JP5266530B2

JP5266530B2 - 描画方法及び描画装置

Info

Publication number: JP5266530B2
Application number: JP2009155752A
Authority: JP
Inventors: 繁一坂井; 良史高藤
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2009-06-30
Filing date: 2009-06-30
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2029-06-30
Also published as: JP2011011123A

Description

本発明は描画方法及び描画装置に関し、詳しくは、基材上に角度方向の異なる複数の直線パターン群を描画する際の各直線パターン群の位置精度を確実且つ容易に把握することのできる描画方法及び描画装置に関する。

多数のノズルから微小な液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを用いて基材上に液滴を着弾させることにより描画を行う描画装置は、写真等の一般的な画像のみならず、今では薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等の半導体回路基板における配線パターンの描画といった産業用途にも広く利用されている。このような描画装置では、基材を液滴吐出ヘッドのノズルに対面配置させ、両者を相対的に走査移動させながら液滴を吐出することにより走査方向に沿う方向の所定パターンの描画を行う。

ところで、ＴＦＴ等の半導体回路基板の製造においては、このような描画装置において導電性インクを用いて角度方向の異なる複数の直線パターン群を描画し、この複数の直線パターン群によって所定の配線を形成することが行われる。角度方向の異なる配線同士は、回路設計に基づいて、互いに電気的に接続するように、又は、短絡しないように、高い位置精度で形成されることが求められるため、基材と液滴吐出ヘッドとの相対的な位置関係を厳密に規定する必要がある。

従来、基材と液滴吐出ヘッドとの相対的な位置関係の把握には、基材上の所定位置に、位置決め確認用の十字形状等からなるアライメントマークを形成しておき、このアライメントマークをカメラ等によって画像確認することで、基材の姿勢を把握し、液滴吐出ヘッドに対する位置関係を調整することが行われている（特許文献１）。

特開２００６−２４００１５号公報

半導体回路基板の製造の場合のように、高い位置精度で描画を行う必要があるものでは、描画パターンのわずかな位置ずれも致命的な欠陥となってしまう問題がある。すなわち、描画動作中に何らかの要因によって、基材上に描画された直線パターン群間に位置ずれが発生していると、配線に断線や短絡を発生させ、不良品となってしまう。このため、角度方向の異なる複数の直線パターン群がそれぞれ基材上の正確な位置に描画された良品であるかどうかの検査のために、描画が終了した製品について、角度方向の異なる各直線パターン群間の位置ずれの程度を確認する必要がある。

しかし、半導体回路基板の配線は、直線パターンが極めて複雑な形状に組み合されて形成されているため、断線や短絡の有無を配線の各部位で逐一確認することは不可能である。

従来、複数のパターンを重ねて描画する場合には、重ね位置目標、重ね合わせ状態把握のために、トリムマークや、いわゆるコーナートンボ、センタートンボといった種類のトンボマーク等の位置決めマークが用いられている。従って、このような位置決めマークを、各直線パターン群の描画位置を指標するように位置関係を規定して、角度方向の異なる複数の直線パターン群の各々を描画する際に基材上に同時に形成し、単一パターンの位置決めマークを同一箇所に順次重ね描きしていけば、その同一箇所に重ね描きされた各位置決めマークの位置ずれ具合を観察するだけで、複数の直線パターン群全体の位置ずれ具合を確認することができる。

しかしながら、同一パターンの位置決めマークを基材上の同一箇所に順次重ね描きする場合、個々の位置決めマークを分離することが困難となり、各直線パターン群間の位置ずれ量を判断するために各位置決めマークの重心位置を把握しようとしても、正確な位置ずれ量を把握することができず、目視でおおよそのトータル位置ずれを確認する程度にしか用いることができない問題がある。

特に、半導体回路基板の配線パターンのように、角度方向の異なる直線パターンを高精度に組み合わせて描画する必要があるものにおいては、より高い描画精度が求められており、従来のように同一パターンの位置決めマークの重ね合わせによっておおよそのトータル位置ずれを確認する程度では、各直線パターン群間の位置ずれ量を確実に把握することは極めて困難であり、半導体回路基板を製造する場合のように、より高い描画精度が要求される場合の位置ずれ検査用としては適用できない問題がある。

そこで、本発明は、基材上に角度方向の異なる複数の直線パターン群を描画する際の各直線パターン群間の位置ずれ量を、高精度で確実且つ容易に把握することのできる描画方法を提供することを課題とする。

また、本発明は、基材上に角度方向の異なる複数の直線パターン群を描画する際の各直線パターン群間の位置ずれ量を、高精度で確実且つ容易に把握することのできる描画装置を提供することを課題とする。

本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。

上記課題は、以下の各発明によって解決される。

請求項１記載の発明は、多数のノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと基材とを相対的に走査移動させながら、前記液滴吐出ヘッドの前記ノズルから前記基材上に液滴を吐出して走査方向に沿う一群の直線パターンの描画動作を、前記基材表面に対する前記液滴吐出ヘッドの相対的な走査方向を異ならせて繰り返すことにより、前記基材上に角度方向の異なる複数の直線パターン群を該角度方向毎の工程に分けて描画すると共に、前記角度方向の異なる複数の直線パターン群をそれぞれ描画する工程毎に、前記基材上の所定の場所に、各直線パターン群の各々の描画位置を指標する位置ずれ検査用パターンを描画する描画方法であって、
前記位置ずれ検査用パターンは、途中に区切れ部を有する一方向に沿って延びるラインパターンからなる第１の検査用パターンと、少なくとも一つのドットを有する一方向に沿って延びる第２の検査用パターンとを有し、
前記角度方向の異なる複数の直線パターン群のうちの最初の一群の直線パターンを描画する第１の工程では、前記第１の検査用パターンと前記第２の検査用パターンのうちの一方のみを、前記最初の一群の直線パターンと同一の角度方向に沿って描画し、
前記第１の工程の後、前記最初の一群の直線パターンとは角度方向の異なる他の一群の直線パターンを描画する第２の工程では、前記第１の検査用パターンと前記第２の検査用パターンのうちの前記第１の工程で描画されなかった他方のみを、前記他の一群の直線パターンと同一の角度方向に沿い、且つ、前記第２の検査用パターンの前記ドットが前記第１の検査用パターンの前記区切れ部内に配置されるように組み合わせて描画することを特徴とする描画方法である。

