JP2020044526A - 液状材料塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液状材料塗布装置の生産効率を向上させる。【解決手段】本発明に係る液状材料塗布装置は、互いに直交する第１方向および第２方向を有する座標平面を用いて、基板上に塗布される液状材料の目標位置を決定する。制御装置は、座標平面の法線方向から基板を平面視した画像から算出された目標位置と液状材料の塗布位置との位置ずれ（ｄＸ，ｄＹ）を用いて第１パラメータおよび第２パラメータを補正する補正処理Ｓ１０を行なう。制御装置は、位置ずれの大きさΔが第１しきい値Δｄより大きい場合、第１時間間隔Ｔ１以下の時間間隔で補正処理を行ない、位置ずれの大きさが第１しきい値Δｄより小さい場合、第２時間間隔Ｔ２以上の時間間隔で補正処理を行なう。第２時間間隔Ｔ２は、第１時間間隔Ｔ１より長い。【選択図】図１０

Description

本発明は、液状材料を基板に塗布する液状材料塗布装置に関する。

従来、液状材料を基板に塗布する液状材料塗布装置が知られている。たとえば、特開２００８−１２２４４８号公報（特許文献１）には、目標位置に修正インクを塗布するパターン修正装置が開示されている。当該パターン修正装置においては、目標位置と塗布位置との位置ずれの補正作業が自動化されているため、補正作業の効率が向上する。特許文献１には、目標位置と塗布位置との位置ずれの原因として、パターン修正装置の温度変化に伴うパターン修正装置の金属部分の伸縮が挙げられている。

特開２００８−１２２４４８号公報

液状材料塗布装置の温度変化の態様は一様ではなく、液状材料塗布装置の動作状態および動作環境によって変化し得る。たとえば、液状材料塗布装置の温度は、液状材料塗布装置の起動からしばらくの間は急激に上昇する。その後、液状材料塗布装置の温度はほぼ一定の範囲内を変化し、液状材料塗布装置の動作状態は定常状態となる。液状材料塗布装置の温度変化が大きいほど液状材料を塗布する目標位置と実際の塗布位置との位置ずれは大きいため、液状材料塗布装置の起動から定常状態までの間に生じる位置ずれは、定常状態において生じる位置ずれよりも大きくなるのが通常である。

目標位置と塗布位置との位置ずれの補正処理が行なわれる場合、目標位置からの塗布位置の位置ずれが許容される品質の範囲内にない可能性があるため、製品基板への塗布作業は中断されることが多い。しかし、液状材料塗布装置の動作状態および動作環境によっては、目標位置からの塗布位置の位置ずれが許容される品質の範囲内にあり、補正処理の必要性が低い場合もあり得る。そのため、液状材料塗布装置の動作状態および動作環境によらず補正処理を繰り返し行なうと、不要な補正処理が行なわれることによって液状材料塗布装置の生産効率が低下し得る。

特許文献１に開示されているパターン修正装置においては、液状材料塗布装置の動作状態および動作環境によって補正処理の頻度を変化させる必要があることは考慮されていない。

本発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、液状材料塗布装置の生産効率を向上させることである。

本発明に係る液状材料塗布装置は、互いに直交する第１方向および第２方向を有する座標平面を用いて、基板上に塗布される液状材料の目標位置を決定する。液状材料塗布装置は、撮像部と、塗布機構と、移動部と、制御装置とを備える。撮像部は、座標平面の法線方向から基板を平面視した画像を取得する。塗布機構は、撮像部に一体的に設置され、法線方向から基板に液状材料を塗布する。移動部は、基板に対して撮像部を相対的に移動させる。制御装置は、撮像部と塗布機構との間の第１方向の第１相対距離および第２方向の第２相対距離をそれぞれ表す第１パラメータおよび第２パラメータを用いて、目標位置に液状材料が塗布されるように移動部を制御する。第１相対距離および第２相対距離の少なくとも一方は、液状材料塗布装置の温度に応じて変化する。制御装置は、画像から算出された目標位置と液状材料の塗布位置との位置ずれを用いて第１パラメータおよび第２パラメータを補正する補正処理を行なう。制御装置は、位置ずれの大きさが第１しきい値より大きい場合、第１時間間隔以下の時間間隔で補正処理を行ない、位置ずれの大きさが第１しきい値より小さい場合、第２時間間隔以上の時間間隔で補正処理を行なう。第２時間間隔は、第１時間間隔より長い。

本発明に係る液状材料塗布装置によれば、位置ずれの大きさが第１しきい値より大きい場合、第１時間間隔以下の時間間隔で補正処理を行ない、位置ずれの大きさが第１しきい値より小さい場合、第１時間間隔より長い第２時間間隔以上の時間間隔で補正処理を行なうことにより、生産効率を向上させることができる。

