KR20080063100A - 액적 토출 장치, 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

액적 토출 장치, 및 디바이스 제조 방법 Download PDF

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도시아키 미코시바
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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 기능액의 물성 변화를 억제하면서, 간단한 구조로 기능액의 압력을 조정할 수 있는 액적 토출 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 액적 토출 장치는, 기능액의 액적을 토출하는 토출구가 형성된 토출면을 갖는 토출 헤드와, 토출 헤드와 유로를 통하여 접속되고, 토출 헤드에 공급하기 위한 기능액을 수용하는 제 1 공간을 형성하는 제 1 용기와, 제 1 용기를 수용하고, 제 1 용기와의 사이에서 제 2 공간을 형성하는 제 2 용기와, 제 2 공간의 압력을 조정하는 압력 조정 장치와, 제 1 용기의 기능액의 온도를 조정하는 온도 조정 장치를 구비한다. 제 1 용기의 적어도 일부는 압력 조정 장치의 동작에 따라 변형하는 막으로 형성되어 있다.
Figure P1020070134920
토출 헤드, 캡핑 부재, 와이핑 장치, 침지 장치, 유지 장치, 압력 조정 장치, 온도 조정 장치

Description

액적 토출 장치, 및 디바이스 제조 방법{LIQUID DROPLET EJECTION APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING DEVICE}
본 발명은 액적 토출 장치, 및 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
디바이스 패턴을 형성하기 위한 수법의 하나로서, 기능액의 액적으로 기판에 패턴을 형성하는 액적 토출법(잉크젯법)이 알려져 있다. 하기 특허문헌에는, 액적 토출법에 의거하여 기판에 패턴을 형성하는 액적 토출 장치(잉크젯 장치)에 관한 기술의 일례가 개시되어 있다.
[특허문헌 1] 일본 공개특허 평11-248926호 공보
액적 토출 장치는 액적을 토출하는 토출 헤드와, 토출 헤드와 유로(流路)를 통하여 접속되고, 기능액을 수용하는 공간을 형성하는 용기를 갖고 있다. 종래부터, 토출 헤드의 토출구로부터의 기능액의 누출 등을 억제하기 위하여, 예를 들면 토출 헤드에 접속되는 유로에 자기 밀봉 밸브 등의 밸브 기구를 설치하고, 그 밸브 기구를 이용하여 토출 헤드의 내부 공간의 압력을 조정하는 것이 행해지고 있다. 밸브 기구를 이용하는 경우, 예를 들면 밸브 기구의 유로에 기능액의 일부(예를 들면 기능액의 고체 성분, 용질)가 막히는 등의 불량이 발생할 가능성이 있다. 그러한 불량이 발생한 경우, 액적 토출 장치는 액적을 양호하게 토출할 수 없게 될 가능성이 있다. 또한, 밸브 기구의 유로에 막힌 기능액의 일부가 이물이 되어, 제조되는 디바이스의 성능을 열화시킬 가능성이 있다. 또한, 밸브 기구의 구조가 복잡해지면, 장치의 가격이 상승하거나, 보수 작업이 번잡해질 가능성이 있다. 또한, 기능액을 수용하는 공간의 용기의 구조에 따라서는, 기능액의 물성(物性)이 변화할 가능성이 있다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 기능액의 물성 변화를 억제하면서, 간단한 구조로 기능액의 압력을 조정할 수 있는 액적 토출 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 그 액적 토출 장치를 이용하는 디바이스 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 이하의 구성을 채용한다.
본 발명의 제 1 관점에 의하면, 기능액의 액적을 토출하는 토출구가 형성된 토출면을 갖는 토출 헤드와, 상기 토출 헤드와 유로를 통하여 접속되고, 상기 토출 헤드에 공급하기 위한 상기 기능액을 수용하는 제 1 공간을 형성하는 제 1 용기와, 상기 제 1 용기를 수용하고, 상기 제 1 용기와의 사이에서 제 2 공간을 형성하는 제 2 용기와, 상기 제 2 공간의 압력을 조정하는 압력 조정 장치와, 상기 제 1 용기의 기능액의 온도를 조정하는 온도 조정 장치를 구비하고, 상기 제 1 용기의 적어도 일부는 상기 압력 조정 장치의 동작에 따라 변형하는 막으로 형성되어 있는 액적 토출 장치가 제공된다.
