JP2017213530A - 膜パターン描画方法 - Google Patents

Abstract

【課題】塗布中に不良ノズルが発生した場合でも欠陥ムラを抑えることができ、ノズルの数を必要以上に増やすことなく膜パターンを形成することができる膜パターン描画方法を提供する。
【解決手段】ヘッドを主走査方向に走査しつつ液滴を吐出してノズル位置に応じた初期膜を形成する初期膜形成工程と、自身の隣に位置するノズルのノズル位置を超えてヘッドを主走査方向と直交する副走査方向に移動させるメインシフト移動工程と、メインシフト移動工程から、さらにノズルの配列ピッチより小さい移動量だけ移動させるサブシフト移動工程と、メインシフト移動工程及びサブシフト移動工程後のシフトノズル位置で、ヘッドを主走査方向に走査しつつ各ノズルから液滴を吐出してシフトノズル位置に応じた膜を形成するシフト膜形成工程と、初期膜形成工程後、メインシフト移動工程と、サブシフト工程と、シフト膜形成工程とをこの順に繰り返して膜パターンを形成する。
【選択図】図１０

Description

本発明は、インクジェット塗布装置において、不吐出ノズルが発生した場合でも、精度のよい膜パターンを形成することができる膜パターン描画方法に関するものである。

ガラスやフィルム等の基板上にインクジェット法により液滴を吐出し、線分、矩形状等、様々な形状の塗布膜（膜パターンという）を形成することが望まれている。例えば、プリント基板やパッケージ基板のような配線基板における配線パターン、パワー半導体の絶縁膜パターンは、従来では、フォトリソグラフィにより形成されていた。ところが、フォトリソグラフィでは、塗布、露光、エッチングなど多くの工程が必要であり、さらに、エッチング工程では多量の塗布材料を消費していたため、インクジェット法を用いることにより、少ない工程で塗布材料を無駄にすることなく膜パターンを形成することが検討されている。

このインクジェット塗布は、図１１（ａ）に示すようなインクジェット塗布装置により行われる。すなわち、インクジェット塗布装置は、基板Ｗを載置するステージ１００と、塗布材料である液滴を吐出する複数のノズル１０３ａを有する塗布ユニット１０１とが備えられており、この塗布ユニット１０１がステージ１００上の基板Ｗに対して移動しつつ液滴を吐出することにより塗布膜Ｃが形成されるようになっている（図１１（ｂ））。

具体的には、塗布ユニット１０１は、基板Ｗに対して相対的に主走査方向（図の例ではＸ軸方向）に移動するガントリ部１０１ａを有しており、このガントリ部１０１ａに複数のノズル１０３ａを有するヘッドユニット１０２が設けられている。このヘッドユニット１０２は、図１２（ａ）に示すように、複数のノズル１０３ａを有するヘッドモジュール１０３が配列されて形成されている。このヘッドモジュール１０３は、主走査方向（Ｘ軸方向）と直交する副走査方向（Ｙ軸方向）に所定の配列ピッチでノズル１０３ａが配列されている。すなわち、Ｘ軸方向から見て、ノズル１０３ａがＹ軸方向に等間隔で配列されるようになっている（図１２（ｂ））。

そして、すべてのノズル１０３ａには、インクを吐出すべき着弾位置が予め設定されており、それぞれのノズル１０３ａが、設定された着弾位置（設定着弾位置）に位置した時にインクが吐出されるようになっている。具体的には、例えば平面状の膜パターンを形成する場合には、設定着弾位置は、基板Ｗ上に格子状に設定されており、Ｘ軸方向には所定間隔毎であって、Ｙ軸方向にはノズル１０３ａの個数に対応する数に設定されている。すなわち、それぞれのヘッドモジュール１０３が、ある設定着弾位置のＸ軸方向位置に位置したときにインクが吐出されることにより、そのＸ軸方向位置において、Ｙ軸方向に亘って一様な直線状のインク集合体Ｃ’が形成される。すなわち、基板Ｗに対してガントリ部１０１ａを相対的に特定方向に１回移動させて設定着弾位置にインクを吐出させることにより、直線状の塗布膜がＸ軸方向に連続的に形成されて、基板Ｗ上に一様で平坦な膜パターンが形成される。

近年では、配線基板、有機ＥＬ、パワー半導体等の高性能化、用途拡大に応じて膜パターン形状の薄膜化、細線化による塗布の高精度化が求められている。仮に、ヘッドユニット１０２に不良ノズル１０３ａ（不吐出、吐出不良含む）が存在すると、図１３に示すように、不良ノズル１０３ａが存在した位置での塗布材料が不足することから、主走査方向に材料が不足する領域（未塗布領域ｆ）が形成されてしまう。この未塗布領域ｆが形成されると、筋ムラの要因となったり、部分的に薄膜の厚さ寸法基準をクリアできないという欠陥ムラの問題が生じる。そのため、下記特許文献１に示されるように、塗布前にノズル１０３ａ検査が行われる。すなわち、各ノズル１０３ａから液滴を吐出し、吐出状態から不吐出ノズル１０３ａを検出する。そして、不吐出ノズル１０３ａが存在している場合には、不吐出ノズル１０３ａを交換したり、また、本来、不吐出ノズル１０３ａで塗布する部分をヘッドユニット１０２内の他のノズル１０３ａで塗布するように走査パターンを変更したりして精度のよい膜パターンが形成されていた。

