KR100893133B1 - 도포 장치 및 도포 장치의 제어 방법 - Google Patents

도포 장치 및 도포 장치의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 도포 장치, 도포 장치의 제어 방법, 및 액체 토출(吐出) 장치에 관한 것으로서, 각 헤드(9)에 있어서의 각 압전(壓電) 진동자(17)의 구동 전압과 각 노즐(16)의 토출량과의 상관(相關) 데이터를 각 헤드 제어부(40)의 메모리(42)에 기억하여 둔다. 목표 토출량(Dt)이 설정되었을 때, 각 헤드 제어부(40)로부터 상기 상관 데이터를 취득하고, 각 노즐(16)로부터 목표 토출량(Dt)을 얻는데 필요한 각 압전 진동자(17)의 구동 전압(Vx)을 상기 취득한 각 상관 데이터로부터 구한다. 그리고, 구한 구동 전압(Vx)을 각 구동 소자(17)에 대하여 설정한다.
도포 장치, 도포 장치의 제어 방법, 액체 토출 장치, 구동 전압

Description

도포 장치 및 도포 장치의 제어 방법{COATING APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING COATING APPARATUS}
본 발명은, 기판 상에 액체를 분사(噴射) 도포하여 기능성 박막을 형성하는 도포 장치, 도포 장치의 제어 방법, 및 액체 토출(吐出) 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 표시 장치의 제조 공정에서는, 유리 기판의 표면에 배향막이나 레지스트 등의 기능성 박막이 형성된다. 이 기능성 박막의 형성에는, 그 기능성 박막의 재료로 되는 액체를 기판 상에 분사 도포하는 잉크젯 방식의 도포 장치(액체 토출 장치라고도 함)가 사용된다.
이 도포 장치는, 기판을 반송(搬送)하기 위한 반송 테이블을 가지고, 반송 테이블의 위쪽에 복수개의 헤드를 구비하고 있다. 이들 헤드의 하면에는, 내부의 액실(液室)에 연통되는 복수개의 노즐이 천설(穿設)되어 있고, 이들 노즐마다 설치된 구동 소자 예를 들면 압전(壓電) 진동자가 구동되는 것에 의해, 각 노즐로부터 기판 상에 액실 내의 액체가 토출된다(예를 들면, 일본국 특개평 9-105937호 공보에 기재되어 있다).
이와 같은 도포 장치에서는, 각 노즐의 목표 토출량이 설정되면, 그 설정된 목표 토출량에 대응하는 같은 크기의 구동 전압이 각 압전 진동자에 가해진다.
그러나, 각 압전 진동자에는 특성의 불균일이 있으므로, 각 노즐의 토출량은 반드시 목표 토출량에 합치하지 않는다.
이와 같은 문제에 대처하기 위하여, 종래, 작업원의 수작업에 의해 다음과 같은 조정 작업이 행해진다.
(1) 각 노즐에 대응하는 압전 진동자의 각각에 대하여 같은 크기의 구동 전압을 가한다.
(2) 각 노즐의 토출량이 규정량인지 여부를, 칭량(稱量) 장치 등을 사용하여 확인한다.
(3) 확인한 토출량이 규정량보다 적은지 많은지에 따라, 각 압전 진동자에 가하는 구동 전압을 증감시킨다.
(4) 조정 후, 각 노즐의 토출량이 규정량인지 여부를, 칭량 장치 등으로 다시 확인한다.
(5) 모든 노즐의 토출량이 규정량에 일치할 때까지, 상기의 작업을 반복한다.
상기의 조정 작업은, 번잡하며 또한 많은 시간을 필요로 하여, 도포 장치의 생산성을 향상시키는 데 있어서의 큰 방해로 되어 있다.
또, 조정 작업에 작업원의 개인차가 생기므로, 토출량 조정의 신뢰성이 낮고, 기판 상에 기능성 박막을 형성하는 경우에는 그 품질을 안정시키는 것이 곤란해지는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은, 각 노즐의 액체의 토출량을 목표 토출량에 용이하고 신속히 설정할 수 있고, 나아가서는 생산성 및 품질의 향상이 도모되는 도포 장치, 도포 장치의 제어 방법, 및 액체 토출 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 도포 장치는, 기판 상에 액체를 분사 도포하여 박막을 형성하는 것으로서, 복수개의 노즐을 가지고, 이들 노즐마다의 구동 소자의 구동에 의해, 각 노즐로부터 기판 상에 액체를 토출하는 헤드와, 상기 각 구동 소자의 제어 인자(因子)와 상기 각 노즐의 토출량과의 상관(相關) 데이터를 기억하는 기억 수단과, 상기 각 노즐로부터 목표 토출량을 얻는데 필요한 상기 각 구동 소자의 제어 인자를, 상기 상관 데이터로부터 구하는 연산 수단과, 이 연산 수단에 의해 구해진 제어 인자를 상기 각 구동 소자에 대하여 설정하는 제어 수단을 구비하고 있다.
도 1은 각 실시예의 전체적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 각 실시예에 있어서의 헤드의 내부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 각 실시예에 있어서의 각 헤드를 하방으로부터 본 도면이다.
도 4는 각 실시예에 있어서의 제어 회로의 주요부의 블록도이다.
도 5는 각 실시예에 있어서의 상관 데이터 테이블의 포맷을 나타낸 도면이다.
도 6은 제1 실시예에 있어서의 표시 화면을 나타낸 도면이다.
도 7은 제1 실시예의 작용을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 8은 제2 실시예에 있어서의 표시 화면을 나타낸 도면이다.
도 9는 제3 실시예에 있어서의 표시 화면을 나타낸 도면이다.