본 발명의 제 1 관점에 의하면, 적어도 일부가 막으로 형성된 제 1 용기에 기능액을 수용하고, 그 제 1 용기를 제 2 용기로 수용하며, 제 1 용기와 제 2 용기 사이의 제 2 공간의 압력을 압력 조정 장치로 조정하도록 했으므로, 기능액의 물성 변화를 억제하면서, 간단한 구조로 기능액의 압력을 조정할 수 있다. 제 1 용기에 의해 형성되는 제 1 공간의 압력을, 예를 들면 진공 시스템을 포함하는 압력 조정 장치에 의해 직접적으로 조정하면, 그 제 1 공간에 수용되어 있는 기능액의 액체 성분(예를 들면 분산매, 용매)이 기화하여, 기능액의 농도 및/또는 점도가 변화할 가능성이 있다. 제 1 공간의 압력을 압력 조정 장치에 의해 직접적으로 조정하지 않고, 적어도 일부가 막으로 형성된 제 1 용기와 제 2 용기 사이의 공간의 압력을 압력 조정 장치에 의해 조정함으로써, 기능액의 기화를 억제하고, 기능액의 농도 및/또는 점도 등의 물성 변화를 억제하면서, 제 1 공간을 소정의 압력으로 조정할 수 있다. 또한, 기능액의 종류에 따라서는 온도의 변화에 따라 물성이 변화할 가능성이 있지만, 온도 조정 장치를 설치함으로써, 온도 변화에 기인하는 기능액의 물성 변화를 억제할 수 있다.
본 발명의 액적 토출 장치에서, 상기 압력 조정 장치는 상기 제 1 용기의 기능액의 표면과 상기 토출 헤드의 토출구의 위치 관계에 따라, 상기 제 2 공간의 압력을 조정하는 구성을 채용할 수 있다. 이에 의하면, 토출 헤드의 토출구로부터의 기능액의 누출을 억제하면서, 액적을 원하는 상태로 토출할 수 있다. 예를 들면, 유로에 기능액이 채워진 상태에서의 제 1 용기의 기능액의 표면과 토출 헤드의 토출구의 높이 방향(연직 방향)의 위치 관계, 소위 수두차(water head difference)에 따라 제 2 공간의 압력을 조정함으로써, 토출 헤드의 토출구로부터의 기능액의 누출을 억제하면서, 액적을 원하는 상태로 토출할 수 있다.
본 발명의 액적 토출 장치에서, 상기 제 1 용기의 기능액의 표면은 상기 토출 헤드의 토출구보다 상방(上方)에 배치되고, 상기 압력 조정 장치는 상기 제 2 공간을 감압하는 구성을 채용할 수 있다. 이에 의하면, 토출 헤드의 토출구로부터의 기능액의 누출을 억제하면서, 액적을 원하는 상태로 토출할 수 있다. 예를 들면, 토출구 근방의 압력이 대기압인 경우, 제 2 공간의 압력을 적어도 대기압보다 저하시킴으로써, 토출 헤드의 토출구로부터의 기능액의 누출을 억제하면서, 액적을 원하는 상태로 토출할 수 있다.
본 발명의 액적 토출 장치에서, 상기 유로에 대하여 상기 토출 헤드를 탈착가능하게 연결하는 연결 장치를 구비하고, 상기 토출 헤드가 상기 유로로부터 분리 될 때에, 상기 압력 조정 장치는 상기 제 2 공간을 감압하는 구성을 채용할 수 있다. 이에 의하면, 기능액의 누출을 억제하면서, 토출 헤드를 유로로부터 분리하거나, 새로운 토출 헤드와 교환할 수 있어, 보수 작업 등을 원활하게 실행할 수 있다.
본 발명의 액적 토출 장치에서, 상기 온도 조정 장치는 상기 제 1 용기의 기능액을 냉각하는 구성을 채용할 수 있다. 이에 의하면, 온도 변화에 기인하는 기능액의 물성 변화를 억제할 수 있다. 또한, 액적 토출 장치의 가동이 장기간 정지하는 경우(토출 헤드의 토출구로부터의 액적 토출 동작이 장기간 정지하는 경우)에서도, 제 1 용기의 기능액을 계속 냉각함으로써, 기능액의 물성 변화를 억제할 수 있다.
본 발명의 액적 토출 장치에서, 상기 온도 조정 장치는 상기 제 1 용기의 기능액의 온도를, 적어도 상기 토출 헤드의 토출구 근방의 온도보다 저하시키는 구성을 채용할 수 있다. 이에 의하면, 온도 변화에 기인하는 기능액의 물성 변화를 억제하면서, 토출 헤드의 토출구로부터 원하는 상태의 액적을 토출할 수 있다.
본 발명의 액적 토출 장치에서, 상기 제 2 용기에 형성되고, 상기 제 2 용기의 내측 공간과 외측 공간을 연통하는 개구와, 상기 개구를 개폐하는 개폐 기구를 구비한 구성을 채용할 수 있다. 이에 의하면, 개구를 통하여 각종 물체(매체)를 제 2 용기의 내측 공간과 외측 공간 사이에서 출입시킬 수 있다. 또한, 제 2 용기의 내측 공간의 압력을 조정할 때에는 개폐 기구에 의하여 개구를 닫음으로써, 제 2 용기의 내측 공간의 압력을 양호하게 조정할 수 있다.