請求項２記載の発明は、前記第２の検査用パターンは、所定の長さに亘って一定間隔をおいて点在する複数のドットのみで構成されていることを特徴とする請求項１記載の描画方法である。

請求項３記載の発明は、前記第２の検査用パターンは、前記第１の検査用パターンの前記区切れ部内に配置されるドット以外はライン状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の描画方法である。

請求項４記載の発明は、多数のノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと基材とを相対的に走査移動させながら、前記液滴吐出ヘッドの前記ノズルから前記基材上に液滴を吐出して走査方向に沿う一群の直線パターンの描画動作を、前記基材表面に対する前記液滴吐出ヘッドの相対的な走査方向を異ならせて繰り返すことにより、前記基材上に角度方向の異なる複数の直線パターン群を該角度方向毎の工程に分けて描画する描画装置において、
前記角度方向の異なる複数の直線パターン群をそれぞれ描画する工程毎に、前記基材上の所定の場所に、各直線パターン群の各々の描画位置を指標する位置ずれ検査用パターンを描画する位置ずれ検査用パターン描画手段と、
前記基材上に描画された前記角度方向の異なる複数の直線パターン群間の位置ずれ量を検出するための位置ずれ量検出手段と、
前記位置ずれ量検出手段により検出された位置ずれ量を予め設定された基準量と比較することにより、前記角度方向の異なる複数の直線パターン群の描画の良否を判断する判断手段とを有してなり、
前記位置ずれ検査用パターンは、途中に区切れ部を有する一方向に沿って延びるラインパターンからなる第１の検査用パターンと、少なくとも一つのドットを有する一方向に沿って延びる第２の検査用パターンとを有し、
前記位置ずれ検査用パターン描画手段は、前記角度方向の異なる複数の直線パターン群のうちの最初の一群の直線パターンを描画する第１の工程で、前記第１の検査用パターンと前記第２の検査用パターンのうちの一方のみを、前記最初の一群の直線パターンと同一の角度方向に沿って形成し、前記第１の工程の後、前記最初の一群の直線パターンとは角度方向の異なる他の一群の直線パターンを描画する第２の工程では、前記第１の検査用パターンと前記第２の検査用パターンのうちの前記第１の工程で描画されなかった他方のみを、前記他の一群の直線パターンと同一の角度方向に沿って描画し、且つ、前記第２の検査用パターンの前記ドットが前記第１の検査用パターンの前記区切れ部内に配置されるように組み合わせて描画するものであり、
前記位置ずれ量検出手段は、前記基材上に描画された前記第１の検査用パターンと前記第２の検査用パターンとの間の位置ずれ量を検出することによって、前記角度方向の異なる複数の直線パターン群間の位置ずれ量を検出することを特徴とする描画装置である。

請求項５記載の発明は、前記第２の検査用パターンは、所定の長さに亘って一定間隔をおいて点在する複数のドットのみで構成されていることを特徴とする請求項４記載の描画装置である。

請求項６記載の発明は、前記第２の検査用パターンは、前記第１の検査用パターンの前記区切れ部内に配置されるドット以外はライン状に形成されていることを特徴とする請求項４記載の描画装置である。

本発明によれば、基材上に角度方向の異なる複数の直線パターン群を描画する際の各直線パターン群間の位置ずれ量を、位置ずれ検査用パターンを用いて、高精度で確実且つ容易に把握することのできる描画方法を提供することできる。

また、本発明によれば、基材上に角度方向の異なる複数の直線パターン群を描画する際の各直線パターン群間の位置ずれ量を、位置ずれ検査用パターンを用いて、高精度で確実且つ容易に把握することのできる描画装置を提供することができる。

本発明に係る位置ずれ検査用パターンの一例を示す平面図位置ずれを生じた状態を示す図１に示す位置ずれ検査用パターンの平面図本発明に係る位置ずれ検査用パターンの他の一例を示す平面図本発明に係る位置ずれ検査用パターンの更に他の一例を示す平面図本発明に係る位置ずれ検査用パターンの更に他の一例を示す平面図本発明に係る位置ずれ検査用パターンの更に他の一例を示す平面図描画装置の一例を示す概略斜視図ヘッドモジュールの底面図描画装置の内部の概略構成を示すブロック図本発明に係る描画方法によって基材上に描画される直線パターンの一例を示す平面図本発明に係る描画方法のフローチャート描画の工程を説明する基材の平面図本発明に係る描画装置における製品の良否の自動判断処理のフローチャート

以下、本発明の実施の形態について説明する。

本発明に係る描画方法は、多数のノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを用いて、該液滴吐出ヘッドのノズルに所定距離をおいて平行に対面するように配置された基材上に角度方向の異なる複数の直線パターン群を描画するものであり、液滴吐出ヘッドと基材とを相対的に走査移動させながら液滴吐出ヘッドのノズルから基材上に液滴を吐出して走査方向に沿う一群の直線パターンを描画する動作を、基材表面に対する液滴吐出ヘッドの走査方向を異ならせて繰り返すことにより描画を行う。