実施の形態１に係る液状材料塗布装置の模式的な斜視図である。 図１の塗布機構をＹ軸方向およびＸ軸方向の各々から平面視した図である。 図２の塗布機構の動作にともなう塗布針の位置を説明するための模式的な断面図である。 塗布機構における塗布針の先端の移動の様子を塗布工程に沿って説明する図である。 図１の液状材料塗布装置の機能構成を示す機能ブロック図である。 観察光学系の光軸が目標位置に位置決めされた場合の図１のモニタに表示されている画像を示す図である。 観察光学系の光軸が目標位置から相対距離だけずらされた位置に位置決めされた場合の図１のモニタに表示されている画像を示す図である。 図７の位置関係で塗布液を塗布した後、観察光学系の光軸が再び目標位置に位置決めされた場合の図１のモニタに表示されている画像を示す図である。 図５の制御装置によって行なわれる相対距離パラメータの補正処理の流れを説明するためのフローチャートである。 位置ずれの補正処理および当該補正処理の後に行なわれる補正処理の周期の設定処理の流れを説明するためのフローチャートである。 実施の形態２に係る液状材料塗布装置の第１動作モードにおいて制御装置によって行なわれる補正処理および補正処理の周期の設定処理の流れを説明するためのフローチャートである。

以下、実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則として繰り返さない。

［実施の形態１］
図１は、実施の形態１に係る液状材料塗布装置２００の模式的な斜視図である。図１を参照して、互いに直交するＸ軸方向（第１方向）およびＹ軸方向（第２方向）を有するＸＹ座標平面を用いて、基板上に塗布される液状材料の目標位置を決定する。Ｚ軸方向は、ＸＹ座標平面の法線方向である。点Ｐ０は、ＸＹＺ空間座標の原点である。

液状材料塗布装置２００は、床面に配置された基台１２と、塗布機構４と、撮像部６０と、移動部４０と、制御部１１とを備える。移動部４０は、Ｘ軸テーブル１と、Ｙ軸テーブル２と、Ｚ軸テーブル３とを含む。撮像部６０は、観察光学系６と、観察光学系６に接続されたカメラ７とを含む。

基台１２の上面には、図１中のＹ軸方向に移動可能に構成されたＹ軸テーブル２が設置されている。具体的には、Ｙ軸テーブル２の下面にガイド部が設置されており、基台１２の上面に設置されたガイドレールに沿って摺動可能に接続されている。Ｙ軸テーブル２の下面には、ボールねじが接続されている。ボールねじをモータなどの駆動部材により動作させることにより、Ｙ軸テーブル２はガイドレールに沿って（Ｙ軸方向に）移動可能になっている。また、Ｙ軸テーブル２の上面部は、被塗布物である製品基板５１および補正値計測用基板５２が搭載される基板搭載面である。原点Ｐ０は、Ｙ軸テーブル２の上面部の頂点である。なお、Ｙ軸テーブル２の上面部の頂点以外の位置を、原点Ｐ０としてもよい。

基台１２上には、Ｘ軸方向にＹ軸テーブル２のガイドレールを跨ぐように設置された門型の構造体が設けられている。この構造体上には、Ｘ軸方向に移動可能なＸ軸テーブル１が搭載されている。たとえばボールねじを用いてＸ軸方向に移動可能としている。

Ｘ軸テーブル１の移動体には、Ｚ軸テーブル３が搭載されている。Ｚ軸テーブル３に塗布機構４および観察光学系６が搭載されている。Ｚ軸テーブル３は、塗布機構４および観察光学系６をＺ軸方向に移動可能に支持している。塗布機構４は、観察光学系６に一体的に設置されている。塗布機構４および観察光学系６は、Ｚ軸テーブル３とともにＸ方向へ移動可能とされている。

塗布機構４は、Ｚ軸方向から、Ｙ軸テーブル２に搭載された基板の被塗布面（上面側）に液状材料である塗布液を塗布する。観察光学系６は、Ｚ軸に平行な光軸方向からＹ軸テーブル２の基板搭載面を平面視した画像をカメラ７に導く。カメラ７は、観察光学系６からの画像を電気信号に変換して制御部１１へ出力する。

制御部１１は、操作パネル８、モニタ９、制御装置１０を備える。制御装置１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリを含むコンピュータである。制御部１１は、Ｘ軸テーブル１、Ｙ軸テーブル２、Ｚ軸テーブル３、塗布機構４および観察光学系６を制御する。操作パネル８は、制御装置１０への指令を入力するために用いられる。モニタ９は、観察光学系６のカメラ７で変換された画像データ、および制御装置１０からの出力データを表示する。

なお、液状材料塗布装置２００の構成は図１に示される構成に限定されない。塗布機構４および観察光学系６などを、製品基板５１に対して相対的に移動させて所望の位置に位置決め可能な構成であればどのような構成でもよい。当該構成としては、たとえば観察光学系６などを搭載したＺ軸テーブル３をＸ軸テーブル１に搭載し、さらにＸ軸テーブル１をＹ軸テーブル２に搭載し、Ｚ軸テーブル３をＸＹ方向に移動可能とするガントリー方式と呼ばれる構成を挙げることができる。

図２は、図１の塗布機構４をＹ軸方向およびＸ軸方向の各々から平面視した図である。図２（Ａ）は、図１の塗布機構４をＹ軸方向から平面視した正面図である。図２（Ｂ）は、図１の塗布機構４をＸ軸方向から平面視した側面図である。