도 10은 제4 실시예에 있어서의 표시 화면을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 제1 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
도 1에 있어서, (1)은 도포 장치의 베이스이며, 수개의 지지 다리(2)에 의해 수평 상태로 지지되어 있다. 이 베이스(1)의 양 측부에 장착판(3)이 각각 설치되고, 그 장착판(3)에 각각 가이드 부재(4)와 슬라이드 부재(5)를 통하여 반송(搬送) 테이블(6)이 이동 가능하게 설치되어 있다. 반송 테이블(6)에는, 유리 기판 또는 반도체 웨이퍼 등의 기판 W가, 착탈 가능하게 탑재되어 있다. 반송 테이블(6)이 베이스(1) 상을 이동함으로써, 그 이동에 따라 기판 W가 반송된다.
또, 베이스(1) 상에는, 상기 반송 테이블(6)의 이동 방향과 직교하는 방향으로 그 반송 테이블(6)을 넘어, 지지 프레임(7)이 설치되어 있다. 이 지지 프레임(7)의 내측에 장착 부재(8)가 설치되고, 그 장착 부재(8)에 복수개의 헤드(9)가 나란히 유지되어 있다. 이들 헤드(9)의 전체의 배열 길이는, 기판 W의 폭과 거의 동등 또는 그보다 약간 길게 설정되어 있다.
헤드(9)의 단면을 도 2에 나타내고, 각 헤드(9)의 하방으로부터 본 상태를 도 3에 나타내고 있다. 즉, 헤드(9)는, 헤드 본체(11)의 하면에 가요판(可撓板)(13)이 설치되어 있다. 이 가요판(13)을 덮은 상태로 노즐 플레이트(14)가 설치되고, 그 노즐 플레이트(14)에는 다수의 액실(15)이 형성되어 있다. 그리고, 노즐 플레이트(14)는, 각 액실(15)과 대향하는 위치에 노즐(16)이 설치되어 있다. 가요판(13)에 있어서의 각 노즐(16)과 대응하는 위치에 구동 소자인 압전 진동자(17)가 헤드 본체(11)에 내장되어 설치되어 있다. 이들 압전 진동자(17)에 펄스형의 전압이 가해지는 것에 의해 각 압전 진동자(17)가 진동하고, 그 진동에 따라 가요판(13)이 변형되고, 그 변형에 의해 각 액실(15)에 토출 압력이 가해진다.
각 액실(15)은 노즐 플레이트(14)에 형성된 주관(主管)(18)을 통하고, 그 주관(18)의 일단측이 헤드 본체(11) 내의 유로(流路)(19)를 통하여 액공급관(20)에 도통하고, 주관(18)의 타단 측이 헤드 본체(11) 내의 유로(21)를 통하여 액배출관(22)에 도통하고 있다. 도시하지 않은 액체 탱크에 수용되어 있는 폴리미이드 용액이나 레지스트 용액 등의 액체가, 액공급관(20) 및 유로(19)를 통하여 주관(18)에 도입된다. 도입된 액체는, 각 액실(15)에 유입되고, 각 압전 진동자(17)의 진동에 따른 가요판(13)의 변형을 받아, 노즐(16)로부터 하방의 반송 테이블(6) 상에 탑재된 기판 W를 향해 토출된다. 각 액실(15)에 유입되지 않았던 나머지의 액체는, 유로(21) 및 액배출관(22)을 통하여 액체 탱크로 돌아온다.
한편, 헤드(9)의 각각에 대하여, 도 4에 나타낸 구동 회로(30) 및 헤드 제어부(40)가 설치되어 있다.
구동 회로(30)는, 각 압전 진동자(17)에 대한 직사각형 파형의 구동 전압 Va, Vb,... Vn을 출력하는 전원 회로 예를 들면 시리얼-패럴렐 변환 회로(31), 이 시리얼-패럴렐 변환 회로(31)로부터 각 압전 진동자(17)에 가해지는 구동 전압 Va, Vb, ...Vn을 각각 조정하는 전압 조정 회로(32) 등을 구비하고 있다.
시리얼-패럴렐 변환 회로(31)는, 헤드 제어부(40)로부터 일정 주기로 반복 공급되는 직사각형 파형의 시리얼 신호 전압 Vo에 따라, 각 압전 진동자(17)에 대한 구동 전압 Va, Vb, ...Vn을 패럴렐로 출력한다. 각 전압 조정 회로(32)는, 헤드 제어부(40)로부터의 지령에 따라 압전 진동자(17)에 가해지는 전압의 레벨을 조정한다.
상기 헤드 제어부(40)는, CPU(41), 메모리(기억 수단)(42), 통신 유닛(43)을 가지고 있다. 메모리(42)는, 상기 각 압전 진동자(17)에 가해지는 구동 전압과 상기 각 노즐(16)의 토출량과의 상관 데이터를 상관 데이터 테이블로서 기억하고 있다. 상관 데이터 테이블은, 도 5에 나타낸 바와 같이, 구동 전압(v)과 토출량(g)과의 관계를, 노즐(16)과 그 노즐(16)에 대응하는 압전 진동자(17)와의 세트마다에 각각 대응한 것이며, 노즐 번호로서 이른바 채널 번호 CH01, CH02 …를 사용하고 있다. 또, 이 상관 데이터 테이블은, 미리 실험에 의해 취득한 데이터에 따라 작성된다. 통신 유닛(43)은, CPU(41)와 주제어부(50) 사이의 데이터의 송수신을 행한다. CPU(41)는, 주제어부(50)로부터의 지령에 따라 상기 각 전압 조정 회로(32)를 제어한다. 그리고, 구동 전압(v)에 대한 토출량(g)은, 노즐(16)로부터 토출된 액체의 중량을, 칭량기를 사용하여 계측함으로써 취득할 수 있다. 또 이 때, 1회당의 토출량이 미소할 때는, 복수회의 토출에 의해 토출된 액체의 총중량을 계량하고, 이 계량 결과를 토출 회수로 제산(除算)함으로써 1회당의 토출에 의해 토출된 액체의 중량을 구하도록 하면 된다. 그리고, 토출량의 단위를, 편의상 그램(g)로 하였으나, 설정하는 토출량에 맞추어 마이크로 그램(㎍), 나노 그램(ng)으로 변경하면 되는 것은 물론이다.