基材表面に対する液滴吐出ヘッドの走査方向を異ならせる動作としては、直線移動機構の駆動による基材と液滴吐出ヘッドとの相対的な移動方向を例えばＹ方向の単一方向とし、基材表面と液滴吐出ヘッドのノズル面とを平行に維持したまま、水平方向の相対的な回転角度を変更することによって行うようにしてもよいし、回転移動を伴わずに直線移動機構の移動方向を変えて基材と液滴吐出ヘッドとの相対的な走査方向自体を例えばＸ方向に変更することによって行うようにしてもよい。後者の場合は、異なる走査方向毎に専用の液滴吐出ヘッドを用意し、角度方向の異なる直線パターン群毎にそれぞれ異なる専用の液滴吐出ヘッドを用いて描画するようにしてもよい。

位置ずれ検査用パターンは、この角度方向の異なる複数の直線パターン群をそれぞれ描画する工程毎に、液滴吐出ヘッドによって基材上の予め決められた所定の場所に描画する。

ここで、位置ずれ検査用パターンを「工程毎に描画する」とは、一つの角度方向の一群の直線パターンを描画するための基材と液滴吐出ヘッドとの相対的な走査移動動作毎に位置ずれ検査用パターンを描画することである。従って、一つの基材上の所定の場所における位置ずれ検査用パターンの描画回数は、複数の各直線パターン群が示す角度方向の向きの数に対応する。

この位置ずれ検査用パターンには、途中に区切れ部を有する所定長さのラインパターンからなる第１の検査用パターンと、少なくとも一つのドットを有する第２の検査用パターンとの２種類があり、これら２種類の検査用パターンを、第２の検査用パターンの少なくとも一つのドットが、第１の検査用パターンの区切れ部内に配置されるように、基材上の所定の場所に組み合わせて描画する。第１の検査用パターンと第２の検査用パターンの描画順序は問わない。

基材上に一群の直線パターンを描画する一つの工程では、第１の検査用パターンと第２の検査用パターンのうちのいずれかを、当該工程時に同時に描画するが、基材上に描画される角度方向の異なる複数の直線パターン群のうちの最初の一群の直線パターンを描画する第１の工程では、第１の検査用パターンと第２の検査用パターンのうちのいずれか一方のみを描画し、この第１の工程の後、基材表面に対する液滴吐出ヘッドの相対的な走査方向を異ならせることにより、最初の一群の直線パターンとは角度方向の異なる他の一群の直線パターンを描画する第２の工程以降では、第１の検査用パターンと第２の検査用パターンのうちの第１の工程で描画されなかった他方のみを描画する。つまり、第１の工程で例えば第１の検査用パターンを描画した場合は、第２の工程以降では第２の検査用パターンを描画する。

第１の検査用パターンは、それと同一工程で描画される直線パターン群の描画位置を指標するように、該直線パターン群に対する位置関係が予め規定され、また、第２の検査用パターンは、それと同一工程で描画される直線パターン群の描画位置を指標するように、該直線パターン群に対する位置関係が予め規定される。

第１の検査用パターンとなる所定長さのラインパターンは、その長さ方向が、それと同一工程で描画される直線パターン群の角度方向と同一の角度方向に沿うように描画される。その全体の長さは、拡大時の視認性の観点より、１００μｍ以上とすることが好ましい。

第１の検査用パターンの区切れ部は、ラインが途中で完全に切断されて部分的に不連続となる部位であり、所定の長さに亘って液滴を吐出しないことによって形成される。その長さは、第１及び第２の検査用パターンを分離して確認することを容易にし、それらの位置ずれ量を容易に判断できるようにする観点から、１００μｍ以上とすることが好ましい。区切れ部の数は１つに限らず、所定長さのラインの間に２つ以上形成するようにしてもよい。

第１の検査用パターンの区切れ部が２つ以上ある場合、位置ずれ検査用パターンは、第１の検査用パターンの区切れ部の数に対応して、第２の検査用パターンのドットが、各区切れ部内にそれぞれ少なくとも一つずつ配置されるように描画される。

第２の検査用パターンが有するドットの径は、各検査用パターンを分離して確認することを容易にし、それらの位置ずれ量を容易に判断できるようにする観点から、第１の検査用パターンのライン幅と同等とすることが好ましい。

次に、本発明において好ましく使用できる位置ずれ検査用パターンの各種態様を図１〜図６に例示する。ここでは、直角に交差する２種類の直線パターン群を描画する場合に描画される位置ずれ検査用パターン１を示しており、説明の便宜のため、第１の検査用パターンと第２の検査用パターンとを色分けしている。図中、符号１０で示す黒塗りされたパターンは第１の検査用パターンであり、符号２０で示す白抜きされたパターンは第２の検査用パターンである。図２以外は、いずれの態様も位置ずれが生じていない理想状態を示している。

図１は、第１の検査用パターン１０は、区切れ部１１を間に有するラインパターンであり、第２の検査用パターン２０は複数のドット２１のみからなり、それら複数のドット２１が所定の長さに亘って一定間隔をおいて点在しているパターンである。位置ずれ量の把握を容易にする観点から、第２の検査用パターン２０において、隣接するドット２１のピッチは、ドット直径の２〜４倍離れていることが好ましい。

この態様では、第１の検査用パターン１０と第２の検査用パターン２０とが、第２の検査用パターンが第１の検査用パターン１０の区切れ部１１内を、該第１の検査用パターン１０の長さ方向に対して直角に交差するように描画され、そのうちの中央部に位置する一つのドット２１が区切れ部１１内に配置されるように組み合される。

なお、「ドット２１が区切れ部１１内に配置される」とは、位置ずれが生じていない理想状態で、ドット２１の中心が、区切れ部１１を挟んで対向している第１の検査用パターン１０を構成する各ライン１２、１２の区切れ部１１側の端部１２ａ、１２ｂの間の中央に位置し、且つ、第１の検査用パターン１０の長さ方向に沿う中心線１０ｃ上に位置することを目標として、第１の検査用パターン１０と第２の検査用パターン２０とが組み合されることである。