また、基板Ｗの表面形状も複雑化しており、凹凸形状や狭細部分に吐出すると、吐出した塗布材料が弾かれることにより、その部分での塗布材料が不足し欠陥ムラを生じる場合がある。このような場合には、ヘッドユニット１０２のノズル１０３ａの配列ピッチを密にして液滴が吐出される解像度を高め、十分な塗布材料を適切な位置に供給することにより、欠陥ムラの発生を抑えていた。例えば、図１４に示すように、主走査方向にヘッドユニット１０２を複数段設け、それぞれのヘッドユニット１０２のノズル１０３ａが半ピッチずれた状態で配置する。図１４の例では、ｔ／２ずれてて配置されている。すなわち、Ｘ軸方向から見て、ノズル１０３ａがＹ軸方向にｔ／２の等間隔で配列される。これにより、解像度が向上し、より密に液滴を吐出することができるため、ある領域における塗布材料不足を解消し，欠陥ムラの発生を抑えていた。

特開２０１３−１１０２３６号公報

しかし、上記インクジェット塗布装置では、欠陥ムラを完全には解消することができないという問題があった。すなわち、上記インクジェット塗布装置では、欠陥ムラの発生を抑えるためノズル１０３ａ検査を行っているが、このノズル１０３ａ検査は、膜パターン形成工程前に行われるため、膜パターン形成工程中に不良ノズル１０３ａが発生した場合、欠陥ムラが形成されるのを抑えることが不可能になる。

また、基板Ｗの表面が複雑な凹凸形状であったり狭細部分を有する場合に、ノズル１０３ａの配列ピッチを密にすると、１つのヘッドモジュール１０３でノズル１０３ａを密にするには物理的に限界がある。そのため、図１４に示すような主走査方向にヘッドモジュール１０３を重複させることによりノズル１０３ａの配列ピッチを密にすることができるが、ヘッドモジュール１０３は非常に高価であるため、インクジェット塗布装置のイニシャルコスト、ランニングコストが共に高くなってしまう問題がある。また、ヘッドモジュール１０３の数が増大すると、ヘッドユニット１０２全体の重量が増大するため、ノズル１０３ａの吐出位置制御に影響を及ぼす虞があり、塗布の高精度化を十分に図ることができないという問題があった。

そこで、本発明は、塗布中に不良ノズルが発生した場合でも欠陥ムラを抑えることができ、ノズルの数を必要以上に増やすことなく高精度に膜パターンを形成することができる膜パターン描画方法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膜パターン描画方法は、所定の配列ピッチで配列された複数のノズルを有するヘッドを主走査方向に走査しつつ、前記ノズルから液滴を吐出して膜パターンを形成する膜パターン描画方法であって、前記ヘッドをノズル位置から主走査方向に走査しつつ前記各ノズルから液滴を吐出して前記ノズルのノズル位置に応じた初期膜を形成する初期膜形成工程と、自身の隣に位置するノズルのノズル位置を超えて前記ヘッドを主走査方向と直交する副走査方向に移動させるメインシフト移動工程と、前記メインシフト移動工程から、さらに前記ノズルの配列ピッチより小さい移動量だけ移動させるサブシフト移動工程と、前記メインシフト移動工程及び前記サブシフト移動工程後のシフトノズル位置で、前記ヘッドを主走査方向に走査しつつ前記各ノズルから液滴を吐出して前記シフトノズル位置に応じた膜を形成するシフト膜形成工程と、前記初期膜形成工程後、前記メインシフト移動工程と、前記サブシフト工程と、前記シフト膜形成工程とをこの順に繰り返して膜パターンを形成することを特徴としている。

上記膜パターン描画方法によれば、初期膜形成工程でヘッドを主走査方向に走査してノズル位置（初期）に応じた初期膜を形成した後、メインシフト移動工程において、各ノズルは、自身の隣に位置するノズル位置を超えて副走査方向に移動するため、不吐出領域が副走査方向に並んで形成されることを回避できる。すなわち、仮に不良ノズルが存在している場合に、メインシフト移動工程が行われることにより、不良ノズルは、その不良ノズルの隣に位置する正常ノズルを超えた位置に移動させられるため、次に不吐出領域が形成されても、これらの不吐出領域の間に必ず初期膜が存在する状態にすることができる。

そして、サブシフト移動工程、及び、シフト膜形成工程が行われることにより、ノズルがノズルの配列ピッチより小さい移動量だけ副走査方向に移動した後、主走査方向にシフト膜が形成される。これにより、先に形成された膜（初期膜、シフト膜含む）の間にシフト膜が形成されるため、先に形成された膜の間を埋めるように膜が形成される。これにより、凹凸形状や狭細部分に吐出した塗布材料が弾かれて、その部分での塗布材料が不足し欠陥ムラを生じるのを抑えて一様な膜パターンを形成することができ、物理的にノズルを増やして解像度を上げることなく、高精度に膜パターンを形成することができる。