図２を参照して、塗布機構４には、針移動機構１９と、塗布ユニット２０とが設けられている。針移動機構１９は、先端２３をテーパ状に先細りさせた１本の塗布針２４を保持する。針移動機構１９は、塗布針２４を保持する塗布針ホルダ１４と、サーボモータ１５と、バネ１６と、カム１７と、カムフォロア１８と、カム連結板２５と、可動部２６と、架台２７と、リニアガイド２８とを含む。

サーボモータ１５は、Ｚ軸方向に沿う方向に回転軸が設けられている。サーボモータ１５の回転軸１５ｂにはカム１７が接続されている。カム１７の上部表面には、カムフォロア１８をガイドするスロープ状のカム面１７ａが形成されている。サーボモータ１５の駆動により回転軸が回転すると、カム１７は、カム面１７ａを上方に向けた状態で回転する。

カム１７とカムフォロア１８との間には、バネ１６の張力が作用して、可動部２６およびカム連結板２５を介してカムフォロア１８をカム面１７ａに押圧している。サーボモータ１５の回転によりカム１７が回転する際、バネ１６の張力により、カムフォロア１８は、カム面１７ａに押圧されて接触した状態が保たれる。

カムフォロア１８には、カム連結板２５が接続されていて、かつカム連結板２５の反対側の端部は可動部２６に固定されている。可動部２６には、下端部に塗布針ホルダ１４が装着されていて、塗布針ホルダ１４の下側面から１本の塗布針２４が下方に先端２３を向けて保持されている。サーボモータ１５の駆動により、カム１７が回転すると、カムフォロア１８の上，下方向の移動に伴って、塗布針２４は上，下方向に往復移動する。

塗布ユニット２０には、塗布液容器２１が含まれる。塗布機構４では、塗布液容器２１が支持部２９によって架台２７に固定されている。塗布液容器２１には、パターンの描画を行なう際に用いる塗布液が保持されている。塗布液容器２１の底面部には、貫通孔２２が１つ形成されている。塗布液容器２１の底部に形成された貫通孔２２は、塗布針２４を貫通させて下方へ向けて先端２３を突出させることができる大きさで、かつ、塗布液容器２１に保持された塗布液が垂れ落ちない大きさに設定されている。

針移動機構１９は、塗布針２４をＺ軸方向に移動させる過程で、貫通孔２２を通過させることにより塗布針２４の先端２３に塗布液を付着させる。針移動機構１９は、先端２３の表面に塗布液を付着させた状態で塗布針２４を貫通孔２２からＹ軸テーブル２に搭載された基板に向けて突出させる。針移動機構１９は、塗布針２４を当該基板に接触させることにより塗布液を当該基板に塗布する。

制御部１１からの制御信号により、サーボモータ１５は、回転軸１５ｂを回転させてカム１７を回転させる。カム１７のカム面１７ａはＺ軸方向の高さ位置が変化するため、カム面１７ａと接するカムフォロア１８の高さ位置も変化する。カム面１７ａのうち、比較的上方の上側領域１７ｂにカムフォロア１８が近接する状態で塗布針２４は上昇し、比較的下方の下側領域１７ｃにカムフォロア１８が近接する状態で塗布針２４は下降する。これにより、サーボモータ１５を駆動させると、カム１７を介して塗布針２４の先端２３をＺ軸方向に往復移動させることができる。

図３は、図２の塗布機構４の動作にともなう塗布針２４の位置を説明するための模式的な断面図である。図３（Ａ）を参照しながら、カムフォロア１８がカム１７のカム面１７ａにおける上側領域１７ｂに接している状態では、塗布針２４は、移動可能な範囲の上端位置（サーボモータ１５に最も近い位置）に移動している。このとき、塗布針２４の先端２３は、塗布液容器２１内に保持されている塗布液１００内に浸されている。

サーボモータ１５の回転軸１５ｂの回転により、さらにカム１７が回転してカムフォロア１８がカム面１７ａにおける下側領域１７ｃに到達すると、塗布針２４は、図３（Ｂ）のように下端位置に移動する。これにより先端２３は、塗布液容器２１の底部に形成された貫通孔２２を貫通して塗布液容器２１の底面から下向きに突出される。

図４は、塗布機構４における塗布針２４の先端２３の移動の様子を塗布工程に沿って説明する図である。図４（Ａ）を参照して、塗布液１００内に浸漬された状態の塗布針２４の先端２３は、サーボモータ１５の駆動により、図４（Ｂ）に示すように塗布液容器２１の底面から下向きに突出された状態となる。先端２３の表面には、塗布液１００の一部が付着されており、Ｙ軸テーブル２に搭載された基板の表面にこの塗布液１００が塗布される。このとき、塗布針２４の先端２３に１回に付着できる塗布液１００の量は限られているため、針移動機構１９を用いて上下方向の往復動を繰り返すことにより、先端２３に塗布液１００を補給しつつ、それによって所望の微細な回路のパターンが当該基板に描画される。

図４（Ｃ）を参照して、塗布針２４を上昇させると、先端２３が塗布液容器２１内に戻る。このとき、粘性の影響により、貫通孔２２部分に一時的に空隙１１０が生じる。その後、時間とともに図４（Ｄ）に示すように先端２３に塗布液１００が補給され、図４（Ｅ）に示すように底面から下向きに突出される際に、先端２３の表面に付着している塗布液１００をＹ軸テーブル２に搭載された基板に塗布することができる。