상기 주제어부(50)는, CPU(51), 조작부(52), 표시부(53), 메모리(54), 및 통신 유닛(55)을 가지고, 각 헤드 제어부(40)를 통괄적으로 제어하는 것이며, 관리실 등에 설치된다. 조작부(52)는, 각 노즐(16)에 대한 목표 토출량의 설정용이다. 통신 유닛(55)은, CPU(51)와 각 헤드 제어부(40) 사이의 데이터의 송수신을 행한다.
CPU(51)는, 주요한 기능으로서, 다음의 (1)~(9)를 가지고 있다.
(1) 조작부(52)에 의해 목표 토출량 Dt가 설정되었을 때, 또는 각 헤드(9) 중 어느 하나가 교환되어 그 취지의 조작 입력이 조작부(52)에서 있었을 때, 각 헤드 제어부(40)의 메모리(42)로부터 상관 데이터를 취득하는 수단.
(2) 상기 취득한 상관 데이터로부터 상관 그래프를 작성하는 수단.
(3) 각 압전 진동자(17)에 가해지는 구동 전압의 허용 최대값 및 허용 최소값을, 상기 취득한 상관 데이터로부터 검출하는 검출 수단.
(4) 상기 작성한 상관 그래프를 표시부(53)에 의해 표시하는 동시에, 그 표시 화면 중에, 상기 검출한 허용 최대값 및 허용 최소값을 표시하는 제어 수단.
이 표시예를 도 6에 나타내고 있다.
(5) 상기 취득한 상관 데이터에 따라 각 노즐(16)로부터 목표 토출량을 얻는데 필요한 각 압전 진동자(17)의 제어 인자인 구동 전압 Vx를, 모든 헤드(9)의 모든 노즐(16)에 대하여 구하는 연산 수단.
(6) 상기 구해진 구동 전압 Vx가, 상기 검출된 허용 최대값 및 허용 최소값의 범위 내에 들어가 있는지 여부를 헤드(9)마다 판정하는 판정 수단.
(7) 상기 판정 결과가 긍정인 경우에, 대응하는 헤드(9)의 각 압전 진동 자(17)의 구동을 허용하는 제어 수단.
(8) 상기 판정 수단의 판정 결과가 부정인 경우, 대응하는 헤드(9)의 헤드 제어부(40)에 있어서의 표시부(53)에 의해 표시에 의한 경고를 발하는 제어 수단.
(9) 상기 판정 결과가 부정인 경우, 헤드 제어부(40)의 조작부(52)에서 허용의 취지의 조작이 있으면, 대응하는 헤드(9)의 각 압전 진동자(17)의 구동을 허용하고, 헤드 제어부(40)의 조작부(52)에서 금지 조작이 있으면, 대응하는 헤드(9)의 각 압전 진동자(17)의 구동을 금지하는 제어 수단.
다음에, 상기 구성의 작용을 도 7의 플로차트를 참조하면서 설명한다.
주제어부(50)의 조작부(52)에서 목표 토출량 Dt가 설정되면, 그 목표 토출량 Dt가 주제어부(50)의 메모리(54)에 갱신 기억된다.
이 목표 토출량 Dt의 설정시(스텝 101의 YES), 또는 각 헤드(9) 중 어느 하나가 교환되어 그 취지의 조작 입력이 조작부(52)에서 있었을 때(스텝 102의 YES), 각 헤드 제어부(40)의 메모리(42)로부터 주제어부(50)에 상관 데이터가 취득된다(스텝 103). 그리고, 취득된 상관 데이터로부터, 구동 전압과 토출량의 상관 그래프가 작성되는 동시에(스텝 104), 각 구동 전압의 허용 최대값 Vmax 및 허용 최소값 Vmin가 검출된다(스텝 105). 각 구동 전압에는 토출량이 포화되어 버리는 레벨이 있다. 즉, 구동 전압을 증가시켜도 토출량이 그 이상 증가하지 않는 상한의 포화 레벨과, 구동 전압을 감소시켜도 토출량이 그 이상 감소하지 않는 하한의 포화 레벨이 있다. 그리고, 모든 노즐(16)로부터 얻어진 상한의 포화 레벨 중, 가장 낮은 포화 레벨이, 허용 최대값 Vmax로서 검출된다. 또, 하한의 포화 레벨 중 가장 높은 포화 레벨이, 허용 최소값 Vmin로서 검출된다.
작성된 상관 그래프, 및 검출된 허용 최대값 Vmax, 허용 최소값 Vmin은, 도 6에 나타낸 바와 같이, 표시부(53)에 의해 표시된다(스텝 106). 표시되는 정보는, 각 헤드(9) 중, 조작부(52)에서 지정된 헤드(9)에 대한 정보이다. 조작부(52)의 지정을 전환함으로써, 모든 헤드(9)에 대한 정보를 전환 표시할 수 있다.