본 발명의 액적 토출 장치에서, 상기 개구는 상기 제 1 용기를 상기 제 2 용기의 내측 공간과 외측 공간 사이에서 통과시키기 위한 제 1 개구, 및 상기 제 2 용기의 내측 공간을 대기 개방하기 위한 제 2 개구 중 적어도 한쪽을 포함하는 구성을 채용할 수 있다. 이에 의하면, 제 1 개구를 통하여 제 1 용기를 교환할 수 있다. 또한, 제 1 용기가 통과할 수 있는 제 1 개구와는 다른 제 2 개구를 설치함으로써, 예를 들면 제 2 공간이 감압되어 있는 상태에도, 개폐 기구를 조작하여 제 2 개구를 통하여 제 2 용기의 내측 공간과 외측 공간을 연통함으로써 제 2 공간을 대기 개방할 수 있다. 이에 의해, 제 1 용기의 교환 동작을 원활하게 실행할 수 있다.
본 발명의 제 2 관점에 의하면, 상술한 액적 토출 장치를 이용해서 기판에 액적을 토출하여 상기 기판에 패턴을 형성하는 동작과, 상기 기판의 액적을 건조하는 동작을 포함하는 디바이스의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제 2 관점에 의하면, 기능액의 물성 변화를 억제하면서, 간단한 구조로 기능액의 압력을 조정할 수 있는 액적 토출 장치를 이용하여, 원하는 성능을 갖는 디바이스를 제조할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 이하의 설명에서는 XYZ 직교 좌표계를 설정하고, 이 XYZ 직교 좌표계를 참조하면서 각 부재의 위치 관계에 대하여 설명한다. 그리고, 수평면 내의 소정 방향을 X축 방향, 수평면 내에서 X축 방향과 직교하는 방향을 Y축 방향, X축 방향 및 Y축 방향 각각과 직교하는 방향(즉, 연직 방향)을 Z축 방향이라고 한다. 또한, X축, Y축, 및 Z축 주위의 회전(경사) 방향을 각각, θX, θY, 및 θZ 방향이라고 한다.
<제 1 실시예>
제 1 실시예에 대하여 설명한다. 도 1은 제 1 실시예에 따른 액적 토출 장치(IJ)를 나타낸 개략 구성도, 도 2는 제 1 실시예에 따른 액적 토출 장치(IJ)의 일부를 나타낸 사시도이다.
액적 토출 장치(IJ)는 기능액의 액적(D)을 기판(P)에 토출함으로써, 기판(P)에 디바이스 패턴을 형성한다. 액적 토출 장치(IJ)는 기능액의 액적(D)을 토출하는 토출구(1)가 형성된 토출면(2)을 갖는 토출 헤드(3)와, 토출면(2)과 대향하는 제 1 위치(A1)를 포함하는 소정 영역에서 토출 헤드(3)에 대하여 이동할 수 있으며, Y축을 따라 배치된 복수의 이동체(4, 5, 6, 7)와, 복수의 이동체(4, 5, 6, 7)를 Y축을 따라 이동시키는 구동 장치(8)와, 토출 헤드(3)에 유로를 통하여 접속되고, 토출 헤드(3)에 공급하기 위한 기능액을 수용하는 기능액 수용 장치(9)와, 액적 토출 장치(IJ) 전체의 동작을 제어하는 제어 장치(10)를 구비하고 있다.
본 실시예의 액적 토출 장치(IJ)는 복수의 토출헤드(3)를 구비한 멀티 헤드 타입의 액적 토출 장치로서, 복수의 토출 헤드(3)를 지지하는 캐리지 부재(11)를 갖는다. 또한, 액적 토출 장치(IJ)는 토출 헤드(3)의 구동을 제어하는 구동 회로를 포함하는 제어기(12)를 갖는다. 제어기(12)는 제어 장치(10)의 지령에 의거하여 토출 헤드(3)를 구동한다.
본 실시예에서, 기판(P)은, 예를 들면 일본 공개특허 2006-114593호 공보, 일본 공개특허 2006-261146호 공보 등에 개시되어 있는 바와 같은, 저온 동시 소성 세라믹스(LTCC: Low Temperature Co-fired Ceramics) 다층 회로 기판을 형성하기 위한 기판으로서, 소성 전의 LTCC 기판(그린 시트(green sheet))을 포함한다. 또한, 기능액은, 예를 들면 일본 공개특허 2005-34837호 공보에 개시되어 있는 바와 같은, 도전성 미립자를 소정의 분산매로 분산한 것을 포함한다. 본 실시예에서는, 기능액의 도전성 미립자는 은 미립자(유기은 화합물, 산화은 나노입자를 포함함)를 주성분으로 하고, 분산매는 물을 주성분으로 한다. 본 실시예에서는, 액적 토출 장치(IJ)가 소성 전의 LTCC 기판(그린 시트)에 은 미립자를 포함하는 기능액의 액적(D)을 토출하고, 그 액적(D)으로 기판(그린 시트)에 배선 패턴을 형성하는 경우를 예로 들어 설명한다.