これにより第１の検査用パターン１０と第２の検査用パターン２０とを同時に観察した際、それらは互いに重なり合うことがないため、第１の検査用パターン１０と第２の検査用パターン２０とを容易に分離でき、各々の重心位置を容易に確認することができる。このため、例えば図２に示すように、第２の検査用パターン２０が、第１の検査用パターン１０に対して相対的に図示上で右斜め上方向に位置ずれしている場合、その位置ずれ具合を容易且つ確実に確認することができる。

しかも、位置ずれ量の把握は、第１の検査用パターン１０の各ライン１２、１２に対するドット２１の位置関係を観察すればよく、ドット２１であるためにその周囲いずれの方向に位置ずれが生じていても、各ライン１２、１２に対する位置ずれ量を明確に判別することができる。従って、これら第１及び第２の検査用パターン１０、２０によって描画位置が指標される各直線パターン群間の位置ずれ量を容易且つ確実に把握することができる。

第２の検査用パターン２０は、複数のドット２１のみによって構成されるものに限らず、少なくとも一つのドット２１が第１の検査用パターン１０の区切れ部１１内に配置されるものであれば、他はドット以外の形状であってもよい。

図３は、第１の検査用パターン１０の区切れ部１１内に配置される一つのドット２１以外は、隣接するドット同士が接することによってライン状に形成された態様を示している。

第２の検査用パターン２０を構成する各ライン２２、２２は、第１の検査用パターン１０の各ライン１２、１２及び区切れ部１１と角度方向が異なる以外は長さ、太さ（幅）共に同一の形態であり、その中央部位に区切れ部２３を有し、この区切れ部２３の中央に一つのドット２１が配置されるパターンとなっている。

この態様によれば、第１の検査用パターン１０の各ライン１２、１２に対する第２の検査用パターン２０のドット２１及び各ライン２２、２２の全体の位置関係から両パターンの位置ずれ量を把握し易くなるので、特に目視確認によって位置ずれを確認する場合、図１に示す態様に比べて位置ずれ量の確認がより容易となる。

図４、図５及び図６は、第１の検査用パターン１０の区切れ部１１を複数形成した態様を示している。この場合、各区切れ部１１内にそれぞれ第２の検査用パターン２０のドット２１が少なくとも一つ配置される。

図４は、複数の区切れ部１１のそれぞれに、図１に示すドット２１のみからなる第２の検査用パターン２０を組み合わせた態様であり、図５は、複数の区切れ部１１のそれぞれに、図３に示すドット２１とライン２２、２２とを有する第２の検査用パターン２０を組み合わせた態様である。また、図６は、複数の区切れ部１１のそれぞれに、図３に示す第２の検査用パターン２０における２本のライン２２、２２のうちの一方を取り除いたパターンを組み合わせた態様である。図６に示す各区切れ部１１に対応するライン２２は、第１の検査用パターン１０に対して同一側（図示例では下側）に位置しているが、上側でもよく、また、各区切れ部１１に対して上下に分かれて配置されていてもよい。

これらの態様によれば、更に位置ずれ量を複数個所の区切れ部１１において確認できるので、特に目視確認によって位置ずれを確認する場合、図１、図３に示す態様に比べて位置ずれ量の確認がより容易となる。

次に、具体的な描画装置を用いて基材上に角度方向の異なる複数の直線パターン群を描画する方法について説明する。

まず、最初に描画装置について図面を用いて説明する。

図７は描画装置の一例を示す概略斜視図であり、描画装置１００は、装置基台１０１上に、インクジェット描画を行うためのヘッドモジュール１０２、上面に基材Ｗを載置して支持するためのステージ１０３、ステージ１０３をθ方向に回転移動させるためのθ回転機構１０４、ステージ１０３及びθ回転機構１０４を共にＹ方向に沿って直線移動させるＹ移動機構１０５、ステージ１０３及びθ回転機構１０４を共にＸ方向に沿って直線移動させるＸ移動機構１０６、ステージ１０３上を視認可能な画像認識手段であるカメラ１０７をそれぞれ備えている。

なお、Ｘ方向とＹ方向とは水平面上で互いに直交する方向である。

ヘッドモジュール１０２は、装置基台１０１上の端部近傍においてＸ方向に沿って平行に架設されたガントリ１０８に、スライダ１０９及びθ回転機構１１０を介して取り付けられており、スライダ１０９がガントリ１０８に沿ってスライド移動することによりＸ方向に沿って往復移動し、また、θ回転機構１１０によって、Ｘ、Ｙ方向と直交する法線方向であるＺ方向に沿う方向を軸としてθ方向に回転移動し、更に、Ｚ移動機構１１１によってθ回転機構１１０と共にＺ方向に昇降移動することができるようになっている。

図８はヘッドモジュール１０２をノズル面側から見た底面図であり、このヘッドモジュール１０２は、各々がインクジェット方式によるインク滴下処理を行うことができる複数の液滴吐出ヘッド（以下、単にヘッドという。）１０２１を有して構成されており、そのヘッド１０２１のノズル面が下向きとなり、その下方に配置されるステージ１０３上の基材Ｗの表面と平行に対向するように配置されている。

各ヘッド１０２１は、多数のノズル１０２２がＸ方向に沿って直線状に配列されたノズル列を有しており、ヘッド固定具１０２３に開口形成された取付け枠部１０２４にそれぞれ取り付けられ、隣接するヘッド１０２１、１０２１間のノズル１０２２のピッチが同一ピッチとなるように千鳥状に配列されることで一つの長尺状のラインヘッドからなるヘッドモジュール１０２を構成している。各取付け枠部１０２４にはヘッド１０２１との間にアクチュエータ１０２５が設けられており、駆動することによってヘッド固定具１０２３に対する各ヘッド１０２１のＸ方向に沿った位置を微調整し、各ヘッド１０２１間の相対的な位置を調整することができるようになっている。アクチュエータ１０２５は、例えば電圧を印加することによって機械的な伸縮運動を行う圧電素子や、モータ駆動等によって回転して伸縮動作するネジ機構等によって構成することができる。