도 6의 상관 그래프는 알기 쉽게 4개의 상관 데이터만 나타내고 있지만, 실제로 헤드(9)에 있어서의 모든 노즐(16)에 대한 상관 데이터가 표시된다. 허용 최대값 Vmax 및 허용 최소값 Vmin은, 상관 그래프 중에 점선으로 표시되고, 실제의 값이 상관 그래프의 옆의 표시창에 표시된다. 또, 표시부(53)의 표시 화면에는, 상관 그래프 및 상기 표시창 이외에, 목표 토출량 Dt, 헤드 번호, 노즐 번호, 코멘트의 각각 표시창이 존재한다. 목표 토출량 Dt의 표시창에는, 조작부(52)에 의해 설정되는 목표 토출량 Dt의 값이 표시된다. 헤드 번호의 표시창에는, 상기 지정된 헤드(9)에 고유의 헤드 번호가 표시된다. 노즐 번호의 표시창에는, 상관 그래프 중에 표시되어 있는 각 상관 데이터 중, 조작부(52)의 조작에 의해 커서 지정되는 상관 데이터에 대응하는 노즐(16)의 노즐 번호가 표시된다. 코멘트 표시창에는, 후술하는 경고문 등이 표시된다. 이와 같이, 표시부(53)는 조작부(52)와 함께 조작 수단을 구성한다.
한편, 상기 취득된 상관 데이터에 따라 메모리(54) 내의 목표 토출량 Dt를 각 노즐(16)로부터 얻는데 필요한 각 압전 진동자(17)의 구동 전압 Vx가, 모든 헤드(9)의 각 노즐(16)에 대하여 구해진다(스텝 107). 그리고, 구해진 구동 전압 Vx 가, 상기 검출된 허용 최대값 Vmax 및 허용 최소값 Vmin의 범위 내에 들어가 있는지 여부가, 헤드(9)마다 판정된다(스텝 108).
각 노즐(16)의 구동 전압 Vx가 허용 최대값 Vmax 및 허용 최소값 Vmin의 범위 내에 들어가 있으면(스텝 108의 YES; 판정 결과가 긍정), 대응하는 헤드(9)의 각 압전 진동자(17)의 구동이 허용된다(스텝 109). 이 경우, 대응하는 헤드(9)의 헤드 제어부(40)에 대하여, 주제어부(50)로부터, 각 압전 진동자(17)의 구동 전압 Vx의 데이터 및 구동 지령이 보내진다. 이 데이터 및 구동 지령을 받은 헤드 제어부(40)는, 각 압전 진동자(17)에 각각 구동 전압 Vx가 가해지도록, 각 전압 조정 회로(32)를 제어한다.
이같이 하여, 각 압전 진동자(17)가 구동되는 것에 의해, 각 노즐(16)로부터 액체가 토출된다.
각 노즐(16)의 구동 전압 Vx 중, 예를 들면, 노즐 번호 "30"의 노즐(16)의 구동 전압 Vx가 허용 최대값 Vmax 또는 허용 최소값 Vmin의 범위로부터 벗어나 있으면(스텝 108의 NO; 판정 결과가 부정), 노즐 번호 "30"의 노즐(16)을 가지는 헤드(9)에 대한 표시 화면(도 6)이 표시부(53)에 의해 표시되고, 그 표시 화면 중 코멘트 표시창에 경고문이 표시된다(스텝 110). 이 경고문은, 노즐 번호 "30"의 노즐(16)로부터 목표 토출량 Dt를 얻을 수 없는 취지를, 주제어부(50)가 설치되어 있는 관리실의 작업원에게 알리기 위한 것이다.
경고문이 표시되어 있는 상태라도, 헤드 제어부(40)의 조작부(52)에서 허용의 취지의 조작이 있으면(스텝 111의 YES), 대응하는 헤드(9)의 각 압전 진동 자(17)의 구동이 허용된다(스텝 109). 이것은, 노즐 번호 "30"의 노즐(16)로부터 목표 토출량을 얻을 수 없어도 상관없는 것으로 작업원이 판단한 경우로서, 대응하는 헤드(9)의 헤드 제어부(40)에 대하여, 주제어부(50)로부터, 각 압전 진동자(17)의 구동 전압 Vx의 데이터 및 구동 지령이 보내진다. 이 데이터 및 구동 지령을 받은 헤드 제어부(40)는, 각 압전 진동자(17)에 각각 구동 전압 Vx가 가해지도록, 각 전압 조정 회로(32)를 제어한다.
그리고, 전술한 목표 토출량을 얻을 수 없어도 상관없는 경우란, 예를 들면, 이번 도포 대상으로 되는 품종의 기판에서는, 노즐 번호 "30"의 노즐(16)이 기능성 박막의 형성 예정 영역으로부터 벗어난 위치에 위치하고, 이 노즐(16)로부터 액체를 토출시킬 필요가 없는 경우가 고려된다.
경고문이 표시되어 있는 상태에 있어서, 헤드 제어부(40)의 조작부(52)에서 금지 조작이 있으면(스텝 111의 NO), 대응하는 헤드(9)의 각 압전 진동자(17)의 구동이 금지된다(스텝 112). 이 경우, 대응하는 헤드(9)의 헤드 제어부(40)에 대하여, 주제어부(50)로부터 구동 금지 지령이 보내진다. 이 구동 금지 지령을 받은 헤드 제어부(40)는, 각 압전 진동자(17)의 구동을 정지한다. 작업원은, 헤드(9)를 신품과 교환하는 등의 적당한 처치를 행할 수 있다.