액적 토출 장치(IJ)는 적어도 3개의 이동체를 갖는다. 본 실시예에서는, 액적 토출 장치(IJ)는 4개의 이동체(4, 5, 6, 7)를 갖는다. 제 1 이동체(4)는 Y축을 따라 배치된 4개의 이동체 중, 가장 －Y측에 배치되어 있고, 제 4 이동체(7)는 가장 ＋Y측에 배치되어 있다. 즉, 제 1 이동체(4)와 제 4 이동체(7)는 Y축을 따라 배치된 4개의 이동체(4, 5, 6, 7) 중, Y축 방향에 관하여 양단(兩端)에 배치되어 있다. 제 2 이동체(5) 및 제 3 이동체(6)는 제 1 이동체(4)와 제 4 이동체(7) 사이에 배치되어 있다. 제 2 이동체(5)는 제 3 이동체(6)의 －Y측에 배치되어 있다.
제 1 이동체(4)는 액적(D)으로 패턴이 형성되는 기판(P)을 유지하면서 이동할 수 있다. 제 2, 제 3, 제 4 이동체(5, 6, 7)는 토출 헤드(3)를 보수하는 보수 장치를 포함한다. 본 실시예에서는, 제 2 이동체(5)는 토출 헤드(3)의 토출면(2) 을 덮는 캡핑(capping) 장치(13)를 포함한다. 제 3 이동체(6)는 토출 헤드(3)의 토출면(2)의 이물(異物)을 닦는 와이핑(wiping) 장치(14)를 포함한다. 제 4 이동체(7)는 토출 헤드(3)의 적어도 일부를 기능액 이외의 액체에 담그는 침지 장치(15)를 포함한다.
액적 토출 장치(IJ)는 각 이동체(4, 5, 6, 7)를 이동할 수 있도록 지지하는 지지면(16)을 갖는 베이스 부재(17)를 구비하고 있다. 각 이동체(4, 5, 6, 7) 각각은 지지면(16)을 따라 이동할 수 있다. 본 실시예에서는, 지지면(16)은 XY 평면과 거의 평행하다. 또한, 본 실시예에서는, 베이스 부재(17)의 지지면(16)과, 그 지지면(16)과 대향하는 각 이동체(4, 5, 6, 7)의 대향면 사이에 에어 베어링(air bearing)이 형성되어 있다. 각 이동체(4, 5, 6, 7)는 에어 베이링에 의해 지지면(16)에 대하여 비접촉으로 지지된다.
또한, 액적 토출 장치(IJ)는 복수의 이동체(4, 5, 6, 7)의 Y축 방향으로의 이동을 안내하는 가이드 부재(18)를 구비하고 있다. 가이드 부재(18)는 Y축 방향으로 긴 봉(棒) 형상의 부재로서, 지지면(16)의 위에 배치되어 있다. 본 실시예에서는, 가이드 부재(18)의 양단은 가이드 부재(18)의 외측에 배치된 지지 부재(19)로 지지되어 있다. 지지 부재(19)는 바닥면(20)에 지지되어 있다. 또한, 베이스 부재(17)는 바닥면(20)에 지지되어 있는 지지 부재(21)로 지지되어 있다.
본 실시예에서는, 구동 장치(8)는 리니어 모터를 포함하고, 복수의 이동체(4, 5, 6, 7) 각각을 독립적으로 이동시킬 수 있다. 구동 장치(8)는 가이드 부재(18)에 배치된 리니어 모터의 고정자(22)와, 가이드 부재(18)와 대향하는 각 이 동체(4, 5, 6, 7)의 대향면 각각에 배치된 리니어 모터의 가동자(23, 24, 25, 26)를 갖는다. 제어 장치(10)는 리니어 모터를 포함하는 구동 장치(8)를 이용하여 각 이동체(4, 5, 6, 7) 각각을 베이스 부재(17) 위에서 독립적으로 이동시킬 수 있다.
또한, 액적 토출 장치(IJ)는 토출 헤드(3)와 다른 위치에 배치되고, 제 1 이동체(4)에 기판(P)을 반입하는 동작, 및 제 1 이동체(4)로부터 기판(P)을 반출하는 동작 중 적어도 한쪽을 실행하는 기판 반송 장치(27)를 구비하고 있다. 기판 반송 장치(27)의 근방에는 기판(P)을 수용할 수 있는 기판 수용 장치(28)가 배치되어 있다.
기판 반송 장치(27)는 Y축 방향에 관하여 제 1 위치(A1)와 다른 제 2 위치(A2)에 배치된 제 1 이동체(4)에 기판(P)을 반입하는 동작, 및 제 1 이동체(4)로부터 기판(P)을 반출하는 동작 중 적어도 한쪽을 실행한다. 제 1 위치(A1)와 제 2 위치(A2)는 Y축 방향에 관하여 떨어져 있다. 본 실시예에서는, 제 1 위치(A1)는 제 2 위치(A2)의 ＋Y측의 위치이다. 제 1 이동체(4)는 토출 헤드(3)의 토출면(2)과 대향하는 제 1 위치(A1)와, 기판 반송 장치(27) 근방의 제 2 위치(A2) 사이를 베이스 부재(17)의 지지면(16)을 따라 이동할 수 있다.