図５は、図１の液状材料塗布装置２００の機能構成を示す機能ブロック図である。図５に示されるように、制御装置１０は、テーブル制御部１０１と、画像入力部１０２と、補正値保存部１０３と、画像処理部１０４と、塗布機構制御部１０５とを含む。テーブル制御部１０１は、Ｘ軸テーブル１、Ｙ軸テーブル２、およびＺ軸テーブル３を制御して観察光学系６および塗布機構４を移動させる。塗布機構制御部１０５は、塗布機構４を制御して塗布動作を行う。画像入力部１０２は、観察光学系６のカメラ７で撮影した画像を取り込む。画像処理部１０４は、画像入力部１０２が取り込んだ画像をモニタ９に出力するとともに、当該画像を処理して実際の塗布位置を検出し、目標位置との位置ずれを算出する。補正値保存部１０３には、観察光学系６の光軸と塗布針２４との間の相対距離を表す相対距離パラメータおよび位置ずれが保存される。

テーブル制御部１０１、画像入力部１０２、補正値保存部１０３、画像処理部１０４、および塗布機構制御部１０５の各機能は、１つのコンピュータに備えられている必要はなく、たとえば、ネットワークで接続された複数のコンピュータによって分担されてもよい。

図６は、観察光学系６の光軸が目標位置（Ｘ０，Ｙ０）に位置決めされた場合の図１のモニタ９に表示されている画像を示す図である。図６を参照して、モニタ９には、観察光学系６の光軸とＸＹ座標平面との交点Ｐ１０を示す十字形の光軸マークＭ１が表示される。点Ｐ１は、塗布針２４をＺ軸方向から平面視した場合のＸＹ座標平面上の位置を示す。第１相対距離パラメータΔＸは、観察光学系６の光軸と塗布針２４との間のＸ軸方向の相対距離を表す。第２相対距離パラメータΔＹは、観察光学系６の光軸と塗布針２４との間のＹ軸方向の相対距離を表す。図６に示される位置関係においては、ΔＸ＞０であり、ΔＹ＜０である。点Ｐ１の位置は、（Ｘ＋ΔＸ，Ｙ＋ΔＹ）である。

塗布液が塗布される目標位置が（Ｘ０，Ｙ０）である場合、点Ｐ１を（Ｘ０，Ｙ０）に位置決めする必要がある。図６の位置関係においてＸ軸テーブル１を−ΔＸだけ移動させるとともに、Ｙ軸テーブル２を−ΔＹだけ移動させて、観察光学系６を（Ｘ０−ΔＸ，Ｙ０−ΔＹ）に位置決めすることにより、計算上は、点Ｐ１を（Ｘ０，Ｙ０）に位置決めすることができるはずである。

図７は、観察光学系６の光軸が（Ｘ０−ΔＸ，Ｙ０−ΔＹ）に位置決めされた場合の図１のモニタ９に表示されている画像を示す図である。図７に示される位置関係で塗布液１００が塗布された場合、塗布液１００は、（Ｘ０，Ｙ０）に塗布されるはずである。そのため、図７の位置関係で塗布液１００が塗布された後、Ｘ軸テーブル１をΔＸだけ移動させるとともに、Ｙ軸テーブル２をΔＹだけ移動させて、観察光学系６を（Ｘ０，Ｙ０）に再び位置決めした場合、点Ｐ１０は塗布液１００のほぼ中心である点Ｐ１に重なるはずである。

図８は、図７の位置関係で塗布液１００を塗布した後、観察光学系６の光軸が再び（Ｘ０，Ｙ０）に位置決めされた場合の図１のモニタ９に表示されている画像を示す図である。図８に示されるように、点Ｐ１は、点Ｐ１０からＸ軸方向にｄＸだけずれているとともに、Ｙ軸方向にｄＹだけずれている。図８に示される位置関係においては、ｄＸ＞０であり、ｄＹ＜０である。図８における点Ｐ１とＰ１０とのずれは、観察光学系６の光軸と塗布針２４との間のＸ軸方向の実際の相対距離およびＹ軸方向の実際の相対距離がそれぞれΔＸ＋ｄＸ，ΔＹ＋ｄＹであることを意味している。

観察光学系６の光軸と塗布針２４との間の相対距離が変化する原因として、液状材料塗布装置２００の周囲の温度変化あるいは液状材料塗布装置２００内の温度変化に伴って、移動部４０、撮像部６０、あるいは塗布機構４等の金属部分が伸縮することを挙げることができる。観察光学系６の光軸と塗布針２４との間の相対距離の変化に応じて、相対距離パラメータ（ΔＸ，ΔＹ）は、補正される必要がある。

なお、塗布機構４においては、塗布針２４をＸＹ座標平面の法線方向（Ｚ軸方向）に移動させる過程で塗布針２４の先端２３に塗布液１００を付着させ、先端２３を基板に接触させることにより塗布液１００を基板に塗布する。基板に接触するまで先端２３がＺ軸方向に移動されるため、撮像部６０と塗布機構４とのＺ軸方向の相対距離ΔＺは補正される必要がない。