また、具体的な態様としては、前記メインシフト移動工程と前記サブシフト工程とが同時に行われる構成にしてもよく、前記サブシフト移動工程における前記配列ピッチより小さい移動量は、複数回に亘って行われるすべてのサブシフト移動工程において等しい構成にしてもよい。

また、前記シフト膜形成工程は、先に形成された膜に重なり合う位置に液滴が着弾される構成にしてもよい。

この構成によれば、この構成によれば、着弾した液滴が必ず先に形成された膜に重なるため、欠陥ムラが発生するのを抑えて一様な膜を形成することができる。

また、前記ヘッドには、一方向に配列されたノズルが主走査方向に複数段並べて設けられており、これら複数のノズルは、主走査方向から見て、前記所定ピッチで配列されている構成にしてもよい。

この構成によれば、ヘッドの解像度が向上するため、凹凸形状や狭細部分等、基板の表面形状の影響により欠陥ムラが生じるのを抑えることができる。

本発明によれば、塗布中に不良ノズルが発生した場合でも欠陥ムラを抑えることができ、ノズルの数を必要以上に増やすことなく高精度に膜パターンを形成することができる。

本発明の膜パターン描画方法を実行するための一実施形態におけるインクジェット塗布装置を概略的に示す側面図である。 上記インクジェット塗布装置を概略的に示す上面図である。 基板上に塗布膜が形成された状態を示す図である。 ヘッドをノズル側から見た図であり、第１ノズルユニットと第２ノズルユニットとが隣接されて構成されている図である。 上記ヘッドの一部を拡大した図である。 基板上に塗布材料を塗布する状況を時系列的にを示す図であり、（ａ）はヘッドが初期ノズル位置に配置された状態を示す図、（ｂ）は初期膜形成工程を示す図、（ｃ）はメインシフト移動工程を示す図、（ｄ）はサブシフト移動工程を示す図である。 基板上に塗布材料を塗布する状況を時系列的にを示す図であり、（ａ）はシフト膜形成工程を示す図、（ｂ）はメインシフト移動工程を示す図、（ｃ）はサブシフト移動工程を示す図、（ｄ）はシフト膜形成工程を示す図である。 基板上に塗布材料を塗布する状況を時系列的にを示す図であり、（ａ）はメインシフト移動工程を示す図、（ｂ）はサブシフト移動工程を示す図、（ｃ）はシフト膜形成工程を示す図である。 不良ノズルが発生した場合の塗布材料を塗布する状況を時系列的にを示す図であり、（ａ）は初期膜形成工程を示す図、（ｂ）は１回目のメインシフト移動工程、サブシフト移動工程、シフト膜形成工程が行われた後の状態を示す図、（ｃ）は２回目のメインシフト移動工程、サブシフト移動工程、シフト膜形成工程が行われた後の状態を示す図、（ｄ）は塗布工程が終了した状態を示す図である。 上記インクジェット塗布装置の動作を示すフローチャートである。 従来のインクジェット塗布装置を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図である。 従来のインクジェット塗布装置のノズルユニットを示す図であり、（ａ）は、ノズル側から見た図、（ｂ）は、ヘッドモジュールの配列を示す図である。 従来のインクジェット塗布装置で不吐出ノズルが存在した場合の塗布状態を示す図であり、（ａ）は、基板全体に形成された塗布膜を示す図、（ｂ）未塗布領域が存在する塗布膜の断面図である。 従来のインクジェット塗布装置においてノズルユニットが主走査方向に２段設けられたヘッドを示す図であり、（ａ）は、ノズル側から見た図、（ｂ）は、ヘッドモジュールの配列を示す図である。

本発明のインクジェット塗布装置に係る実施の形態を図面を用いて説明する。

図１は、インクジェット塗布装置の一実施形態を示す側面図であり、図２は、インクジェット塗布装置の上面図である。

インクジェット塗布装置は、図１、図２に示すように、基板Ｗを載置するステージ１０と、基板Ｗに液滴（塗布材料）を塗布する塗布ユニット２とを有しており、塗布ユニット２がステージ１０に載置された基板Ｗ上を移動しつつ、液滴を所定の着弾位置に吐出することにより、基板Ｗ上に平坦状の塗布膜Ｃが形成される。本実施形態では、図３に示すように、塗布膜Ｃ付きの基板Ｗ（製品基板）が複数枚形成されるように、１枚の基板Ｗ上に複数箇所、平坦状の塗布膜Ｃが形成される。
この塗布膜Ｃは、液晶表示パネルの配向膜、タッチパネルの絶縁膜等であり、このインクジェット塗布装置は、基板Ｗ上に平坦な塗布膜Ｃを形成する用途であれば、あらゆる塗布膜Ｃを形成することができる。例えば、有機ＥＬ、配線パターン、パワー半導体等の塗布膜Ｃを形成することができる。

なお、以下の説明では、この塗布ユニット２が移動する方向をＸ軸方向（本実施形態の主走査方向）、これと水平面上で直交する方向をＹ軸方向（本実施形態の副走査方向）、Ｘ軸およびＹ軸方向の双方に直交する方向をＺ軸方向として説明を進めることとする。

インクジェット塗布装置は、基台１を有しており、この基台１上にステージ１０、塗布ユニット２が設けられている。具体的には、基台１上に直方体形状のステージ１０が設けられており、このステージ１０をＹ軸方向に跨ぐように塗布ユニット２が設けられている。