기판 반송 장치(27)는, 예를 들면 기판 수용 장치(28)에 수용되어 있는 기판(P)을 제 2 위치(A2)에 배치된 제 1 이동체(4)에 반입할 수 있다. 또한, 기판 반송 장치(27)는 제 2 위치(A2)에 배치된 제 1 이동체(4)로부터 기판(P)을 반출하여, 기판 수용 장치(28)에 수용할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 액적 토출 장치(IJ)는 제 1 이동체(4)의 이동 경로 의 적어도 일부에 배치되고, 제 1 이동체(4)의 열의 주변으로의 방산(放散)을 차단하는 단열 부재(29)를 구비하고 있다. 단열 부재(29)는 제 1 이동체(4)를 포함하는 각 이동체(5, 6, 7)의 이동을 방해하지 않도록, 베이스 부재(17)의 소정 위치에 부착되어 있다.
또한, 액적 토출 장치(IJ)는 상술한 토출 헤드(3), 캐리지 부재(11), 이동체(4, 5, 6, 7), 베이스 부재(17), 가이드 부재(18), 기판 반송 장치(27), 기판 수용 장치(28), 단열 부재(29), 기능액 수용 장치(9), 제어기(12), 및 제어 장치(10) 등의 각 기기, 부재 등을 수용하는 챔버(chamber) 본체(30)와, 챔버 본체(30)의 내측 공간의 환경(압력, 온도, 습도, 클린(clean)도 등)을 조정할 수 있는 공조 장치(31)를 갖는 챔버 장치(32)를 구비하고 있다.
본 실시예에서는, 챔버 장치(32)는 적어도 토출구(1) 근방의 압력이 거의 대기압이 되도록 챔버 본체(30)의 내측 공간의 압력을 조정한다. 또한, 본 실시예에서는, 챔버 장치(32)는 적어도 토출구(1) 근방의 온도가 거의 상온(예를 들면 22℃)이 되도록 챔버 본체(30)의 내측 공간의 온도를 조정한다.
도 3 및 도 4를 참조하면서, 토출 헤드(3)에 대하여 설명한다. 도 3은 캐리지 부재(11)에 지지된 복수의 토출 헤드(3)를 하측으로부터 본 도면, 도 4는 토출 헤드(3)의 구조의 일례를 설명하기 위한 단면도이다.
본 실시예의 토출 헤드(3)는 피에조 소자(압전 소자)(33)에 소정의 구동 신호를 공급하고, 그 피에조 소자(33)를 변형시킴으로써, 기능액을 수용한 공간(34)의 압력을 가요성의 진동판(막)(35)을 통하여 변동시켜, 그 압력의 변동을 이용하 여, 토출구(1)로부터 기능액의 액적(D)을 토출하는, 소위 전기 기계 변환 방식의 토출 헤드이다. 제어기(12)는 제어 장치(10)의 지령에 의거하여 토출 헤드(3)를 구동한다. 제어기(12)는 토출 헤드(3)의 피에조 소자(33)에 소정의 구동 신호를 공급하고, 그 구동 신호에 따른 크기의 액적(D)을 토출구(1) 각각으로부터 토출할 수 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 액적 토출 장치(IJ)는 복수의 토출 헤드(3)를 갖는다. 복수의 토출 헤드(3)는 캐리지 부재(11)에 지지되어 있다. 토출 헤드(3)는 기능액의 액적(D)을 토출하는 토출구(토출 노즐)(1)가 형성된 토출면(노즐 형성면)(2)을 갖는다. 토출면(2)은 소정 방향으로 긴 형상(본 실시예에서는 거의 직사각형)을 갖는다. 토출구(1)는 토출면(2)에서 소정 방향(토출면(2)의 길이 방향)을 따라 복수 형성되어 있다. 본 실시예에서는, 복수의 토출구(1)가 나열되는 소정 방향은 XY 평면 내에서 X축 방향에 대하여 경사지는 방향이다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 토출 헤드(3)는 헤드 본체(36)와, 헤드 본체(36)의 하단(下端)에 배치된 플레이트 부재(노즐 플레이트)(37)를 갖는다. 토출구(1)는 플레이트 부재(37)에 형성되어 있다. 플레이트 부재(37)는 상하 방향으로 관통하는 구멍을 복수 갖는다. 토출면(2)은 플레이트 부재(37)에 배치되어 있다.
본 실시예에서는, 토출 헤드(3)(플레이트 부재(37))의 토출면(2)은 하측(－Z측)을 향하고 있다. 토출 헤드(3)로부터의 액적(D)이 토출(공급)되는 기판(P)의 표면은 토출 헤드(3)의 토출면(2)과 대향하도록 상측(＋Z측)을 향하고 있다. 제 1 이동체(4)는 기판(P)의 표면이 상측(＋Z측)을 향하도록 기판(P)을 유지한다. 또 한, 토출 헤드(3)의 토출면(2)은 XY 평면과 거의 평행하다. 제 1 이동체(4)는 기판(P)의 표면과 XY 평면이 거의 평행해지도록 기판(P)을 유지한다. 제어 장치(10)는 토출 헤드(3)의 토출면(2)과 제 1 이동체(4)에 유지된 기판(P)의 표면 사이의 거리(플래튼 갭(platen gap))를 소정의 값(예를 들면 600㎛)으로 유지한 상태에서 토출구(1)로부터 기판(P)에 액적(D)을 토출한다.