図９は、図５の制御装置１０によって行なわれる相対距離パラメータ（ΔＸ，ΔＹ）の補正処理の流れを説明するためのフローチャートである。図９に示される処理は、液状材料塗布装置２００を統合的に制御する不図示のメインルーチンによって呼び出される。後に説明する図１０，図１１に示される処理も同様である。以下では、ステップを単にＳと記載する。

図９および図８を参照しながら、制御装置１０は、Ｓ１０１において、補正値計測用基板５２上の目標位置（Ｘ０，Ｙ０）に塗布液を塗布し、処理をＳ１０２に進める。制御装置１０は、Ｓ１０２において、観察光学系６の光軸を目標位置（Ｘ０，Ｙ０）に移動させて、処理をＳ１０３に進める。制御装置１０は、Ｓ１０３において、２値化処理、あるいはパターンマッチング等の画像処理により光軸マークＭ１の中心点Ｐ１０および塗布液１００の中心点Ｐ１を検出して処理をＳ１０４に進める。制御装置１０は、Ｓ１０４において、点Ｐ１０とＰ１との相対距離（ｄＸ，ｄＹ）を位置ずれとして算出し、処理を１０５に進める。制御装置１０は、Ｓ１０５において、相対距離パラメータ（ΔＸ，ΔＹ）を（ΔＸ＋ｄＸ，ΔＹ＋ｄＹ）にそれぞれ補正した後、処理をメインルーチンに返す。

なお、２回目以降の補正処理においては、補正値計測用基板５２の未塗布領域に塗布を行う必要があるため、今回（ｎ回目）の目標位置は、前回（（ｎ−１）回目）の目標位置（Ｘ０，Ｙ０）をＸ軸方向およびＹ軸方向の少なくとも一方にピッチＰｃ１だけ移動させた位置とされる。すなわち、今回の目標位置は、（Ｘ０＋（ｎ−１）×Ｐｃ１，Ｙ０）、（Ｘ０，Ｙ０＋（ｎ−１）×Ｐｃ１）、あるいは（Ｘ０＋（ｎ−１）×Ｐｃ１，Ｙ０＋（ｎ−１）×Ｐｃ１）のいずれかとされる。

液状材料塗布装置２００の温度変化の態様は一様ではなく、液状材料塗布装置の動作状態および動作環境によって変化し得る。たとえば、液状材料塗布装置２００の温度は、液状材料塗布装置２００の起動からしばらくの間は急激に上昇する。その後、液状材料塗布装置２００の温度はほぼ一定の範囲内を変化し、液状材料塗布装置２００の動作状態は定常状態となる。液状材料塗布装置２００の温度変化が大きいほど液状材料を塗布する目標位置と実際の塗布位置との位置ずれは大きいため、液状材料塗布装置の起動から定常状態までの間に生じる位置ずれは、定常状態において生じる位置ずれよりも大きくなるのが通常である。

目標位置と塗布位置との位置ずれの補正処理が行なわれる場合、目標位置からの塗布位置の位置ずれが許容される品質の範囲内にない可能性があるため、製品基板５１への塗布作業は中断されることが多い。しかし、液状材料塗布装置２００の動作状態および動作環境によっては、目標位置からの塗布位置の位置ずれが許容される品質の範囲内にあり、補正処理の必要性が低い場合もあり得る。そのため、液状材料塗布装置２００の動作状態および動作環境によらず補正処理を繰り返し行なうと、不要な補正処理が行なわれることによって液状材料塗布装置２００の生産効率が低下し得る。

そこで、液状材料塗布装置２００においては、目標位置と塗布位置との位置ずれの大きさに応じて、補正処理の周期を変化させる。当該位置ずれの大きさがしきい値以下の場合の補正処理の周期を、当該位置ずれの大きさがしきい値より大きい場合の補正処理の周期よりも長くすることにより、不要な補正処理が行なわれる場合が減少する。液状材料塗布装置２００によれば、製品基板５１への塗布作業の中断される場合が減少するため、液状材料塗布装置２００の生産効率を向上させることができる。

図１０は、位置ずれの補正処理Ｓ１０および当該補正処理の後に行なわれる補正処理の周期の設定処理（Ｓ１１〜Ｓ１４）の流れを説明するためのフローチャートである。図１０に示されるＳ１０の具体的な内容は、図９に示される処理と同様であるため、説明を繰り返さない。

図１０に示されるように、制御装置１０は、Ｓ１０において位置ずれの補正処理を行なった後、処理をＳ１１に進める。制御装置１０は、Ｓ１１において位置ずれ（ｄＸ，ｄＹ）の大きさΔを算出し、処理をＳ１２に進める。大きさΔは、Ｘ軸方向の位置ずれｄＸの絶対値、およびＹ軸方向の位置ずれｄＹの絶対値のいずれか大きい方である。大きさΔは、他の値であってもよく、たとえば位置ずれ（ｄＸ，ｄＹ）を２次元ベクトルと考えた場合の、当該ベクトルの大きさとしてもよい。