이상과 같이, 각 헤드(9)에 있어서의 각 압전 진동자(17)의 구동 전압과 각 노즐(16)의 토출량과의 상관 데이터를 각 헤드 제어부(40)의 메모리(42)에 기억하여 두고, 주제어부(50)의 조작부(52)에서 목표 토출량 Dt가 설정되었을 때, 또는 각 헤드(9) 중 어느 하나가 교환되어 그 취지의 조작 입력이 조작부(52)에서 있었을 때, 각 헤드 제어부(40)로부터 상기 상관 데이터를 취득하고, 각 노즐(16)로부터 목표 토출량 Dt를 얻는데 필요한 각 압전 진동자(17)의 구동 전압 Vx를 상기 취득한 각 상관 데이터로부터 구하고, 구한 구동 전압 Vx를 압전 진동자(17)에 대하여 설정하도록 했으므로, 종래와 같은 구동 전압 인가(印加), 토출량 확인, 구동 전압 증감, 토출량 재확인 등의 번잡하며, 시간이 걸리는 반복 작업을 요하지 않고, 노즐(16)의 액체 토출량을 목표 토출량 Dt로 용이하고 신속히 설정할 수 있다.
따라서, 도포 장치의 생산성이 대폭 향상되는 동시에, 토출량 조정의 신뢰성이 대폭 향상된다. 나아가서는, 기판 상에 형성되는 기능성 박막의 품질 향상이 도모된다.
각 헤드 제어부(40)로부터 취득한 상관 데이터로부터 상관 그래프를 작성하고, 작성한 상관 그래프를 주제어부(50)의 표시부(53)에 의해 표시하도록 하고 있으므로, 각 헤드(9)에 있어서의 압전 진동자(17)의 구동 전압과 노즐(16)의 토출량과의 상관 데이터를 작업원에게 정확하게 알릴 수가 있다.
취득한 상관 데이터로부터 구동 전압의 허용 최대값 Vmax 및 허용 최소값 Vmin을 검출하고, 검출한 허용 최대값 Vmax 및 허용 최소값 Vmin을 상관 그래프와 함께 표시하므로, 구동 전압 및 토출량의 제어의 허용 범위를 작업원에게 정확하게 알릴 수가 있다.
구한 구동 전압 Vx가 상기 검출된 허용 최대값 Vmax 및 허용 최소값 Vmin의 범위 내에 들어가 있는지 여부를 판정하고, 이 판정 결과가 긍정이면 압전 진동자(17)의 구동을 허용하는 동시에, 비록 판정 결과가 부정이라도, 허용의 취지의 조작이 있으면 압전 진동자(17)의 구동을 허용하므로, 목표 토출량을 얻을 수 없는 것을 알게 된 후의 액체 토출이 가능하다.
판정 결과가 부정인 경우에는, 그 취지를 경고문으로서 표시하므로, 목표 토출량을 얻을 수 없는 상황에 있는 것을 작업원에게 적절히 알릴 수가 있다.
그리고, 상기 실시예에 있어서, 구동 소자는, 압전 진동자에 한정되지 않고, 액실 내에 있어서 액체를 순간적으로 비등(沸騰)시킴으로써 노즐로부터 토출시키는 전기열변환 소자 등, 다른 것이라도 된다.
상기 실시예에서는, 구동 소자의 제어 인자로서 구동 소자에 인가하는 직사각형파의 구동 전압의 전압값을 예로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 직사각형 파형의 구동 전압에 있어서의 직사각형파의 폭(인가 시간)이라도 된다.
상기 실시예에서는, 노즐이 지그재그형으로 배치되어 있는 예를 나타냈으나, 노즐이 일직선 상에 배치되어 있는 경우라도, 복수개 열로 배치되어 있는 경우라도, 실시가 가능하다.
상기 실시예에서는, 헤드가 복수개 배열하여 배치되어 있는 예를 나타냈으나, 헤드의 수는 1개라도 된다.
상기 실시예에서는, 구동 전압에 대한 허용 최대값 Vmax 및 허용 최소값 Vmin을 제어에 사용하였지만, 토출량에 대한 허용 최대값 및 허용 최소값을 제어에 사용해도 된다.
한편, 목표 토출량 Dt의 설정에 관하여는, 모든 헤드(9)의 모든 노즐(16)에 대하여, 서로 같은 값을 설정해도 되고, 서로 상이한 값을 설정해도 된다. 또, 목 표 토출량 Dt의 설정에 관하여는, 1개의 노즐(16)에 대하여, 1개의 값을 설정해도 되고, 복수개의 값을 설정해도 된다. 이들 예를, 제2 실시예, 제3 실시예, 및 제4 실시예로서 설명한다.
[2] 제2 실시예.
표시부(53)에서 도 8에 나타낸 화면이 표시된다. 이 표시 화면 및 조작부(52)에 의해, 노즐(16)마다 상이한 목표 토출량 Dt가 설정된다.
즉, 표시 화면에 있어서, "목표 토출량의 표시창"의 근방에 "토출량 적용 버튼"이 표시되어 있다. 이 "토출량 적용 버튼"이 커서 지정되고, 그 상태로 조작부(52)의 실행 키가 온됨으로써, "토출량 적용 버튼"이 조작되게 된다. 이로써, 각 헤드(9) 중 "헤드 번호의 표시창"에 표시된 번호의 헤드(9)가 지정되고, 그 지정된 헤드(9)에 있어서의 각 노즐(16) 중 "노즐 번호의 표시창"에 표시된 번호의 노즐(16)에 대하여, "목표 토출량의 표시창"에 표시된 목표 토출량 Dt가 설정된다.