또한, 토출 헤드(3)는 플레이트 부재(37)(토출구(1))의 상방에 형성된 캐비티(공간)(34)와, 캐비티(34)의 상방에 배치된 가요성의 판(진동판)(35)과, 진동판(35)의 상방에 배치된 피에조 소자(33)를 갖는다. 캐비티(34)는 복수의 토출구(1) 각각에 대응하도록 복수 형성되어 있다. 캐비티(34)는 유로를 통하여 기능액 수용 장치(9)와 접속된다. 캐비티(34)는 기능액 수용 장치(9)로부터의 기능액을 수용하고, 토출구(1)에 공급한다.
진동판(35)은 상하 방향으로 진동함으로써, 캐비티(34)의 압력(용적)을 변동할 수 있다. 피에조 소자(33)는 진동판(35)을 상하 방향으로 진동할 수 있다. 피에조 소자(33)는 복수의 토출구(1) 각각에 대응하도록 복수 배치되어 있다. 피에조 소자(33)는 제어기(12)로부터의 구동 신호에 의거하여 진동판(35)을 진동시켜, 캐비티(34)의 압력을 변동시킴으로써, 토출구(1)로부터 기능액의 액적(D)을 토출시킨다.
또한, 제어기(12)는, 예를 들면 일본 공개특허 2001-58433호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 피에조 소자(33)에 공급하는 구동 신호(구동 파형)를 조정하여, 토출구(1) 각각으로부터 토출되는 액적(D)의 양(크기, 체적)을 조정할 수 있 다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 액적 토출 장치(IJ)는 복수의 토출 헤드(3)를, 그 복수의 토출 헤드(3)의 위치가 거의 움직이지 않도록 유지하는 유지 장치(38)를 구비하고 있다. 유지 장치(38)는 캐리지 부재(11)와, 그 캐리지 부재(11)를 지지하는 지지 기구(39)를 포함한다. 본 실시예에서는, 지지 기구(39)는 챔버 본체(30)의 천장면(내면)에 고정되어 있다. 즉, 본 실시예에서는, 복수의 토출 헤드(3)는 캐리지 부재(11) 및 지지 기구(39)를 포함하는 유지 장치(38)를 통하여 챔버 본체(30)의 천장면(내면)에 대하여 거의 움직이지 않도록 유지되어 있다.
본 실시예에서는, 지지 기구(39)는 캐리지 부재(11)를 미동(微動)할 수 있는 액추에이터를 포함한다. 지지 기구(39)는 캐리지 부재(11)를 X축, Y축, Z축, θX, θY, 및 θZ 방향의 6자유도의 방향으로 미동할 수 있다.
다음으로, 도 5를 참조하면서, 제 1 이동체(4)에 대하여 설명한다. 도 5의 (a)는 제 1 이동체(4)를 나타낸 사시도, 도 5의 (b)는 제 1 이동체(4)를 －Y측으로부터 본 도면이다.
제 1 이동체(4)는 액적(D)으로 패턴이 형성되는 기판(P)을 유지하면서 이동할 수 있다. 제 1 이동체(4)는 리니어 모터의 가동자(23)를 갖는 제 1 가동 부재(40)와, 제 1 가동 부재(40)에 탑재되고, 기판(P)을 유지하는 유지 기구(41)를 갖는 홀더 부재(42)를 구비한다. 베이스 부재(17)의 지지면(16)과 대향하는 제 1 가동 부재(40)의 하면(下面)에는 에어 베어링(43)이 형성되어 있다. 제 1 가동 부재(40)는 에어 베어링(43)에 의해 지지면(16)에 대하여 비접촉으로 지지된다. 제 1 이동체(4)의 홀더 부재(42)는 기판(P)의 표면과 토출 헤드(3)의 토출면(2)이 대향하도록, 또한, 기판(P)의 표면과 XY 평면이 거의 평행해지도록, 기판(P)을 유지한다.
상술한 바와 같이, 본 실시예의 기판(P)은 그린 시트를 포함하고, 그 그린 시트에는 두께 방향으로 관통하는 구멍(비어)이 형성되어 있다. 기판(P)(그린 시트)의 이면(裏面)에는, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)로 형성된 필름(F)이 부착되어 있고, 제 1 이동체(4)의 홀더 부재(42)는 필름(F)에 지지된 상태의 기판(P)을 유지한다. 즉, 본 실시예에서는, 제 1 이동체(4)의 홀더 부재(42)는 필름(F)을 통하여 기판(P)(그린 시트)을 유지한다.
