとに、複数の吸引孔40が1つの流量調整機構43を介して、共通流路41に接続される。このため、区画42ごとに、吸引孔40が閉塞される。   FIG. 5B is a cross-sectional view taken along one-dot chain line 5B-5B in FIG. 5A. For each section 42, a plurality of suction holes 40 are connected to the common flow path 41 via one flow rate adjusting mechanism 43. For this reason, the suction hole 40 is closed for each section 42.

図6に、ステージ22とノズルユニット30との位置関係の一例を示す。xy面内に関して、一部の区画42がいずれかのノズルヘッド34と重なる。制御装置70(図1)は、移動機構21(図1)のエンコーダから受信したステージ22の位置情報に基づいて、ノズルヘッド34と重なっている区画42を抽出し、ノズルヘッド34と重なる区画42内の吸引孔40に接続された流量調整機構43(図5B)を閉じる。図6において、閉じられた流量調整機構43に接続されている吸引孔40を、黒く塗り潰して示している。   FIG. 6 shows an example of the positional relationship between the stage 22 and the nozzle unit 30. With respect to the xy plane, some of the sections 42 overlap with any of the nozzle heads 34. The control device 70 (FIG. 1) extracts the section 42 that overlaps the nozzle head 34 based on the position information of the stage 22 received from the encoder of the moving mechanism 21 (FIG. 1), and the section 42 that overlaps the nozzle head 34. The flow rate adjusting mechanism 43 (FIG. 5B) connected to the inner suction hole 40 is closed. In FIG. 6, the suction hole 40 connected to the closed flow rate adjusting mechanism 43 is shown in black.

実施例2のように、複数の吸引孔40を含む区画42ごとに吸引孔40の閉塞を行ってもよい。   As in the second embodiment, the suction holes 40 may be closed for each section 42 including the plurality of suction holes 40.

[実施例3]
図7A〜図8を参照して、実施例3による基板製造装置について説明する。以下、実施例1との相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。
[Example 3]
A substrate manufacturing apparatus according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 7A to 8. Hereinafter, differences from the first embodiment will be described, and description of the same configuration will be omitted.

図7Aに、実施例3による基板製造装置のステージ22の断面図を示し、図7Bに、流量調整機構43の平面図を示す。流量調整機構43が、収容空間46、閉塞部材47、及び支持棒48を含む。吸引孔40が、収容空間46に接続されている。収容空間46は、その底面に開口する流路49を介して共通流路41に接続されている。収容空間46内に、閉塞部材47が収容されている。   FIG. 7A shows a cross-sectional view of the stage 22 of the substrate manufacturing apparatus according to the third embodiment, and FIG. 7B shows a plan view of the flow rate adjusting mechanism 43. The flow rate adjustment mechanism 43 includes an accommodation space 46, a closing member 47, and a support bar 48. The suction hole 40 is connected to the accommodation space 46. The accommodation space 46 is connected to the common channel 41 via a channel 49 that opens to the bottom surface. A closing member 47 is accommodated in the accommodation space 46.

収容空間46、閉塞部材47、及び流路49(図7B)は、例えば円形の平面形状を有する。支持棒48は、流路49の中心を回転軸とした3回回転対称となる位置に配置されている。支持棒48の各々は、収容空間46の底面と上面とを接続し、流路49の中心を通る鉛直線に対して、下方に向かって鉛直線に近づくように傾斜している。閉塞部材47が、支持棒48に支持されて、収容空間46の底面から浮いている。このため、吸引孔40、収容空間46、及び共通流路41を介して、保持面上の基板が保持面に吸着される。   The accommodation space 46, the closing member 47, and the flow path 49 (FIG. 7B) have, for example, a circular planar shape. The support bar 48 is disposed at a position that is three-fold rotationally symmetric with the center of the flow path 49 as the rotation axis. Each of the support bars 48 connects the bottom surface and the top surface of the accommodation space 46, and is inclined so as to approach the vertical line downward with respect to the vertical line passing through the center of the flow path 49. The closing member 47 is supported by the support rod 48 and floats from the bottom surface of the accommodation space 46. For this reason, the substrate on the holding surface is adsorbed to the holding surface via the suction hole 40, the accommodation space 46, and the common channel 41.