制御装置１０は、Ｓ１２において、位置ずれの大きさΔがしきい値Δｄよりも大きいか否かを判定する。しきい値Δｄは、位置ずれの大きさΔがしきい値Δｄ以下である場合に、液状材料塗布装置２００の温度変化の態様が安定し、観察光学系６の光軸と塗布機構４の塗布針２４との位置ずれが一定の範囲内に収束したと判定可能な値である。しきい値Δｄは、実機実験あるいはシミュレーションによって適宜算出することができる。

位置ずれの大きさΔがしきい値Δｄより大きい場合（Ｓ１２においてＹＥＳ）、制御装置１０は、Ｓ１３において補正処理の周期をＷ１に設定し、処理をメインルーチンに返す。位置ずれの大きさΔがしきい値Δｄ以下である場合（Ｓ１２においてＮＯ）、制御装置１０は、Ｓ１４において補正処理の周期をＷ１よりも長いＷ２に設定し、処理をメインルーチンに返す。

なお、補正処理の周期がＷ２である場合に、位置ずれの大きさΔがしきい値Δｄより大きくなったとき、液状材料塗布装置２００の温度変化が安定しているにも関わらず、温度以外の原因により位置ずれの大きさΔが大きく変化している可能性がある。そのため、このような場合、塗布作業を中断して、ブザー等によりユーザに液状材料塗布装置２００の確認および位置ずれの補正作業を促してもよい。

また、位置ずれの補正処理は、必ずしも周期的に行なわれている必要はない。位置ずれの大きさΔがしきい値Δｄより大きい場合の補正処理の頻度が、位置ずれの大きさΔがしきい値Δｄ以下の場合の補正処理の頻度よりも大きくなるように補正処理が行なわれれば、位置ずれの補正処理は非周期的に行なわれてもよい。たとえば、ユーザによって決められた非周期的なスケジュールによって位置ずれの補正処理が行なわれてもよい。

液状材料塗布装置２００においては、Ｙ軸テーブル２の搭載面に製品基板５１および補正値計測用基板５２の共に配置されている場合について説明した。製品基板５１および補正値計測用基板５２は、ともに配置されている必要はない。たとえば、位置ずれの大きさΔがしきい値Δｄより大きい場合、Ｙ軸テーブル２の搭載面に補正値計測用基板５２を配置して補正処理を周期Ｗ１で行ない、位置ずれの大きさΔがしきい値Δｄ以下となった場合に補正値計測用基板５２を製品基板５１に交換するようにしてもよい。補正値計測用基板５２を製品基板５１に交換することは、ブザー等によりユーザに交換を促してもよいし、液状材料塗布装置２００によって自動的に行なわれてもよい。位置ずれの大きさΔがしきい値Δｄより大きい間は、製品基板５１への塗布が行なわれないように、ユーザによる操作を制限してもよい。

このような構成とすることにより、製品基板５１への塗布作業中は、補正値計測用基板５２をＹ軸テーブル２に配置する必要がないため、製品基板５１の面積を広くすることができる。また、位置ずれの大きさΔがほぼ収束した状態で製品基板５１への塗布作業が行なえるため、製品基板５１への塗布作業の精度を向上させることができる。

塗布機構は、塗布針を含む構成に限定されない。液状材料を塗布可能な構成であれば、どのような構成でもよい。塗布機構は、たとえば、ディスペンサ方式あるいはインクジェット方式であってもよい。また、塗布機構は、複数の塗布針を含んでいてもよい。

以上、実施の形態１に係る液状材料塗布装置によれば、生産効率を向上させることができる。

［実施の形態２］
実施の形態１においては、塗布位置の位置ずれの補正処理において、基板に実際に塗布された液状材料の画像を用いて塗布位置の位置ずれを算出し、相対距離パラメータを補正する場合について説明した。しかし、液状材料塗布装置の起動からの経過時間と位置ずれとの対応関係に再現性がある場合には、経過時間と補正された相対距離パラメータの対応関係を参照することにより、液状材料の塗布を行なわずに位置ずれの補正処理を行なうことができる。再現性がある場合としては、たとえば、今回の動作時における液状材料塗布装置の周囲の温度が初回の動作時の液状材料塗布装置の周囲の温度とほぼ同じである場合を挙げることができる。

そこで、実施の形態２においては、予め作成された、経過時間と相対距離パラメータとの対応関係を参照することにより、相対距離パラメータを補正する場合について説明する。

実施の形態２に係る液状材料塗布装置によれば、経過時間と相対距離パラメータとの対応関係を参照する場合には位置ずれの補正処理において基板へ液状材料を塗布する必要がない。そのため、当該補正処理に要する液状材料の量を削減することができる。

経過時間と位置ずれとの対応関係を予め作成する方法としては、基板への液状材料の塗布を伴う補正処理において経過時間および相対距離パラメータを関連付けて保存する方法を挙げることができる。

実施の形態２に係る液状材料塗布装置においては、第１動作モードにおいて、基板への液状材料の塗布を伴う補正処理を行ないながら液状材料塗布装置の起動からの経過時間と相対距離パラメータとを関連付けて保存する。第２動作モードにおいては、第１動作モードにおいて作成された経過時間と相対距離パラメータとの対応関係を参照しながら、位置ずれの補正処理を行なう。第１動作モードが選択される場合としては、たとえば、初回の動作時、あるいは当該対応関係が作成された時の液状材料塗布装置の動作環境（たとえば液状材料塗布装置の周囲の温度）が今回の液状材料塗布装置の動作環境と異なる場合である。