ステージ１０３は、Ｘ方向に沿って延びるＸ移動機構１０６上に、θ回転機構１０４を介して設けられた平面視矩形状の定盤であり、その上面は基材Ｗを載置するための水平な載置面とされ、該載置面がヘッドモジュール１０２のノズル面に対して所定の高さ位置となるように配設されている。このステージ１０３は、θ回転機構１０４と共にＸ移動機構１０６に沿ってスライド移動することによってＸ方向に沿って直線移動し、このＸ移動機構１０６が、それぞれＹ方向に沿って延びるＹ移動機構１０５に沿ってスライド移動することによって、θ回転機構１０４と共にＹ方向に沿って直線移動し、更に、θ回転機構１０４によって、ヘッドモジュール１０２のノズル面に対して平行を維持したまま、Ｚ方向に沿う方向を軸としてθ方向に回転移動することができるようになっている。

なお、ステージ１０３のＸ方向、Ｙ方向及びθ方向の各位置並びにヘッドモジュール１０２のＸ方向、Ｚ方向及びθ方向の各位置は、Ｘ移動機構１０６、Ｙ移動機構１０５、θ移動機構１０４、スライダ１０９、θ回転機構１１０、Ｚ移動機構１１１にそれぞれ設けられた不図示のエンコーダによってｎｍオーダーで高精度に検出可能となるように構成されている。

図９はかかる描画装置１００の内部の概略構成を示すブロック図である。

２００は全体を制御する演算部（ＣＰＵ）であり、ステージコントローラ２０１、画像処理部２０２、微調整機構ドライバ２０３、吐出制御部２０４をそれぞれ制御する。

ステージコントローラ２０１は、演算部２００からの制御信号に基づいてステージドライバ２０５〜２０７の駆動を制御し、スライダ１０９をＸ方向に移動させるためのＸ軸モータ２０８、ヘッドモジュール１０２をθ方向に回転させるためのθ回転機構１１０を駆動させるθ軸モータ２０９、ヘッドモジュール１０２をＺ軸方向に沿って昇降移動させるためのＺ移動機構１１１を駆動させるＺ軸モータ２１０をそれぞれ駆動させる。

また、ステージコントローラ２０１は、演算部２００からの制御信号に基づいてステージドライバ２１１〜２１３の駆動を制御し、ステージ１０３をＸ方向に移動させるためのＸ移動機構１０６を駆動させるＸ軸モータ２１４、Ｙ方向に移動させるためのＹ移動機構１０５を駆動させるＹ軸モータ２１５、θ方向に回転移動させるためのθ回転機構１０４を駆動させるθ軸モータ２１６をそれぞれ駆動させる。

画像処理部２０２は、演算部２００からの制御信号に基づいてカメラコントローラ２１７の駆動を制御し、カメラ１０７の撮像動作及び撮像された画像に対する各種処理を行う。

微調整機構ドライバ２０３は、演算部２００からの制御信号に基づいてアクチュエータ１０２５の駆動を制御し、各ヘッド１０２１のＸ方向の取り付け位置の微調整を行う。

吐出制御部２０４は、演算部２００からの制御信号に基づいて各ヘッド１０２１の駆動を制御し、位置ずれ検査用パターン１を含む所定の描画データに基づくインク滴下処理を行う。

かかる描画装置１は、ヘッドモジュール１０２とステージ１０３とを相対的に移動させ、そのときの各位置情報に応じて、所定の吐出パターンデータに基づいてヘッドモジュール１０２の各ヘッド１０２１からの液滴の吐出を制御し、ステージ１０３上の基材Ｗ表面に着弾させることで、直線パターンの組み合わせからなる所望の描画を行うように構成される。

次に、かかる描画装置１００を用いて、基材Ｗ上に角度方向の異なる複数の直線パターン群を描画する方法について説明する。以下に説明する描画装置１の動作は、演算部２００内の所定の記録領域又は不図示の記憶装置に予め記憶された所定のプログラムに従って演算部２００の制御によって実行される。

図１０は本発明に係る描画方法によって基材Ｗ上に描画される直線パターンの一例を示す平面図、図１１はその描画方法のフローチャート、図１２は描画の工程を説明する基材Ｗの平面図である。

ここでは、直線パターンとして、導電性インクを用いてＴＦＴ基板上に縦横方向に直交状に形成される配線パターンを例示している。ＴＦＴ基板は、同一の配線パターンを有するセルが縦横方向にマトリクス状に多数配列されている。１つのセルの大きさは、およそ２００〜３００μｍ四方である。

また、ここでも、説明の便宜のため、図１０、図１２において、最初に描画される直線パターン群（黒塗りパターン群）と角度方向を異ならせて２番目に描画される直線パターン群（白塗りパターン群）とを色分けして示している。また、位置ずれ検査用パターン１は図３に示す態様を用いた例であり、第１及び第２の検査用パターン１０、２０も同様の順序で色分け表示している。