예를 들면, 헤드 번호 "1"의 헤드(9)를 지정하여, 그 헤드(9)에 있어서의 노즐 번호 "1"의 노즐(16)에 목표 토출량 Dt1를 설정하고, 같은 헤드(9)에 있어서의 노즐 번호 "2"의 노즐(16)에 목표 토출량 Dt2(>Dt1)을 설정하는 경우, 작업원에 의해 다음의 조작이 행해진다.
먼저, "헤드 번호의 표시창"에 "1"이 입력되는 동시에, "노즐 번호의 표시창"에 "1"이 입력되고, 목표 토출량의 표시창에 "Dt1"가 입력된다. 그리고, "토출량 적용 버튼"이 조작된다. 다음에, "노즐 번호의 표시창"에 "2"가 입력되고, 또한 "목표 토출량의 표시창" 에 "Dt2"가 입력되고, "토출량 적용 버튼"이 조작된다. 이로써, 목표 토출량 Dt1, Dt2의 설정이 완료된다. 설정된 목표 토출량 Dt1, Dt2는 메모리(54)에 기억된다.
목표 토출량 Dt1, Dt2의 설정이 완료되면, 주제어부(50)에 의해 다음의 제어가 실행된다. 즉, 목표 토출량 Dt1, Dt2를 얻기 위해 필요한 각 구동 전압 Vx가, 각 헤드 제어부(40)의 메모리(42)로부터 취득된 상관 데이터에 따라 구해진다. 그리고, 제1 실시예에서 설명한 스텝 108의 처리가, 구해진 각 구동 전압 Vx에 대하여 실행된다. 또한, 스텝 108의 판정 결과에 따라 스텝 109~ 스텝 112의 처리가 실행된다.
노즐(16)마다 상이한 목표 토출량 Dt를 설정하는 상황으로서는, 기판 W 상에 용액을 도포하는데 있어서, 그 도포 영역의 둘레 부분에 대한 토출량을 그 둘레 부분의 내측보다 적게 하는 경우가 고려된다.
박막의 형성 기술에 있어서는, 도포 영역의 둘레 부분에 형성되는 막두께가, 그 주위둘레 부분의 내측에 형성되는 막두께보다 두꺼워지는 경향이 있는 것이 알려져 있다. 이와 같은 상황에서는, 도포 영역의 둘레 부분에 대한 토출량을 그 주위둘레 부분의 내측보다 적게 하는 처치가 실행된다.
다른 구성 및 작용은, 제1 실시예와 같다.
[3)] 제3 실시예.
표시부(53)에서 도 9에 나타낸 화면이 표시된다. 이 표시 화면 및 조작부(52)에 의해, 복수개의 노즐(16)에 대하여 목표 토출량 Dt1이 일괄적으로 설정되고, 나머지의 복수개의 노즐(16)에 대하여 목표 토출량 Dt2가 일괄적으로 설정된 다.
즉, 표시 화면에 있어서, "목표 토출량의 표시창"의 근방에 "토출량 적용 버튼"이 표시되는 동시에, "노즐 번호의 표시창"의 근방에 헤드(9)가 가지는 노즐(16)의 총수에 대응하는 32개의 체크 박스가 표시되어 있다. 이들 체크 박스 중, 체크 마크가 입력된 각 체크 박스에 대응하는 각 노즐(16)에 대하여, "목표 토출량의 표시창"에 입력되어 있는 목표 토출량 Dt가 일괄적으로 설정된다.
예를 들면, 헤드 번호 "1"의 헤드(9)를 지정하여, 그 헤드(9)에 있어서의 노즐 번호 "1" 내지 "4"의 노즐(16)에 목표 토출량 Dt1을 설정하고, 나머지의 노즐(16)에 목표출량 Dt2를 설정하는 경우, 작업원에 의해 다음의 조작이 행해진다.
먼저, "헤드 번호의 표시창"에 "1"이 입력된다. 다음에, 표시 화면 상의 커서가 노즐 번호 "1"~"4"에 대응하는 각 체크 박스 상에 차례로 이동되고, 그 이동마다 조작부(52)의 실행 키가 온된다. 이로써, 체크 박스에 체크 마크가 입력된다. 커서가 체크 박스 상에 있는 동안은, 실행 키를 온할 때마다, 체크 마크의 입력과 소거가 바뀐다.
노즐 번호 "1"~"4"에 대응하는 각 체크 박스에 체크 마크가 입력된 후, "목표 토출량의 표시창에 목표 토출량 Dt1이 입력되고, "토출량 적용 버튼"이 조작된다. 이로써, 헤드 번호 "1"의 헤드(9)에 있어서의 노즐 번호 "1"~"4"의 노즐(16)에 대하여, 목표 토출량 Dt1이 일괄적으로 설정된다.
이어서, 노즐 번호 "1"~"4"에 대응하는 각 체크 박스의 체크 마크가 소거되고, 나머지의 노즐 번호 "5" 내지 "32"에 대응하는 각 체크 박스에 체크 마크가 입 력된다. 그리고, "목표 토출량의 표시창"에 목표 토출량 Dt2가 입력되고, "토출량 적용 버튼"이 조작된다. 이로써, 헤드 번호 "1"의 헤드(9)에 있어서의 노즐 번호 "5" 내지 "32"의 노즐(16)에 대하여, 목표 토출량 Dt2가 일괄적으로 설정된다.
이와 같이, 복수개의 노즐(16)에 대하여 같은 목표 토출량 Dt를 일괄적으로 설정할 수 있으므로, 목표 토출량 Dt의 설정이 신속히 행해진다. 그리고, 전술한 바에서 일괄 설정된 목표 토출량 Dt1, Dt2는 메모리(54)에 기억된다.