제 1 가동 부재(40)의 하면에는 가이드 부재(18)를 배치할 수 있는 오목부(44)가 형성되어 있다. 제 1 가동 부재(40)의 오목부(44)의 내면은 가이드 부재(18)와 대향한다. 상술한 바와 같이, 가이드 부재(18)에는 리니어 모터의 고정자(22)가 배치되어 있다. 가이드 부재(18)와 대향하는 제 1 가동 부재(40)의 오목부(44)의 내면에는 리니어 모터의 가동자(23)가 배치된다. 고정자(22) 및 가동자(23)를 포함하는 구동 장치(8)는 제 1 가동 부재(40)를 Y축 방향으로 이동시킬 수 있다. 또한, 제 1 가동 부재(40)의 Y축 방향으로의 이동에 따라, 그 제 1 가동 부재(40)에 탑재되어 있는 홀더 부재(42)(기판(P))도 제 1 가동 부재(40)와 함께 Y축 방향으로 이동한다.
본 실시예에서는, 제 1 가동 부재(40)와 홀더 부재(42) 사이에는 복수의 액추에이터(45)가 배치되어 있다. 액추에이터(45)는, 예를 들면 피에조 소자를 포함 한다. 제어 장치(10)는 이들 액추에이터(45)를 제어함으로써, 제 1 가동 부재(40) 위에서, 기판(P)을 유지한 홀더 부재(42)를 이동(미동)시킬 수 있다. 본 실시예에서는, 기판(P)을 유지한 홀더 부재(42)는 액추에이터(45)에 의해 제 1 가동 부재(40) 위에서, X축, Y축, Z축, θX, θY, 및 θZ 방향의 6자유도의 방향으로 이동(미동)할 수 있다.
토출 헤드(3)로부터 토출된 액적(D)을 기판(P)에 공급하기 위하여, 제어 장치(10)는 구동 장치(8)를 이용하여 제 1 이동체(4)를 이동시켜, 토출 헤드(3)의 토출면(2)과 대향하는 제 1 위치(A1)에 제 1 이동체(4)(홀더 부재(42))에 유지되어 있는 기판(P)을 배치한다. 또한, 제어 장치(10)는 제 1 가동 부재(40)와 홀더 부재(42) 사이에 배치되어 있는 액추에이터(45)를 이용하여, 토출면(2)의 토출구(1)로부터 토출된 액적(D)이 기판(P)의 소정 위치에 공급되도록, 토출 헤드(3)의 토출면(2)과 제 1 이동체(4)에 유지되어 있는 기판(P)의 표면 사이의 거리(플래튼 갭), 토출 헤드(3)의 토출면(2)과 제 1 이동체(4)에 유지되어 있는 기판(P)의 표면과의 경사 방향(θX, θY 방향)의 위치 관계, 및 회전 방향(θZ 방향)의 위치 관계를 조정한다. 제어 장치(10)는 액추에이터(45)를 이용하여, 토출 헤드(3)의 토출면(2)과 기판(P)의 표면이 거의 평행해지도록, 또한, 플래튼 갭이 소정의 값이 되도록, 토출 헤드(3)의 토출면(2)과 제 1 이동체(4)에 유지되어 있는 기판(P)의 표면의 위치 관계를 조정한다.
또한, 본 실시예에서는, 토출 헤드(3)의 토출면(2)과 대향할 수 있는 홀더 부재(42)의 상면(上面) 중, 기판(P)을 유지하는 유지 기구(41)의 Y축 방향 양측에 는 플러싱 영역(46)이 설치되어 있다. 플러싱 영역(46)은 토출 헤드(3)의 토출구(1)로부터 토출된 액적(D)을 흡수할 수 있는 다공(多孔) 부재의 상면으로 형성되어 있다. 다공 부재는, 예를 들면 스폰지 형상의 부재를 포함한다. 제어 장치(10)는 토출 헤드(3)로부터 기판(P)에 액적(D)을 공급하기 전에, 토출 헤드(3)의 토출구(1)와 홀더 부재(42)의 플러싱 영역(46)을 대향시킨 상태로, 토출구(1)로부터 액적(D)을 미리 토출하는 동작, 소위 플러싱 동작을 실행한다.
또한, 제 1 이동체(4)는 기판(P)을 가열하는 가열 장치(47)를 갖는다. 가열 장치(47)는 홀더 부재(42)에 설치되어 있다. 제어 장치(10)는 홀더 부재(42)의 가열 장치(47)를 이용하여, 그 홀더 부재(42)에 유지되어 있는 기판(P)을 가열할 수 있다.
가열 장치(47)는 토출 헤드(3)의 토출구(1)로부터 토출되어 기판(P)에 공급된(접촉한) 액적(D)에 포함되는 액체 성분을 순간적으로 기화(氣化)할 수 있다. 액적 토출 장치(IJ)는 가열 장치(47)를 이용하여 기판(P)을 가열하면서, 그 가열된 기판(P)에 토출 헤드(3)의 토출구(1)로부터 액적(D)을 공급함으로써, 기판(P)에 접촉한 액적(D)을 순간적으로 건조할 수 있다.