ステージ１０は、基板Ｗを載置するものであり、載置された基板Ｗが水平な姿勢を維持した状態で載置されるようになっている。具体的には、ステージ１０の表面は、平坦に形成されており、その表面には、吸引孔が複数形成されている。この吸引孔には真空ポンプが接続されており、ステージ１０の表面に基板Ｗを載置した状態で真空ポンプを作動させることにより、吸引孔に吸引力が発生し、基板Ｗが水平な姿勢でステージ１０の表面に吸着保持できるようになっている。そして、基板Ｗには、アライメントマークが付されており、このアライメントマークをカメラ（不図示）で撮像することにより、後述の制御装置で記憶された設定着弾位置がアライメントマークに基づいた設定着弾位置に補正される。すなわち、補正されることにより、各ノズル３１ａ，４１ａ毎の設定着弾位置と、ステージ１０上の基板Ｗの実際の着弾位置とが一致するようになっており、それぞれの設定着弾位置に塗布材料が吐出されることにより、基板Ｗ上の所定の位置に平坦状の塗布膜Ｃが精度よく形成されるようになっている。

また、塗布ユニット２は、基板Ｗ上に塗布材料を着弾させて塗布するものであり、塗布材料を吐出するヘッド２１と、このヘッド２１を支持するガントリ部２２とを有している。このガントリ部２２は、ステージ１０のＹ軸方向両外側に配置される脚部２２ａと、これらの脚部２２ａを連結しＹ軸方向に延びる石材製のビーム部材２２ｂとを有する略門型形状に形成されている。そして、このビーム部材２２ｂにヘッド２１が取付けられており、ガントリ部２２は、ステージ１０をＹ軸方向に跨いだ状態でＸ軸方向に移動可能に取り付けられている。本実施形態では、基台１のＹ軸方向両端部分にはそれぞれＸ軸方向に延びるレール（不図示）が設置されており、脚部２２ａがこのレールにスライド自在に取り付けられている。そして、脚部２２ａにはリニアモータが取り付けられており、このリニアモータを駆動制御することにより、ガントリ部２２がＸ軸方向に移動し、任意の位置で停止できるようになっている。

また、ビーム部材２２ｂは、両脚部２２ａを連結する柱状部材であり、石材で形成されている。このビーム部材２２ｂには、ヘッド２１が取付けられている。具体的には、ビーム部材２２ｂのＸ軸方向一方側の側面に、ヘッド２１が取り付けられており、このヘッド２１に設けられたノズル３１ａ，４１ａがステージ１０の表面に向く姿勢で取付けられている。したがって、ガントリ部２２がＸ軸方向に移動又は停止するにしたがって、ヘッド２１もそれに付随して移動又は停止を行うことができ、ガントリ部２２の移動量を調節することにより、ステージ１０の表面に載置された基板Ｗ上にヘッド２１を位置させて基板Ｗ上に塗布材料を吐出できるようになっている。

また、ヘッド２１は、図４に示すように、複数のノズル３１ａ，４１ａを一体化させたものであり、第１ノズルユニット３０と、第２ノズルユニット４０とを有している。本実施形態では、第１ノズルユニット３０と第２ノズルユニット４０とがＸ軸方向に互いに隣接して配置された状態で固定されている。すなわち、図４に示す例では、第１ノズルユニット３０は、第２ノズルユニット４０対して進行方向前側に配置されており、Ｘ軸方向に移動して塗布する際に最初に基板Ｗと対面する側に配置されている。そして、ヘッド２１は、Ｙ軸方向（副走査方向）に移動できるように形成されており、Ｘ軸方向に対する着弾位置をＹ軸方向にずらすことができるようになっている。具体的には、ビーム部材２２ｂには、レール（不図示）が設けられており、このレールにヘッド２１がスライド自在に取り付けられている。そして、ヘッド２１にはリニアモータが取り付けられており、このリニアモータを駆動制御することにより、ヘッド２１がＸ軸方向に移動し、任意の位置で停止できるようになっている。本実施形態では、ノズル３１ａ，４１ａの配列ピッチよりも小さい移動量で制御可能になっており、１／４ピッチ、１／８ピッチ等、精度よく位置決めできるように構成されている。

この第１ノズルユニット３０は、複数のノズル３１ａを有しており、これらのノズル３１ａが一方向に所定の配列ピッチで整列した状態で配置されている。具体的には、第１ノズルユニット３０は、ピエゾ素子を駆動させて塗布材料を吐出する複数のヘッドモジュール３１を備えて形成されており、このヘッドモジュール３１が一方向に配列された複数のノズル３１ａを有している。本実施形態では、これらのノズル３１ａは、配列ピッチｔで配列されている。そして、ヘッドモジュール３１は、それぞれが互いに重複する部分を有するようにずらして配置されている。図４の例では、隣接するヘッドモジュール３１がＸ軸方向に交互にずらして配置されている。すなわち、これらのヘッドモジュール３１は、ノズル配置間隔とヘッドモジュール３１の両端部分とでは寸法が異なっているため、図５に示すように、この両端部分の寸法分を相殺できるようにＸ軸方向にずらしつつＹ軸方向に配列される。具体的には、ヘッドモジュール３１の複数のノズル３１ａの配列方向をＹ軸方向に揃えて、ヘッドモジュール３１の両端部分の寸法分（寸法ｓ）を相殺できるようにヘッドモジュール３１が配置されている。すなわち、第１ノズルユニット３０は、Ｘ軸方向に見てノズル３１ａがＹ軸方向に等間隔（寸法ｔ）で配置されており、ヘッド２１全体としてＸ軸方向に見て、すべてのノズル３１ａがＹ軸方向に沿って配列ピッチｔで配列され、Ｘ軸方向から見てＹ軸方向に亘って等間隔で配置されている。