図１１は、実施の形態２に係る液状材料塗布装置の第１動作モードにおいて制御装置によって行なわれる補正処理および補正処理の周期の設定処理の流れを説明するためのフローチャートである。図１１に示される処理においては、図１０に示される処理にＳ２１が追加されているとともに、第１動作モードにおいて行なわれた補正処理の回数ｎが示されている。これら以外は同様であるため、説明を繰り返さない。

図１１に示されるように、制御装置は、Ｓ１０において、位置ずれの補正処理を行なって処理Ｓ２１に進める。制御装置は、Ｓ２１において補正後の相対距離パラメータ（ΔＸ_ｎ，ΔＹ_ｎ）および位置ずれ（ｄＸ_ｎ，ｄＹ_ｎ）を、液状材料塗布装置の起動からの経過時間Ｅ_ｎと関連付けて補正値保存部１０３に保存する。制御装置は、Ｓ１１〜Ｓ１４において補正処理の周期をＷ１またはＷ２に設定し、処理をメインルーチンに返す。

相対距離パラメータ（ΔＸ_ｎ，ΔＹ_ｎ）は、以下のそれぞれ式（１），（２）のように表される。なお、相対距離パラメータ（ΔＸ_ｎ，ΔＹ_ｎ）の初期値をそれぞれ（ΔＸ_０，ΔＹ_０）とする。初期値（ΔＸ_０，ΔＹ_０）としては、たとえば液状材料塗布装置の設計寸法から導かれる値、あるいは液状材料塗布装置の停止時の実測値を用いることができる。

ΔＸ_ｎ＝ΔＸ_ｎ−１＋ｄＸ_ｎ …（１）
ΔＹ_ｎ＝ΔＹ_ｎ−１＋ｄＹ_ｎ …（２）
Ｎ１回目の補正処理以降の周期がＷ２に変更されたとする。回数ｎがＮ１以下である場合の経過時間Ｅ_ｎは、以下の式（３）となる。回数ｎがＮ１より大きい場合の経過時間Ｅ_ｎは、以下の式（４）となる。

Ｅ_ｎ＝Ｗ１・ｎ …（３）
Ｅ_ｎ＝Ｗ１・Ｎ１＋Ｗ２・（ｎ−Ｎ１） …（４）
第１動作モードより後の動作おいて液状材料塗布装置の周囲の温度が、第１動作モードにおける液状材料塗布装置の周囲の温度とほぼ同じである場合には、液状材料塗布装置を起動してから経過時間Ｅ_ｎにおける位置ずれは、第１動作モードにおいて保存された（ｄＸ_ｎ，ｄＹ_ｎ）とほぼ同じになると想定される。そのため、第１動作モードより後の動作におけるｎ回目の補正処理によって、観察光学系６の光軸と塗布針との相対距離を表すパラメータは（ΔＸ_ｎ，ΔＹ_ｎ）に補正されると想定される。

そこで、第１動作モードの動作時に生じた塗布位置の位置ずれが再現されると想定される場合には、第１動作モードにおいて作成された対応関係を参照する第２動作モードが選択される。第２動作モードにおいては、塗布位置の位置ずれの補正処理において塗布液の塗布を行なわず、第１動作モードにおいて作成された経過時間Ｅ_ｎとパラメータ（ΔＸ_ｎ，ΔＹ_ｎ）との対応関係を参照する。第２動作モードにおけるｎ回目の補正処理において、相対距離パラメータを第１動作モードにおけるｎ回目の補正処理において保存された相対距離パラメータ（ΔＸ_ｎ，ΔＹ_ｎ）に補正する。第２動作モードにおける補正処理においては塗布液を塗布する必要がないため、補正処理における塗布液の消費量を削減することができる。

液状材料塗布装置の起動からの経過時間と相対距離パラメータとの対応関係を予め作成する方法は、基板への液状材料の塗布を伴う補正処理を実際に行ないながら当該対応関係を作成する方法に限定されない。たとえば、シミュレーションによって当該対応関係が作成されてもよいし、ユーザが当該対応関係を作成してもよい。

なお、液状材料塗布装置の動作中に、経過時間と塗布位置の相対距離パラメータとの対応関係の再現性が失われることもあり得る。そのため、予め作成された当該対応関係を参照する場合でも、当該対応関係の再現性が維持されているか否かを確認することが望ましい。

再現性が維持されているか否かを確認する方法としては、たとえば、第２動作モードにおいても、周期Ｗ３（＞Ｗ２）で補正値計測用基板５２への塗布によって塗布位置の実際の位置ずれを算出する方法を挙げることができる。実際の位置ずれの大きさと参照している位置ずれの大きさとを比較して、両者の差の絶対値がしきい値を超えている場合には、補正値計測用基板５２に実際に塗布された液状材料の画像を用いて塗布位置の位置ずれを補正することが望ましい。