閉塞部材47は、磁性材料で形成されており、磁石に吸引される。保持面の上に磁石を配置すると、閉塞部材47が磁石に吸引されて、収容空間46の上面に接触する。閉塞部材47が収容空間46の上面に接触することにより、吸引孔40が塞がれる。   The closing member 47 is made of a magnetic material and is attracted to the magnet. When the magnet is disposed on the holding surface, the closing member 47 is attracted by the magnet and contacts the upper surface of the accommodation space 46. The suction hole 40 is closed by the closing member 47 coming into contact with the upper surface of the accommodation space 46.

図8に、薄膜を形成しているときのステージ22及びノズルヘッド34の断面図を示す。ノズルヘッド34は、永久磁石を含む。例えば、ノズルヘッド34の筐体を永久磁石で形成してもよいし、非磁性材料からなる筐体に永久磁石を埋め込んでもよい。図8では、ステージ22側にN極が配置され、ステージ22とは反対側にS極が配置されている例を示しているが、極性を反対にしてもよい。   FIG. 8 shows a cross-sectional view of the stage 22 and the nozzle head 34 when a thin film is formed. The nozzle head 34 includes a permanent magnet. For example, the casing of the nozzle head 34 may be formed of a permanent magnet, or the permanent magnet may be embedded in a casing made of a nonmagnetic material. Although FIG. 8 shows an example in which the N pole is arranged on the stage 22 side and the S pole is arranged on the opposite side to the stage 22, the polarity may be reversed.

ノズルヘッド34の直下に位置する流量調整機構43の閉塞部材47が、ノズルヘッド34からの磁気力により、ノズルヘッド34に引き寄せられる。その結果、閉塞部材47が、収容空間46の上面に接触して吸引孔40を塞ぐ。ノズルヘッド34の直下に、吸引孔40と重なったスルーホール26が存在する場合、吸引孔40が塞がれるため、スルーホール26を通過する気流が発生しない。このため、実施例1の場合と同様に、薄膜材料の液滴の飛翔経路の乱れを防止することができる。   The closing member 47 of the flow rate adjusting mechanism 43 located immediately below the nozzle head 34 is attracted to the nozzle head 34 by the magnetic force from the nozzle head 34. As a result, the closing member 47 contacts the upper surface of the accommodation space 46 and closes the suction hole 40. When the through hole 26 that overlaps the suction hole 40 is present directly below the nozzle head 34, the suction hole 40 is blocked, so that no airflow passing through the through hole 26 is generated. For this reason, as in the case of the first embodiment, it is possible to prevent the disturbance of the flight path of the thin film material droplet.

実施例3では、閉塞部材47を磁性材料で形成し、ノズルヘッド34が永久磁石を含む構成としたが、逆に、閉塞部材47を永久磁石で形成し、ノズルヘッド34の筐体を磁性材料で形成してもよい。さらに、ノズルヘッド34が永久磁石を含み、かつ閉塞部材47を永久磁石で形成し、両者の間に引力が働く構成としてもよい。   In the third embodiment, the closing member 47 is formed of a magnetic material and the nozzle head 34 includes a permanent magnet. Conversely, the closing member 47 is formed of a permanent magnet and the casing of the nozzle head 34 is formed of a magnetic material. May be formed. Further, the nozzle head 34 may include a permanent magnet, and the closing member 47 may be formed of a permanent magnet so that an attractive force acts between them.

[実施例4]
図9A及び図9Bを参照して、実施例4による基板製造装置について説明する。以下、実施例3との相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。実施例3では、閉塞部材47とノズルヘッド34(図8)との間に作用する磁気力が引力であった。実施例4では、両者の間に作用する磁気力が斥力である。
[Example 4]
With reference to FIG. 9A and FIG. 9B, the board | substrate manufacturing apparatus by Example 4 is demonstrated. Hereinafter, differences from the third embodiment will be described, and description of the same configuration will be omitted. In Example 3, the magnetic force acting between the closing member 47 and the nozzle head 34 (FIG. 8) was the attractive force. In Example 4, the magnetic force acting between the two is a repulsive force.