また、第２ノズルユニット４０は、複数のノズル４１ａを有しており、一方向（本実施形態ではＹ軸方向）に所定ピッチで整列した状態で配置されている。本実施形態では、上述の第１ノズルユニット３０と同様の構成を有しており、ノズル４１ａの配置は第１ノズルユニット３０のノズル３１ａ配置と同一に形成されている。すなわち、隣接するヘッドモジュール４１は、ヘッドモジュール４１の両端部分の寸法分（寸法ｓ）を相殺できるようにＸ軸方向に交互にずれるように配置されている。一方、この第２ノズルユニット４０の各ノズル４１ａは、ヘッド２１に搭載された状態では、各ノズル４１ａが第１ノズルユニット３０の各ノズル３１ａの間に位置するように取り付けられている。すなわち、第２ノズルユニット４０のノズル４１ａは、Ｘ軸方向に見て、第１ノズルユニット３０のノズル位置に対してｔ／２だけずれて配置されており、第１ノズルユニット３０及び第２ノズルユニット４０の各ノズル３１ａ、４１ａのピッチは同じ配列ピッチｔであるため、すべてのノズル４１ａは、ノズル３１ａに対して、それぞれｔ／２ずれて配置されている。これにより、ノズル４１ａとノズル３１ａとは、Ｘ軸方向に見て、それぞれｔ／２だけずれて配置されており、第１ノズルユニット３０単体の構成に比べて解像度を向上させることができる。

また、本実施形態のインクジェット塗布装置は装置全体の動作を統括する制御装置（不図示）を有している。この制御装置は、予め記憶されたプログラムに従って一連の塗布動作を実行すべく、各ユニットのサーボモータ、リニアモータ等の駆動装置を駆動制御するとともに塗布動作に必要な各種演算を行うものである。

この制御装置には、各ノズル３１ａ、４１ａから吐出される塗布材料の吐出位置（設定着弾位置）が記憶されており、この設定着弾位置がそれぞれのノズル３１ａ、４１ａ毎に設定されている。本実施形態では、図３に示すように、製品基板の多面取りに対応するように基板Ｗ上に複数の塗布膜Ｃが形成されるように設定されており、塗布膜Ｃが形成されるべき塗布領域にアライメントマークを基準とした設定着弾位置が設定されている。

この設定着弾位置は、塗布領域に対して格子状に設定されており、各ノズル３１ａ、４１ａから適当量の液滴を格子点に着弾させることにより、一様な塗布膜Ｃが形成されるようになっている。そして、本実施形態では、設定着弾位置に対して着弾させるべきノズル位置が設定されており、このノズル位置に応じて液滴を吐出することにより、仮に不良ノズルが発生しても一様な塗布膜Ｃが形成できるようになっている。

具体的には、格子状の各設定着弾位置に対して複数回、第１ノズルユニット３０及び第２ノズルユニット４０を主走査方向に走査させることにより塗布膜Ｃが形成されるように設定されており、初期膜形成処理、メインシフト移動処理、サブシフト移動処理、シフト膜形成処理が行われることにより、一様な塗布膜Ｃが形成されるようになっている。なお、本実施形態では、主走査方向に４回走査することにより塗布膜Ｃが形成されるように設定されている。そして、一様な塗布膜Ｃを完成させるのに必要な主走査方向への走査回数は、設定スキャン回数と呼ぶ。

初期膜形成処理は、基板Ｗに対して各ノズル３１ａ、４１ａから塗布材料を吐出させることにより、最初にノズル位置から主走査方向に液滴を着弾させる処理である。ここでノズル位置とは、ヘッド２１を主走査方向に移動させると各ノズル３１ａ，４１ａが設定着弾位置を通過できる走査開始位置のことである。この処理により、最初に配置されたノズル位置（特に初期ノズル位置という）に応じた初期膜が形成される。すなわち、基板Ｗに対して位置決めされた位置から主走査方向にヘッド２１を１回だけ移動させつつ、設定着弾位置に液滴を吐出する。吐出された塗布材料は、基板Ｗ表面の親液性と液滴の粘度等の関係により、主走査方向に延びる列状に形成される場合や、隣接する列状の膜同士が液滴の広がりにより互いに結合し合う場合がある。また、この初期膜形成処理では、液適量は、１回の走査で塗布膜Ｃが完成される場合に吐出される液適量に比べて少ない量に設定されている。すなわち、液適量は、主走査方向に走査する毎に等しい量が吐出されるように設定されており、本実施形態では、設定スキャン回数が４回に設定されているため、液適量は、１回の走査で塗布膜Ｃを形成する場合に必要な液適量の１／４の量が設定されている。すなわち、ヘッド２１が主走査方向に４回走査することにより塗布膜Ｃに必要な量の塗布材料が吐出されるようになっている。