また、第１動作モードの液状材料塗布装置の温度と第２動作モードの液状材料塗布装置の温度とを比較することにより、経過時間と塗布位置の相対距離パラメータとの対応関係の再現性が維持されているか否かを確認してもよい。このような場合、図１１に示されるＳ２１において、第１動作モードのｎ回目の補正処理における液状材料塗布装置の温度Ｔ１_ｎも経過時間Ｅ_ｎに関連付けて保存される。液状材料塗布装置の温度は、たとえば、Ｘ軸テーブル１、Ｙ軸テーブル２、Ｚ軸テーブル３、および塗布機構４に取り付けられた熱電対等の温度センサによって測定される。

第２動作モードにおいて、第２動作モードにおけるｎ回目の補正処理において測定された温度Ｔ２_ｎと、温度Ｔ１_ｎとを比較し、両者の差の絶対値がしきい値を超えている場合には、補正値計測用基板５２に実際に塗布された液状材料の画像を用いて塗布位置の位置ずれを補正することが望ましい。

以上、実施の形態２に係る液状材料塗布装置によれば、生産効率を向上させることができる。また、位置ずれの補正処理における液体材料の消費量を削減することができる。

今回開示された各実施の形態は、矛盾しない範囲で適宜組み合わされて実施されることも予定されている。今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ Ｘ軸テーブル、２ Ｙ軸テーブル、３ Ｚ軸テーブル、４ 塗布機構、６ 観察光学系、７ カメラ、８ 操作パネル、９ モニタ、１０ 制御装置、１１ 制御部、１２ 基台、１４ 塗布針ホルダ、１５ サーボモータ、１６ バネ、１７ カム、１８ カムフォロア、１９ 針移動機構、２０ 塗布ユニット、２１ 塗布液容器、２３ 先端、２４ 塗布針、２５ カム連結板、２６ 可動部、２７ 架台、２８ リニアガイド、２９ 支持部、４０ 移動部、５１ 製品基板、５２ 補正値計測用基板、６０ 撮像部、１００ 塗布液、１０１ テーブル制御部、１０２ 画像入力部、１０３ 補正値保存部、１０４ 画像処理部、１０５ 塗布機構制御部、２００ 液状材料塗布装置。

Claims (6)

1. 互いに直交する第１方向および第２方向を有する座標平面を用いて、基板上に塗布される液状材料の目標位置を決定する液状材料塗布装置であって、
   前記座標平面の法線方向から前記基板を平面視した画像を取得する撮像部と、
   前記撮像部に一体的に設置され、前記法線方向から前記基板に前記液状材料を塗布する塗布機構と、
   前記基板に対して前記撮像部を相対的に移動させる移動部と、
   前記撮像部と前記塗布機構との間の前記第１方向の第１相対距離および前記第２方向の第２相対距離をそれぞれ表す第１パラメータおよび第２パラメータを用いて、前記目標位置に前記液状材料が塗布されるように前記移動部を制御する制御装置とを備え、
   前記第１相対距離および前記第２相対距離の少なくとも一方は、前記液状材料塗布装置の温度に応じて変化し、
   前記制御装置は、前記画像から算出された前記目標位置と前記液状材料の塗布位置との位置ずれを用いて前記第１パラメータおよび前記第２パラメータを補正する補正処理を行ない、
   前記制御装置は、前記位置ずれの大きさが第１しきい値より大きい場合、第１時間間隔以下の時間間隔で前記補正処理を行ない、前記位置ずれの大きさが前記第１しきい値より小さい場合、第２時間間隔以上の時間間隔で前記補正処理を行ない、
   前記第２時間間隔は、前記第１時間間隔より長い、液状材料塗布装置。
2. 前記制御装置は、前記位置ずれが前記第１しきい値より大きい場合、第１周期で前記補正処理を行ない、前記位置ずれが前記第１しきい値より小さい場合、前記第１周期より長い第２周期で前記補正処理を行なう、請求項１に記載の液状材料塗布装置。
3. 前記塗布機構は、塗布針を含み、前記塗布針を前記法線方向に移動させる過程で前記塗布針の先端部に前記液状材料を付着させ、前記先端部を前記基板に接触させることにより前記液状材料を前記基板に塗布する、請求項１または２に記載の液状材料塗布装置。
4. 前記制御装置は、予め作成された、前記液状材料塗布装置の起動からの経過時間と前記経過時間における前記補正処理後の前記第１および第２パラメータとの対応関係を参照し、
   前記対応関係において前記液状材料塗布装置の起動からの今回の経過時間に対応する前記第１および第２パラメータを、今回の前記第１および第２パラメータとする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の液状材料塗布装置。
5. 前記液状材料塗布装置は、第１動作モードと第２動作モードとを含み、
   前記第１動作モードにおいて、前記補正処理において前記対応関係が作成され、
   前記第２動作モードにおいて、前記対応関係が前記制御装置によって参照される、請求項４に記載の液状材料塗布装置。
6. 前記対応関係は、前記経過時間における前記液状材料塗布装置の温度を含み、
   前記制御装置は、前記対応関係において前記今回の経過時間に対応する温度と、今回の温度との差の絶対値が第２しきい値より大きい場合、前記補正処理を行なう、請求項４または５に記載の液状材料塗布装置。

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