복수개의 노즐(16)에 대하여 같은 목표 토출량 Dt를 일괄적으로 설정하는 상황으로서, 제2 실시예와 동일하게, 기판 W 상에 용액을 도포할 때, 그 도포 영역의 주위둘레 부분에 대한 토출량을 그 둘레 부분의 내측보다 적게 하는 경우가 고려된다.
다른 구성 및 작용은, 제1 실시예와 같다.
[4] 제4 실시예
표시부(53)에서 도 10에 나타낸 화면이 표시된다. 이 표시 화면 및 조작부(52)에 의해, 1개의 노즐(16)에 대하여 복수개의 목표 토출량 Dt이 설정된다.
즉, 표시 화면에 있어서, 3개의 "목표 토출량의 표시창"이 표시되고, 이들 "목표 토출량의 표시창"과 대응하는 위치에 각각 "타이밍 설정의 표시창"이 표시된다. 또한, 최하부의 "목표 토출량의 표시창"의 근방에 "토출량 적용 버튼"이 표시된다. "타이밍 설정의 표시창"에는, 도포 개시점으로부터의 거리 또는 토출 회수가 입력된다.
제1 실시예에서 설명한 바와 같이, 반송 테이블(6)은 가이드 부재(4)에 따라 이동한다. 이 반송 테이블(6)의 이동에 따라 기판 W가 헤드(9)의 하방을 통과한다. 주제어부(50)는, 반송 테이블(6)에 부수하여 설치된 리니어 인코더 등의 위치 검출기로부터 얻어지는 기판 W의 위치 정보와, 기판 W 상에서의 도포 영역의 위치 정보로부터, 도포 영역에 있어서의 반송 방향 선두 측의 단부(도포 개시점)가 헤드(9)아래를 통과하는 타이밍, 반송 방향 후미 측의 단부(도포 종료점)가 헤드(9) 아래를 통과하는 타이밍을 얻는다. 또, 주제어부(50)는, 도포 영역에 있어서의 도포 개시점이 헤드(9) 아래를 통과하는 타이밍에서 액체의 토출을 개시하고, 도포 종료점이 헤드(9) 아래에 이르는 타이밍에서 액체의 토출을 정지한다.
그리고, 주제어부(50)는, 헤드(9) 아래를 도포 개시점이 통과한 후 도포 종료점이 통과할 때까지, 미리 설정된 수의 액적(液滴)의 도트가 도포되도록, 각 노즐(16)에 의한 액체의 토출을 제어한다.
이와 같이, 도포 개시점으로부터의 이동 거리나 토출 회수를 파악하면서 토출을 제어하므로, 도포 개시점으로부터의 거리나 토출 회수가 지정되면, 그에 합하여 토출량을 전환할 수 있다.
도포 영역에 대하여, 기판 W의 반송 방향을 따라 예를 들면 100도트의 수의 액적을 도포하는 경우에 대하여 설명한다. 헤드 번호 "1"의 헤드(9)에 있어서의 노즐 번호 "10"의 노즐(16)에 의해 최초의 1도트로부터 10도트까지를 목표 토출량 Dt1으로 도포하고, 다음의 11도트로부터 90도트까지를 목표 토출량 Dt2로 도포하고, 최후의 91도트로부터 100도트까지를 다시 목표 토출량 Dt1으로 도포하는 경우, 작업원에 의해 다음의 조작이 행해진다.
먼저, "헤드 번호의 표시창"에 "1"이 입력되고, "노즐 번호의 표시창"에 "10"이 입력된다. 다음에, 최상부의 "목표 토출량의 표시창"에 "Dt1"이 입력되고, 최상부의 "타이밍 설정의 표시창"에 "1"이 입력된다. 또, 위로부터 2개째의 "목표 토출량의 표시창에 "Dt2"가 입력되고, 위로부터 2개째의 "타이밍 설정의 표시창"에 "11"이 입력된다. 또한, 최하부의 "목표 토출량의 표시창"에" Dt1"이 입력되고, 최하부의 "타이밍 설정의 표시창"에 "91"이 입력된다. 그리고, "토출량 적용 버튼"이 조작된다. 그리고, 최상부의 "타이밍 설정의 표시창"은, 없어도 된다.
다른 노즐(16)에 대하여 해 마찬가지의 설정을 행할 수 있다. 이같이 하여 설정된 목표 토출량 Dt1, Dt2는 메모리(54)에 기억된다.
모든 노즐(16)에 대한 목표 토출량의 설정이 완료되면, 주제어부(50)에 의해 다음의 제어가 실행된다. 즉, 노즐(16)의 각각에 대하여 설정된 목표 토출량 Dt1, Dt2를 얻기 위해 필요한 구동 전압 Vx가 각각 구해진다. 그리고, 제1 실시예에서 설명한 스텝 108의 처리가, 구해진 각 구동 전압 Vx에 대하여 실행된다.
또한, 스텝 108의 판정 결과에 따라 스텝 109~ 스텝 112의 처리가 실행된다.
1개의 노즐(16)에 대하여 복수개의 목표 토출량 Dt를 설정하는 상황으로서 제2 및 제3 실시예와 동일하게, 도포 영역의 둘레 부분에 대한 토출량을 그 둘레 부분의 내측보다 적게 하는 경우가 고려된다.
그리고, 이 제4 실시예에 대하여, 제2 실시예를 조합시키는 것이 가능하다. 또, 이 제4 실시예에 대하여, 제3 실시예를 조합시키는 것도 가능하다.
또, 각 실시예의 적용예로서는, 도포 영역의 주위둘레 부분에 대한 토출량을 그 둘레 부분의 내측보다 적게 하는 경우에 한정되지 않고, 다음의 예가 있다.