また、メインシフト移動処理は、ノズル３１ａ、４１ａを副走査方向に移動させる処理であり、各ノズル３１ａ、４１ａ自身の隣に位置するノズル３１ａ、４１ａのノズル位置を超えて副走査方向に移動させる処理である。ここで、自身の隣に位置するノズル位置とは、Ｘ軸方向に見てすぐ隣に位置するノズル位置のことである。すなわち、図５に示す例では、ノズル３１ａ１の隣に位置するノズル位置は、ノズル４１ａ１のノズル位置である。仮に、第２ノズルユニット４０が設けられていない第１ノズルユニット３０のみの構成では、ノズル３１ａ１の隣に位置するノズル位置は、ノズル３１ａ２のノズル位置である。このメインシフト移動処理では、ノズル３１ａ、４１ａが、隣に位置するノズル位置を超えたノズル位置に位置するように、ヘッド２１全体を副走査方向に移動させる処理である。このメインシフト移動処理が行われることにより、仮に不良ノズルが発生した場合に、この不良ノズルのノズル位置に再度不良ノズルが位置することを防止することができる。すなわち、不良ノズルが何度も同じ領域を走査して基板上に形成された未塗布領域ｆに塗布材料が塗布されず、欠陥ムラが形成されてしまうのを抑えることができる。

また、サブシフト移動処理は、メインシフト移動工程後、さらにノズル３１ａ、４１ａの配列ピッチより小さい移動量（サブシフト移動量）だけ副走査方向に移動させる処理である。本実施形態では、サブシフト移動量は、ノズル３１ａ，４１ａの配列ピッチを設定スキャン回数で除した量だけ移動されるように設定されている。すなわち、サブシフト移動量は、ｔ／８に設定されている。

また、シフト膜形成処理は、メインシフト移動工程及び前記サブシフト移動工程後のノズル位置（シフトノズル位置）からヘッド２１を主走査方向に移動させつつ各ノズル３１ａ，４１ａから液滴を吐出してシフトノズル位置から主走査方向に液滴を着弾させる処理である。この処理により、シフトノズル位置に応じたシフト膜が形成される。すなわち、基板Ｗに対して位置決めされたシフトノズル位置から主走査方向にヘッド２１を１回だけ移動させつつ、設定着弾位置に液滴を吐出する。吐出された塗布材料は、基板Ｗ表面の親液性と液滴の粘度等の関係により、主走査方向に延びる列状に形成される場合や、隣接する列状の膜同士が液滴の広がりにより互いに重なり合う場合がある。また、このシフト膜形成処理における液適量は、初期膜形成処理と同様に、１回の走査で塗布膜Ｃを形成する場合の液適量の１／４の量が設定されている。

このサブシフト移動処理及びシフト膜形成処理が行われると、初期膜形成処理で形成された初期膜同士の間に、ｔ／８ピッチ間隔でシフト膜が形成される。本実施形態では、初期膜がｔ／２ピッチで形成されているため、隣り合う初期膜同士の間に等ピッチで３つのシフト膜が形成される。すなわち、初期膜、シフト膜を形成するために吐出された液滴が、それぞれ流動することにより連結されて一体化されるようにサブシフト移動量が設定されている。これにより、仮に不良ノズルが発生した場合に未塗布領域ｆが形成された場合でも、ｔ／８離れた両隣の膜（初期膜、シフト膜）を形成する着弾した液滴が流動することにより未塗布領域ｆが埋められて欠陥ムラが生じるのを抑えることができる。

次にこのインクジェット塗布装置の動作について図７のフローチャートに基づいて説明する。

まず、ステップＳ１により基板Ｗが搬入される。具体的には、ロボットハンド等により基板Ｗがステージ１０上に載置される。基板Ｗがステージ１０に載置され基板Ｗが保持されると、基板Ｗのアライメントマークが取り込まれ、このアライメントマークを基準に設定着弾位置が補正される。すなわち、ステージ１０上の基板Ｗに対して、各ノズル３１ａ、４１ａ毎に設定着弾位置、及び、吐出量（本実施形態では１回の走査で塗布膜Ｃを形成する場合に必要な液適量の１／４）が設定されている。

なお、次の第１塗布工程に入る前に、テスト基板上に各ノズル３１ａ、４１ａから吐出を行って不吐出ノズルの有無の確認が行われる。

次に、ステップＳ２により塗布工程が行われる。この塗布工程は、初期膜形成工程、メインシフト移動工程、サブシフト移動工程、シフト膜形成工程で構成されている。

まず、ステップＳ２１により初期膜形成工程が行われる。具体的には、各ノズル３１ａ，４１ａが主走査方向の設定着弾位置に吐出できるように初期ノズル位置に配置される。ここで、図６は、塗布工程を簡略的に説明する図であり、第１ノズルユニット３０及び第２ノズルユニット４０それぞれの３つのノズル３１ａ、４１ａに着目して説明する。図６（ａ）に示されるように、各ノズル３１ａ，４１ａが初期ノズル位置に配置される。すなわち、ヘッド２１がＸ軸方向に移動すれば各ノズル３１ａ，４１ａが設定着弾位置（破線）上を通過するようにヘッド２１が位置決めされる。そして、その初期ノズル位置からヘッド２１が主走査方向に移動し、各ノズル３１ａ、４１ａが設定着弾位置に位置すると液滴を行い、設定着弾位置に設定された液滴量の塗布材料が吐出される（図６（ｂ））。なお、図における破線で描かれた丸印は、設定着弾位置を示しており、塗りつぶされた丸印は、着弾されたことを示している。