まず、ステージ１０３上に基材Ｗを載置し（Ｓ１）、基材ＷがＸＹ方向に適正位置となるようにステージ１０３のθ方向の位置を微調整して位置合わせを行う（Ｓ２）。

このステージ１０３の微調整方法は、適宜公知の方法を採用することができる。例えば図１０に示すように、基材Ｗの表面に予め位置確認用マークｍ１、ｍ２を形成しておく。ここでは、位置確認用マークｍ１を基材Ｗの四隅にそれぞれ形成したＬ字状のマークとし、位置確認用マークｍ２を基材Ｗの四辺にそれぞれ形成した直線状のマークとした。そして、ステージ１０３がある位置で静止しているときの位置確認用マークｍ１、ｍ２をヘッドモジュール１０２に一体に設けられたカメラ１０７によって画像認識することで、例えば３箇所の位置確認用マークｍ１の位置座標をそれぞれ取得し、それら３箇所の位置座標から基材ＷのＹ方向及びＸ方向に対する角度ずれを算出し、この角度ずれを解消するようにθ回転機構５の駆動を調整することで、ステージ１０３のθ方向の位置の微調整を行う。

なお、図１０において、破線で囲って示す矩形状の領域ｗ１は描画領域であり、基材Ｗ上に多数のセルをマトリクス状に描画するための領域である。また、その周囲の端部の領域ｗ２は試験領域であり、基材Ｗ上に描画される直線の平行度を確認するための後述する確認用直線を試し描きするための領域である。位置ずれ検査用パターン１は、この試験領域Ｗ２に形成してもよい。

次に、ヘッドモジュール１０２のいずれかのヘッド１０２１を用い、基材Ｗ上のＹ方向に沿って延びる試験領域ｗ２に向けて液滴を吐出しながらステージ１０３をＹ方向に直線移動させ、図１２（ａ）に示すように、基材Ｗ上にＹ方向に沿う確認用直線Ｌｔａを形成する（Ｓ３）。

この確認用直線Ｌｔａは、ステージ１０３をＹ方向へ直線移動することによって描画される直線が、基材Ｗ上においてＹ方向に対して平行な角度で適正に描画されているかどうかを確認するための直線であり、１ヘッドの少なくとも１ノズルから吐出される液滴によって少なくとも１本形成されればよい。

確認用直線Ｌｔａを試し描きしたら、カメラ１０７を用いて基材Ｗ上の例えば３箇所の位置確認用マークｍ１と確認用直線Ｌｔａとを画像認識する（Ｓ４）。

この時点では、既に基材ＷはＹ方向及びＸ方向に対して適正な位置にあり、Ｙ方向及びＸ方向に隣接する２箇所の位置確認用マークｍ１は、それぞれＹ方向及びＸ方向に対して平行な適正位置にあるため、これら３箇所の位置確認用マークｍ１と確認用直線Ｌｔａとを画像認識することで、確認用直線ＬｔａがＹ方向に対して平行な角度で描画されたかどうかを判別することができる。

ここで、平行でない場合は、Ｙ方向に対する確認用直線Ｌｔａの角度差を算出し、その角度差を解消するようにθ回転機構１０４の駆動を調整することで、ステージ１０３のθ方向の位置の微調整を行う（Ｓ５）。この微調整の後は、試し描きされる確認用直線ＬｔａがＹ方向に対して平行となるまで上記ステップＳ２からの処理を繰り返す。

また、平行であった場合は、ステージ１０３をＹ方向に直線移動させることによって基材Ｗ上にＹ方向に対して平行な適正な直線を描画可能であると判断され、調整作業を完了し（Ｓ６）、その後、ヘッドモジュール１０２の各ヘッド１０２１から所定の描画データに基づく液滴の吐出動作とステージ１０３のＹ方向の直線移動動作とを協働させ、図１２（ｂ）に示すように、基材Ｗ上の描画領域ｗ１に対して直線パターン３０のうちのＹ方向に沿う一方向の直線パターン群３１を描画すると同時に、基材Ｗ上の位置ずれ検査用パターン描画領域Ａに、この直線パターン群３１と同じＹ方向に沿う第１の検査用パターン１０を描画する（Ｓ７）。

この直線パターン群３１と第１の検査用パターン１０の描画において、直線パターン群３１と第１の検査用パターン１０との間の位置関係（位置座標）は、描画データによって予め設定され、不図示のエンコーダによって規定される。

基材Ｗ上に一方向の直線パターン群３１と第１の検査用パターン１０を描画し終えたら、この直線パターン群３１に直交する方向の直線パターン群３２を描画するため、θ回転機構１０４を所定量駆動させ、ヘッドモジュール１０２の各ヘッド１０２１とステージ１０３上の基材Ｗとを互いに平行に対面させたままステージ１０４を９０°回転させ（Ｓ８）、上記ステップＳ２と同様にしてステージ１０３のθ方向の位置の微調整を行う（Ｓ９）。これにより、それまでの基材Ｗ上のＹ方向は角度が９０°変化してＸ方向となり、それまでの基材Ｗ上のＸ方向は角度が９０°変化してＹ方向となる。

その後、上記ステップＳ３と同様にして、ヘッドモジュール１０２のいずれかのヘッド１０２１を用い、基材Ｗ上のＹ方向に沿って延びる試験領域ｗ２に向けて液滴を吐出しながらステージ１０３をＹ方向に直線移動させ、図１２（ｃ）に示すように、基材Ｗ上にＹ方向に沿う確認用直線Ｌｔｂを形成する（Ｓ１０）。

確認用直線Ｌｔｂを試し描きしたら、上記ステップＳ３〜Ｓ５と同様に、基材Ｗ上の例えば３箇所の位置確認用マークｍ１と確認用直線Ｌｔｂとの画像認識動作（Ｓ１１）、平行でない場合のステージ１０３のθ方向の位置の微調整動作（Ｓ１２）を行い、ステージ１０３をＹ方向に直線移動させることによって基材Ｗ上にＹ方向に対して平行な適正な直線を描画可能であると判断されたら調整作業を完了する（Ｓ１３）。