図9Aに、実施例4による基板製造装置に用いられているステージ22の断面図を示す。実施例4の流量調整機構43は、収容空間46、閉塞部材47、弾性部材60、及び閉塞環61を含む。弾性部材60には、例えばコイルばねが用いられる。弾性部材60は、閉塞部材47と収容空間46の底面との間に挿入されており、閉塞部材47を収容空間46内に、上下に移動可能に支持する。閉塞環61は、収容空間46の底面から突出しており、収容空間46の底面に開口する流路49の開口部を取り囲む平面形状を有する。   FIG. 9A shows a cross-sectional view of the stage 22 used in the substrate manufacturing apparatus according to the fourth embodiment. The flow rate adjusting mechanism 43 according to the fourth embodiment includes an accommodation space 46, a closing member 47, an elastic member 60, and a closing ring 61. For example, a coil spring is used for the elastic member 60. The elastic member 60 is inserted between the closing member 47 and the bottom surface of the receiving space 46, and supports the closing member 47 in the receiving space 46 so as to be movable up and down. The closing ring 61 protrudes from the bottom surface of the accommodation space 46 and has a planar shape surrounding the opening of the flow path 49 that opens to the bottom surface of the accommodation space 46.

閉塞部材47に引力以外の外力が加わっていないとき、閉塞部材47は、閉塞環61の上面と、収容空間46の上面との間に、いずれにも接触しない状態で支持されている。閉塞部材47に、下方を向く外力が作用すると、弾性部材60が弾性変形して、閉塞部材47が閉塞環61の上面に接触する。これにより、吸引孔40と共通流路41とを接続する流路49が塞がれる。   When an external force other than an attractive force is not applied to the closing member 47, the closing member 47 is supported between the upper surface of the closing ring 61 and the upper surface of the accommodation space 46 without being in contact with any of them. When an external force directed downward is applied to the closing member 47, the elastic member 60 is elastically deformed and the closing member 47 comes into contact with the upper surface of the closing ring 61. As a result, the flow path 49 connecting the suction hole 40 and the common flow path 41 is closed.

図9Bに、薄膜を形成しているときのステージ22及びノズルヘッド34の断面図を示す。ノズルヘッド34は、永久磁石を含む。ノズルヘッド34の永久磁石と、閉塞部材47の永久磁石とは、両者の間に斥力が作用する姿勢で配置されている。図9Bでは、閉塞部材47とノズルヘッド34とのN極同士が対向する例を示している。   FIG. 9B shows a cross-sectional view of the stage 22 and the nozzle head 34 when a thin film is formed. The nozzle head 34 includes a permanent magnet. The permanent magnet of the nozzle head 34 and the permanent magnet of the closing member 47 are arranged in a posture in which a repulsive force acts between them. FIG. 9B shows an example in which the N poles of the closing member 47 and the nozzle head 34 face each other.

ノズルヘッド34の直下に位置する閉塞部材47と、ノズルヘッド34との間に斥力が働くため、閉塞部材47に対して下向きの力が作用する。この力により、弾性部材60が弾性変形し、閉塞部材47が閉塞環61の上面に接触する。これにより、吸引孔40と共通流路41とを接続する流路49が塞がれる。このため、実施例3の場合と同様に、薄膜材料の液滴の飛翔経路の乱れを防止することができる。   Since a repulsive force acts between the closing member 47 located immediately below the nozzle head 34 and the nozzle head 34, a downward force acts on the closing member 47. By this force, the elastic member 60 is elastically deformed, and the closing member 47 comes into contact with the upper surface of the closing ring 61. As a result, the flow path 49 connecting the suction hole 40 and the common flow path 41 is closed. For this reason, as in the case of the third embodiment, it is possible to prevent the disturbance of the flight path of the droplet of the thin film material.

以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。   Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited thereto. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.