次に、ステップＳ２２によりメインシフト移動工程が行われる。具体的には、ヘッド２１を副走査方向に移動させ、各ノズル３１ａ、４１ａ自身の隣に位置するノズル３１ａ、４１ａのノズル位置を超えて別のノズル位置にノズル３１ａ、４１ａが配置される。すなわち、ノズル３１ａ、４１ａは、自身のノズル３１ａ、４１ａの隣のノズル位置以外のノズル位置に配置される（図６（ｃ））。

次に、ステップＳ２３により、サブシフト移動工程が行われる。具体的には、図６（ｄ）に示すように、メインシフト移動工程で位置するノズル位置からｔ／８だけ副走査方向に移動する。

次に、ステップＳ２４により、シフト膜形成工程が行われる。具体的には、サブシフト移動工程で位置するノズル位置からヘッド２１を主走査方向に移動させつつ、各ノズル３１ａ、４１ａから設定着弾位置に液滴を着弾させてシフト膜を形成する。形成されたシフト膜（状況によっては着弾した液滴）は、先に形成された初期膜と馴染んだ膜が形成される（図７（ａ））。

次に、ステップＳ２５により、設定スキャン回数が確認される。仮にスキャン回数が設定スキャン回数に満たない場合には、ステップＳ２５において、Ｎｏの方向に進み、メインシフト移動工程、サブシフト移動工程、シフト膜形成工程がこの順で繰り返される。すなわち、メインシフト移動工程により、再度、各ノズル３１ａ、４１ａ自身の隣に位置するノズル３１ａ、４１ａのノズル位置を超えて別のノズル位置にノズル３１ａ、４１ａが配置され（図７（ｂ））、サブシフト移動工程により、さらに、先のメインシフト移動工程で位置するノズル位置からｔ／８だけ副走査方向に移動する（図７（ｃ））。そして、シフト膜形成工程により、ヘッド２１を主走査方向に移動させつつ、各ノズル３１ａ、４１ａから設定着弾位置に液滴を着弾させてシフト膜を形成する（図７（ｄ））。本実施形態では、再度、メインシフト移動工程（図８（ａ））、サブシフト移動工程（図８（ｂ））、シフト膜形成工程（図８（ｃ））を繰り返し、ヘッド２１を主走査方向に４回走査させて液滴を吐出することにより基板Ｗ上に一様な膜パターンを形成する。

ここで、当初又は塗布動作の途中で不良ノズルが発生した場合、すなわち、初期膜形成工程において、ノズル４１ａ２が不良ノズル（不吐出ノズル）であった場合、図９（ａ）に示すように、ノズル４１ａ２が走査した領域には、塗布材料が塗布されず、未塗布領域ｆが形成される。

次に、メインシフト移動工程が行われることにより、各ノズル３１ａ、４１ａ自身の隣に位置するノズル３１ａ、４１ａのノズル位置を超えて別のノズル位置にノズル３１ａ、４１ａが配置される。すなわち、不良ノズルであるノズル４１ａ２自身の隣に位置するノズル位置には、ノズル４１ａ２は配置されず、ノズル４１ａ２自身の隣に位置するノズル位置以外のノズル位置に配置される。これにより、ノズル４１ａ２の初期ノズル位置、及び、ノズル４１ａ２の初期ノズル位置の隣に位置するノズル位置にはノズル４１ａ２が配置されることが防止されるため、ヘッド２１を複数回走査しているにもかかわらず未塗布領域ｆが同じ場所に形成されたり、未塗布領域ｆの近くに新たに未塗布領域ｆが形成され、未塗布領域ｆが一定箇所に集中的に形成されるのを抑えることができる。

そして、サブシフト移動工程、シフト膜形成工程が行われることにより、初期ノズル位置からｔ／８ずれた位置にシフト膜が形成され（図９（ｂ））る。そして、これらメインシフト移動工程、サブシフト移動工程、シフト膜形成工程を繰り返し行われると、未塗布領域ｆがその両側に他工程で吐出された液滴によって補い合って埋められることにより、未塗布領域ｆが起因する欠陥ムラが形成されるのが抑えられ、最終的に一様な膜パターンが形成される。

そして、スキャン回数が設定スキャン回数を満たした場合には、ステップＳ２５においてＹｅｓの方向に進み、ステップＳ２６により塗布工程が終了する。

次に、ステップＳ３により、基板Ｗの排出が行われる。具体的には、ロボットハンド等によりステージ１０に載置された基板Ｗが排出され、基板Ｗは後工程である乾燥装置に搬送される。