その後、ヘッドモジュール１０２の各ヘッド１０２１から所定の描画データに基づく液滴の吐出動作とステージ１０３のＹ方向の直線移動動作とを協働させ、図１２（ｄ）に示すように、基材Ｗ上の描画領域ｗ１に対して直線パターン群３１に直交する方向のＹ方向に沿う直線パターン群３２を描画すると同時に、基材Ｗ上の位置ずれ検査用パターン描画領域Ａに、この直線パターン群３２と同じＹ方向に沿う第２の検査用パターン２０を描画し（Ｓ１４）、描画を終了する。

この直線パターン群３２と第２の検査用パターン２０の描画において、直線パターン群３２の直線パターン群３１に対する描画位置と、位置ずれ検査用パターン描画領域Ａに描画された第１の検査用パターン１０の区切れ部１１の中央位置との間の位置関係（位置座標）は、描画データによって予め設定され、不図示のエンコーダによって規定される。また、直線パターン群３２と第２の検査用パターン２０との間の位置関係（位置座標）も、描画データによって予め設定され、不図示のエンコーダによって規定される。

従って、直線パターン群３１と直線パターン群３２とが正確に位置決めされて適正位置に描画されている場合、図３のように、第１の検査用パターン１０の区切れ部１１内の中心に第２の検査用パターン２０のドット２１が配置されるようになる。すなわち、位置ずれ検査用パターン描画領域Ａ内の第１の検査用パターン１０は直線パターン群３１の描画位置を指標し、第２の検査用パターン２０は直線パターン群３２の描画位置を指標する。

なお、ここでは、一方向の直線パターン群３１を描画した後、他の方向の直線パターン群３２を描画するためにステージ１０３を９０°回転移動させた際、上記ステップＳ９〜Ｓ１２において再度確認用直線Ｌｔｂを形成して角度の確認を行うようにしたが、ステージ１０３の角度調整動作に十分な信頼が置ける場合には、上記ステップＳ９〜Ｓ１２の処理を省略してもよい。

また、基材Ｗの位置確認のため、位置確認用マークｍ１、ｍ２を用いる代わりに、第１の検査用パターン１０を描画した後、この第１の検査用パターン１０を位置確認用マークとして利用してもよい。

次いで、このようにして基材Ｗ上に直線パターン３０が描画された製品に対して、その直線パターン群３１と直線パターン群３２の間の位置ずれ量を、位置ずれ検査用パターン描画領域Ａに形成された第１の検査用パターン１０と第２の検査用パターン２０との間の相対的な位置ずれ量を確認することによって製品の良否の判断を行う。

この位置ずれ量の確認による製品の良否の判断は、ステージ１０３上から取り外した基材Ｗ上の位置ずれ検査用パターン１を、別途用意したカメラによって撮像してモニタ画面に表示させ、それをオペレータが目視確認することによって判断することが可能であり、これによって各直線パターン群間の位置ずれ量を容易に把握することができる。また、描画装置１００に装備されたカメラ１０７によって画像認識することにより、描画装置１００において自動的に判断することもでき、好ましい態様である。このような良否の自動判断処理は、演算部２００の制御によって行うことができる。

図１３は描画装置１００における製品の良否の自動判断処理のフローチャートである。

まず、一連の描画動作が終了すると、ステージ１０３をＸＹ方向に移動させて基材Ｗ上の位置ずれ検査用パターン描画領域Ａをカメラ１０７の視野範囲内に位置させる（Ｓ２０）。

カメラ１０７は、位置ずれ検査用パターン描画領域Ａ内の位置ずれ検査用パターン１を撮像し、その第１の検査用パターン１０と第２の検査用パターン２０とを画像認識し（Ｓ２１）、そこから第１の検査用パターン１０と第２の検査用パターン２０とのそれぞれの位置座標を取得する（Ｓ２２）。

次いで、得られた各位置座標に基づいて、第１の検査用パターン１０と第２の検査用パターン２０との間の位置ずれ量を算出し（Ｓ２３）、その算出値を演算部２００等に予め記憶設定されている位置ずれ量の基準値と比較する（Ｓ２４）。

比較の結果、算出された位置ずれ量＜基準値であれば、製品は良品であると判断し、モニタ画面等にその旨を表示する（Ｓ２５）。一方、算出された位置ずれ量≧基準値であれば、製品は不良品であると判断し、モニタ画面等にその旨を表示する（Ｓ２６）。

以上の説明では、基材Ｗ上に互いに直交する方向の直線パターン群３１、３２を描画するようにしたが、本発明において、描画すべき複数の直線パターン群間は互いに異なる角度方向であればよく、直交するものに限定されない。

また、角度方向が異なる直線パターン群の角度方向の向きの数は２方向に限らず、３方向以上であってもよい。

更に、基材Ｗ上に角度方向の異なる複数の直線パターン群を描画するために描画方向の角度を変化させる場合、ヘッドモジュール１０２と基材Ｗ（ステージ１０３）の回転移動は相対的であればよく、以上説明したように、ヘッドモジュール１０２を不動として基材Ｗ（ステージ１０３）側のみをθ回転機構１０４によって回転移動させる態様の他にも、基材Ｗ（ステージ１０３）側を不動にしてヘッドモジュール１０２のみをθ回転機構１１０によって回転移動させる態様としたり、両者を共に互いに反対方向に回転移動させる態様とすることもできるが、高い精度が要求されるヘッドモジュール１０２の精度維持を図る観点からは、ヘッドモジュール１０２を不動として基材Ｗ（ステージ１０３）側のみを回転移動させる態様とすることが好ましい。