20 定盤
21 移動機構
22 ステージ
24 支持部材
26 スルーホール
27 基板
28 撮像装置
30 ノズルユニット
31 ノズルユニット支持機構
32 薄膜材料の液滴
34 ノズルヘッド
35 ノズルホルダ
36 硬化用光源
37 ノズル孔
38 ノズル面
40 吸引孔
41 共通流路
42 区画
43 流量調整機構
45 吸引装置
46 収容空間
47 閉塞部材
48 支持棒
49 流路
50 薄膜パターン
51 開口
53 アイランド
55 突出部
57 薄膜材料を塗布しない環状の領域
60 弾性部材
61 閉塞環
70 制御装置
71 入力装置
72 出力装置
20 Platen 21 Moving mechanism 22 Stage 24 Support member 26 Through hole 27 Substrate 28 Imaging device 30 Nozzle unit 31 Nozzle unit support mechanism 32 Droplet 34 of thin film material Nozzle head 35 Nozzle holder 36 Curing light source 37 Nozzle hole 38 Nozzle surface 40 Suction hole 41 Common channel 42 Partition 43 Flow rate adjusting mechanism 45 Suction device 46 Accommodating space 47 Blocking member 48 Support rod 49 Channel 50 Thin film pattern 51 Opening 53 Island 55 Protrusion 57 Annular region 60 where thin film material is not applied Elastic member 61 Closure ring 70 Control device 71 Input device 72 Output device

Claims (4)

保持面に基板を保持するステージと、
前記ステージに保持された基板に対向し、前記基板に向けて、薄膜材料の液滴を吐出するノズルヘッドと、
前記ステージに形成されており、前記保持面に開口する複数の吸引孔と、
前記吸引孔を介して、前記保持面に保持された基板を吸引する吸引装置と、
前記吸引孔を流れる気体の流量を変化させる流量調整機構と、
前記ステージと前記ノズルヘッドとの一方を他方に対して、前記保持面に平行な方向に移動させる移動機構と
を有し、
前記流量調整機構は、前記ステージと前記ノズルヘッドとの相対位置関係に基づいて、前記複数の吸引孔のうち一部の吸引孔を流れる気体の流量を制限する基板製造装置。
A stage for holding the substrate on the holding surface;
A nozzle head that faces the substrate held on the stage and discharges a droplet of a thin film material toward the substrate;
A plurality of suction holes formed in the stage and opening in the holding surface;
A suction device for sucking the substrate held on the holding surface through the suction hole;
A flow rate adjusting mechanism for changing the flow rate of the gas flowing through the suction hole;
A moving mechanism that moves one of the stage and the nozzle head in a direction parallel to the holding surface with respect to the other;
The flow rate adjusting mechanism is a substrate manufacturing apparatus that restricts the flow rate of gas flowing through some of the plurality of suction holes based on a relative positional relationship between the stage and the nozzle head.
前記流量調整機構は、前記吸引孔の流路に配置された磁性材料からなる閉塞部材を含み、
前記ノズルヘッドは、磁性材料からなる磁性部材を含み、
前記ノズルヘッドの前記磁性部材と、前記閉塞部材との間の磁気的な相互作用によって、前記閉塞部材が移動することにより、前記吸引孔を流れる気体の流量を変化させる請求項1に記載の基板製造装置。
The flow rate adjusting mechanism includes a closing member made of a magnetic material disposed in the flow path of the suction hole,
The nozzle head includes a magnetic member made of a magnetic material,
The substrate according to claim 1, wherein the flow rate of the gas flowing through the suction hole is changed by the movement of the closing member by the magnetic interaction between the magnetic member of the nozzle head and the closing member. manufacturing device.
前記閉塞部材は、前記ノズルヘッドの前記磁性部材との間の引力または斥力によって移動することにより、前記吸引孔内の流路を塞ぐ請求項2に記載の基板製造装置。   The substrate manufacturing apparatus according to claim 2, wherein the closing member closes a flow path in the suction hole by moving by an attractive force or a repulsive force between the nozzle head and the magnetic member. さらに、前記移動機構及び前記ノズルヘッドを制御する制御装置を有し、
前記流量調整機構は、前記制御装置によって制御され、前記吸引孔を流れる気体の流量を変化させるアクチュエータを含み、
前記制御装置は、前記ノズルヘッドと前記ステージとの相対位置関係に基づいて、前記アクチュエータを制御する請求項1に記載の基板製造装置。
And a control device for controlling the moving mechanism and the nozzle head,
The flow rate adjusting mechanism includes an actuator that is controlled by the control device and changes a flow rate of the gas flowing through the suction hole,
The substrate manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the control device controls the actuator based on a relative positional relationship between the nozzle head and the stage.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2019014159A (en) * 2017-07-07 2019-01-31 マイクロクラフト株式会社 Inkjet printing device, substrate holding device, substrate holding method, and program

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