このように、上記実施形態における膜パターン描画方法によれば、初期膜形成工程でヘッドを主走査方向に走査してノズル位置（初期）に応じた初期膜を形成した後、メインシフト移動工程において、各ノズルは、自身の隣に位置するノズル位置を超えて副走査方向に移動するため、不吐出領域が副走査方向に並んで形成されることを回避できる。すなわち、仮に不良ノズルが存在している場合に、メインシフト移動工程が行われることにより、不良ノズルは、その不良ノズルの隣に位置する正常ノズルを超えた位置に移動させられるため、次に不吐出領域が形成されても、これらの不吐出領域の間に必ず初期膜が存在する状態にすることができる。そして、サブシフト移動工程、及び、シフト膜形成工程が行われることにより、ノズルがノズルの配列ピッチより小さい移動量だけ副走査方向に移動した後、主走査方向にシフト膜が形成される。これにより、先に形成された膜（初期膜、シフト膜含む）の間にシフト膜が形成されるため、先に形成された膜の間を埋めるように膜が形成される。これにより、凹凸形状や狭細部分に吐出した塗布材料が弾かれて、その部分での塗布材料が不足し欠陥ムラを生じるのを抑えて一様な膜パターンを形成することができ、物理的にノズルを増やして解像度を上げることなく、高精度に膜パターンを形成することができる。

また、上記実施形態では、メインシフト工程とサブシフト工程とがこの順に行われる例について説明したが、メインシフト工程とサブシフト工程とを同時に行う構成であってもよい。すなわち、初期膜形成工程後、メインシフト工程で必要な副走査方向への移動量と、サブシフト工程で必要な副走査方向への移動量とを合算した移動量を一度に移動させる構成であってもよい。

また、上記実施形態では、サブシフト移動工程における移動量がすべて等しい移動量である場合について説明したが、サブシフト移動工程毎に異なる移動量が設定されていてもよい。すなわち、基板Ｗの形状に応じて、塗布材料が弾かれやすい箇所に対して移動量を小さくすることにより、塗布材料を密に供給して欠陥ムラが発生するのを抑えることができる。

また、上記実施形態では、シフト膜形成工程では、先に形成された膜（初期膜、シフト膜）に液滴が重なり合うように着弾させる例について説明したが、塗布材料の粘度、基板Ｗの親液度との関係で、独立した位置に液滴を着弾させる構成であってもよい。

また、上記実施形態では、主走査方向に第１ノズルユニット３０と第２ノズルユニット４０とを並べて設けられる例について説明したが、解像度を要しない場合には、第１ノズルユニット３０のみの構成にしてもよい。

また、上記実施形態では、塗布ユニット２が移動することによりヘッド２１が主走査方向に移動する例について説明したが、ステージ１０が移動することによりヘッド２１が基板Ｗに対して主走査方向に相対的に移動するように構成してもよい。いずれにせよ、ヘッド２１と基板Ｗとが相対的に主走査方向、及び、副走査方向に移動できる構成であればよい。

なお、上記実施形態では、ヘッド２１を主走査方向に４回走査することにより膜パターンを形成する例について説明したが、一様な膜パターンが形成されるように適宜設定すればよい。

２ 塗布ユニット
１０ ステージ
２１ ヘッド
２２ ガントリ部
３０ 第１ノズルユニット
３１ａ ノズル（第１ノズルユニット）
４０ 第２ノズルユニット
４１ａ ノズル（第２ノズルユニット）
Ｗ 基板
Ｃ 塗布膜
ｆ 未塗布領域

Claims (5)

1. 所定の配列ピッチで配列された複数のノズルを有するヘッドを主走査方向に走査しつつ、前記ノズルから液滴を吐出して膜パターンを形成する膜パターン描画方法であって、
   前記ヘッドをノズル位置から主走査方向に走査しつつ前記各ノズルから液滴を吐出して前記ノズルのノズル位置に応じた初期膜を形成する初期膜形成工程と、
   自身の隣に位置するノズルのノズル位置を超えて前記ヘッドを主走査方向と直交する副走査方向に移動させるメインシフト移動工程と、
   前記メインシフト移動工程から、さらに前記ノズルの配列ピッチより小さい移動量だけ移動させるサブシフト移動工程と、
   前記メインシフト移動工程及び前記サブシフト移動工程後のシフトノズル位置で、前記ヘッドを主走査方向に走査しつつ前記各ノズルから液滴を吐出して前記シフトノズル位置に応じた膜を形成するシフト膜形成工程と、
   前記初期膜形成工程後、前記メインシフト移動工程と、前記サブシフト工程と、前記シフト膜形成工程とをこの順に繰り返して膜パターンを形成することを特徴とする膜パターン描画方法。
2. 前記メインシフト移動工程と前記サブシフト工程とが同時に行われることを特徴とする請求項１に記載の膜パターン描画方法。
3. 前記サブシフト移動工程における前記配列ピッチより小さい移動量は、複数回に亘って行われるすべてのサブシフト移動工程において等しいことを特徴とする請求項１又は２に記載の膜パターン描画方法。
4. 前記シフト膜形成工程は、先に形成された膜に重なり合う位置に液滴が着弾されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の膜パターン描画方法。
5. 前記ヘッドには、一方向に配列されたノズルが主走査方向に複数段並べて設けられており、これら複数のノズルは、主走査方向から見て、前記所定ピッチで配列されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の膜パターン描画方法。

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