また、同様に、ヘッドモジュール１０２と基材Ｗ（ステージ１０３）との走査移動も相対的であればよく、以上説明したように、ヘッドモジュール１０２を不動にして基材Ｗ（ステージ１０３）側のみをＹ方向に走査移動させる態様の他にも、基材Ｗ（ステージ１０３）側を不動にしてヘッドモジュール１０２のみをＹ方向に走査移動させる態様としたり、両者を共にＹ方向に沿って互いに反対方向に走査移動させる態様とすることもできるが、上記同様の観点から、ヘッドモジュール１０２を不動にして基材Ｗ（ステージ１０３）側のみを走査移動させる態様とすることが好ましい。

更に、ヘッドモジュール１０３は複数のヘッド１０２１を配列したものに限らず、単一のヘッド１０２１からなるものであってもよい。

１：位置ずれ検査用パターン
１０：第１の検査用パターン
１０ｃ：中心線
１１：区切れ部
１２：ライン
１２ａ、１２ｂ：端部
２０：第２の検査用パターン
２１：ドット
２２：ライン
２３：区切れ部
１００：描画装置
１０１：装置基台
１０２：ヘッドモジュール
１０３：ステージ
１０４：θ回転機構
１０５：Ｙ移動機構
１０６：Ｘ移動機構
１０７：カメラ
１０８：ガントリ
１０９：スライダ
１１０：θ回転機構
１１１：Ｚ移動機構
Ｗ：基材

Claims

多数のノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと基材とを相対的に走査移動させながら、前記液滴吐出ヘッドの前記ノズルから前記基材上に液滴を吐出して走査方向に沿う一群の直線パターンの描画動作を、前記基材表面に対する前記液滴吐出ヘッドの相対的な走査方向を異ならせて繰り返すことにより、前記基材上に角度方向の異なる複数の直線パターン群を該角度方向毎の工程に分けて描画すると共に、前記角度方向の異なる複数の直線パターン群をそれぞれ描画する工程毎に、前記基材上の所定の場所に、各直線パターン群の各々の描画位置を指標する位置ずれ検査用パターンを描画する描画方法であって、
前記位置ずれ検査用パターンは、途中に区切れ部を有する一方向に沿って延びるラインパターンからなる第１の検査用パターンと、少なくとも一つのドットを有する一方向に沿って延びる第２の検査用パターンとを有し、
前記角度方向の異なる複数の直線パターン群のうちの最初の一群の直線パターンを描画する第１の工程では、前記第１の検査用パターンと前記第２の検査用パターンのうちの一方のみを、前記最初の一群の直線パターンと同一の角度方向に沿って描画し、
前記第１の工程の後、前記最初の一群の直線パターンとは角度方向の異なる他の一群の直線パターンを描画する第２の工程では、前記第１の検査用パターンと前記第２の検査用パターンのうちの前記第１の工程で描画されなかった他方のみを、前記他の一群の直線パターンと同一の角度方向に沿い、且つ、前記第２の検査用パターンの前記ドットが前記第１の検査用パターンの前記区切れ部内に配置されるように組み合わせて描画することを特徴とする描画方法。
前記第２の検査用パターンは、所定の長さに亘って一定間隔をおいて点在する複数のドットのみで構成されていることを特徴とする請求項１記載の描画方法。
前記第２の検査用パターンは、前記第１の検査用パターンの前記区切れ部内に配置されるドット以外はライン状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の描画方法。
多数のノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと基材とを相対的に走査移動させながら、前記液滴吐出ヘッドの前記ノズルから前記基材上に液滴を吐出して走査方向に沿う一群の直線パターンの描画動作を、前記基材表面に対する前記液滴吐出ヘッドの相対的な走査方向を異ならせて繰り返すことにより、前記基材上に角度方向の異なる複数の直線パターン群を該角度方向毎の工程に分けて描画する描画装置において、
前記角度方向の異なる複数の直線パターン群をそれぞれ描画する工程毎に、前記基材上の所定の場所に、各直線パターン群の各々の描画位置を指標する位置ずれ検査用パターンを描画する位置ずれ検査用パターン描画手段と、
前記基材上に描画された前記角度方向の異なる複数の直線パターン群間の位置ずれ量を検出するための位置ずれ量検出手段と、
前記位置ずれ量検出手段により検出された位置ずれ量を予め設定された基準量と比較することにより、前記角度方向の異なる複数の直線パターン群の描画の良否を判断する判断手段とを有してなり、
前記位置ずれ検査用パターンは、途中に区切れ部を有する一方向に沿って延びるラインパターンからなる第１の検査用パターンと、少なくとも一つのドットを有する一方向に沿って延びる第２の検査用パターンとを有し、
前記位置ずれ検査用パターン描画手段は、前記角度方向の異なる複数の直線パターン群のうちの最初の一群の直線パターンを描画する第１の工程で、前記第１の検査用パターンと前記第２の検査用パターンのうちの一方のみを、前記最初の一群の直線パターンと同一の角度方向に沿って形成し、前記第１の工程の後、前記最初の一群の直線パターンとは角度方向の異なる他の一群の直線パターンを描画する第２の工程では、前記第１の検査用パターンと前記第２の検査用パターンのうちの前記第１の工程で描画されなかった他方のみを、前記他の一群の直線パターンと同一の角度方向に沿って描画し、且つ、前記第２の検査用パターンの前記ドットが前記第１の検査用パターンの前記区切れ部内に配置されるように組み合わせて描画するものであり、
前記位置ずれ量検出手段は、前記基材上に描画された前記第１の検査用パターンと前記第２の検査用パターンとの間の位置ずれ量を検出することによって、前記角度方向の異なる複数の直線パターン群間の位置ずれ量を検出することを特徴とする描画装置。
前記第２の検査用パターンは、所定の長さに亘って一定間隔をおいて点在する複数のドットのみで構成されていることを特徴とする請求項４記載の描画装置。
前記第２の検査用パターンは、前記第１の検査用パターンの前記区切れ部内に配置されるドット以外はライン状に形成されていることを特徴とする請求項４記載の描画装置。