즉, 기판 W상의 도포 영역 내에, 철부(凸部) 등의 장애물이 존재하고, 이 장애물의 일부가 1개의 노즐(16)에 의한 도포 라인(도포 개시점으로부터 도포 종료점까지의 노즐의 이동 궤적) 상에 대응하는 경우가 고려된다. 이와 같은 상황에서는, 목표 토출량 Dt가 같은 값으로 설정된 채로는, 다음의 (1) 및 (2)의 문제가 생긴다.
(1) 철부 등의 장애물의 높이가, 도포 영역 내에 형성하려는 박막의 막두께를 넘어 버릴 경우라도, 그 장애물 상에 액체가 불필요하게 도포되어 버린다. 그러므로, 박막이 장애물 부분에서 들떠 버린다.
(2) 철부 등의 장애물의 높이가, 도포 영역 내에 형성하려는 박막의 막두께보다 낮은 경우라도, 그 장애물 상에 액체가 불필요하게 도포되어 버릴 경우가 있다. 이 경우도, 박막이 장애물 부분에서 들떠 버린다.
이와 같은 상황에서는, 노즐(16)로부터의 액체의 토출량을, 철부 등의 장애물과 대응하는 위치에서 감소시키면 된다(영(零)을 포함함). 이로써, 상기의 문제를 해소할 수 있다.
액정 표시 장치의 제조 공정에 있어서, 유리 기판의 표면에 있어서의 기능성 박막의 형성에 이용 가능하다.

Claims (10)

  1. 기판 상에 액체를 분사(噴射) 도포하여 박막을 형성하는 도포 장치에 있어서,
    복수개의 노즐을 가지고, 이들 노즐마다의 구동 소자의 구동에 의해 각 노즐로부터 상기 기판 상에 액체를 토출(吐出)하는 헤드와,
    상기 각 구동 소자의 제어 인자(因子)와 상기 각 노즐의 토출량의 상관 데이터를 기억하는 기억 수단과,
    상기 각 노즐로부터 목표 토출량을 얻는데 필요한 상기 각 구동 소자의 제어 인자를 상기 상관(相關) 데이터로부터 구하는 연산 수단과,
    상기 연산 수단에 의해 구한 제어 인자를 상기 각 구동 소자에 대하여 설정하는 제어 수단, 및
    상기 제어 수단의 제어에 의하여 상기 상관 데이터를 상관 그래프로서 표시하는 표시 수단
    을 구비한 도포 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기억 수단은 상기 헤드에 설치되어 있는, 도포 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 각 구동 소자의 제어 인자의 허용 최대값 및 허용 최소값을 상기 상관 데이터로부터 검출하는 검출 수단과,
    상기 연산 수단에 의해 구해진 제어 인자가 상기 검출 수단에 의해 검출된 허용 최대값 및 허용 최소값의 범위 내에 들어가 있는지 여부를 판정하는 판정 수단과,
    상기 판정 수단의 판정 결과가 긍정인 경우에 상기 각 구동 소자의 구동을 허용하는 제어 수단과,
    상기 판정 수단의 판정 결과가 부정인 경우에 경고를 발하는 제어 수단을 더 구비한, 도포 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 판정 수단의 판정 결과가 부정인 경우에, 허용 조작에 따라 상기 각 구동 소자의 구동을 허용하는 제어 수단을 더 구비한, 도포 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 목표 토출량을 상기 노즐마다 설정하기 위한 조작 수단을 구비하고 있는, 도포 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 목표 토출량을 상기 각 노즐에 대하여 복수개의 상이한 값으로 설정하기 위한 조작 수단을 구비하고 있는, 도포 장치.
  7. 기판 상에 액체를 분사 도포하여 박막을 형성하는 도포 장치에 있어서,
    복수개의 노즐을 가지고, 이들 노즐마다의 구동 소자의 구동에 의해 각 노즐로부터 상기 기판 상에 액체를 토출하는 헤드와,
    상기 헤드에 설치된 헤드 제어부와,
    상기 헤드 제어부와의 사이에서 데이터의 송수신을 행하는 주제어부와,
    상기 헤드 제어부에 설치되고, 상기 각 구동 소자의 구동 전압과 상기 각 노즐의 토출량과의 상관 데이터를 기억하는 기억 수단과,
    상기 주제어부에 설치되고, 상기 기억 수단으로부터 상관 데이터를 취득하고, 취득한 상관 데이터에 따라 상기 각 노즐로부터 목표 토출량을 얻는데 필요한 상기 각 구동 소자의 구동 전압을 구하는 연산 수단과,
    상기 헤드에 설치되고, 상기 헤드 제어부의 제어 하에 상기 연산 수단에 의해 구해진 구동 전압을 상기 각 구동 소자에 가하는 구동 회로
    를 구비한 도포 장치.
  8. 각 구동 소자의 구동에 의해 각 노즐로부터 기판 상에 액체를 토출하는 헤드를 구비하고, 기판 상에 액체를 분사 도포하여 박막을 형성하는 도포 장치의 제어 방법에 있어서,
    상기 각 구동 소자의 제어 인자와 상기 각 노즐의 토출량과의 상관 데이터를 기억하여 두는 스텝과,
    상기 각 노즐로부터 목표 토출량을 얻는데 필요한 상기 각 구동 소자의 제어 인자를 상기 상관 데이터로부터 구하는 스텝과,
    상기 구한 제어 인자를 상기 각 구동 소자에 대하여 설정하는 스텝, 및
    상기 상관 데이터를 상관 그래프로서 표시 수단에 표시시키는 스텝
    을 포함하는 도포 장치의 제어 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
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