또한, 기판(P)을 가열하면서, 그 기판(P)에 액적(D)을 공급함으로써, 피닝(pinning) 현상을 발생시킬 수 있다. 기판(P)에 공급된 후의 액적(D)의 건조 과정에서는, 액적(D)의 가장자리부에서의 고형분 농도가 포화 농도에 달하면, 그 가장자리부에서 고형분이 국소적으로 석출(析出)한다. 그러면, 그 석출한 고형분에 의해 액적(D)의 가장자리부가 핀 고정된 것과 같은 상태가 되어, 그 이후의 건조에 따른 액적(D)의 수축(외경의 수축)이 억제된다. 이러한, 가장자리부에 석출한 고형분에 의해 건조에 따른 액적(D)의 수축이 억제되는 현상(피닝 현상)을 발생시킴으로써, 기판(P)에 형성되는 패턴(본 실시예에서는 배선 패턴)의 에지(edge)(외형)를 양호하게 규정할 수 있다.
또한, 예를 들면 일본 공개특허 2005-28276호 공보, 일본 공개특허 2005-144324호 공보 등에 개시되어 있는 바와 같이, 기판(P)의 표면에 배치된 액적(D)의 건조 조건, 대류 조건 등을 조정하여, 기판(P)에 토출(공급)된 액적(D)에 피닝 현상을 발생시키도록 해도 된다.
이하의 설명에서, 제 1 이동체(4)의 기판(P)을 제 1 위치(A1)에 배치하고, 그 기판(P)에 패턴을 형성하기 위한 액적(D)을 토출구(1)로부터 토출하는 처리를 적절히, 패턴 형성 처리라고 칭한다.
다음으로, 도 6 및 도 7을 참조하면서, 제 2 이동체(5)에 대하여 설명한다. 도 6은 제 2 이동체(5)를 －X측으로부터 본 도면, 도 7은 제 2 이동체(5)의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 제 2 이동체(5)는 토출 헤드(3)의 토출면(2)을 덮는 캡핑 장치(13)를 포함한다.
캡핑 장치(13)는 토출 헤드(3)의 토출면(2)을 덮는 캡 부재(48)를 구비한다. 캡 부재(48)는 토출 헤드(3)와 대향할 수 있는 상면과, 그 상면에 형성되고, 토출 헤드(3)의 토출면(2)과의 사이에서 밀폐된 공간(49)을 형성할 수 있는 캡부(50)를 갖는다. 캡부(50)는 캡 부재(48)의 상면에 형성된 오목부(홈)를 포함하고, 그 오목부에 의해 토출 헤드(3)의 토출면(2)과의 사이에서 공간(49)을 형성할 수 있다. 캡부(50)는 복수의 토출 헤드(3)에 대응하도록 복수 설치되어 있다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 캡핑 장치(13)는 토출 헤드(3)의 토출면(2) 전부를 캡부(오목부)(50)의 내측에 배치할 수 있다. 캡핑 장치(13)는, 예를 들면 캡부(오목부)(50)의 내측면의 상단(上端)과, 토출면(2)의 외측의 토출 헤드(3)(플레이트 부재(37))의 측면을 접촉시킴으로써 공간(49)을 형성한다.
또한, 캡핑 장치(13)는 캡부(오목부)(50)의 저면에 형성되고, 공간(49)의 유체(流體)를 흡인할 수 있는 흡인구(53)과, 흡인구(53)와 유로(54)를 통하여 접속된 진공 시스템(55)을 갖는다.
제 2 이동체(5)는 리니어 모터의 가동자(24)를 갖는 제 2 가동 부재(51)를 갖고, 캡핑 장치(13)의 캡 부재(48)는 제 2 가동 부재(51) 위에 탑재되어 있다. 상술한 제 1 가동 부재(40)와 마찬가지로, 베이스 부재(17)의 지지면(16)과 대향하는 제 2 가동 부재(51)의 하면에는 에어 베어링이 형성되어 있고, 제 2 가동 부재(51)는 지지면(16)에 대하여 비접촉으로 지지된다. 또한, 상술한 제 1 가동 부재(40)와 마찬가지로, 제 2 가동 부재(51)의 하면에는 가이드 부재(18)를 배치할 수 있는 오목부가 형성되어 있고, 가동자(24)는 가이드 부재(18)와 대향하는 제 2 가동 부재(51)의 오목부의 내면에 배치되어 있다. 고정자(22) 및 가동자(24)를 포함하는 구동 장치(8)는 제 2 가동 부재(51)를 Y축 방향으로 이동시킬 수 있다. 또한, 제 2 가동 부재(51)의 Y축 방향으로의 이동에 따라, 그 제 2 가동 부재(51)에 탑재되어 있는 캡핑 장치(13)의 캡 부재(48)도 제 2 가동 부재(51)와 함께 Y축 방향으로 이동한다.
또한, 상술한 제 1 이동체(4)와 마찬가지로, 제 2 가동 부재(51)와 캡 부재(48) 사이에는 복수의 액추에이터(52)가 배치되어 있다. 제어 장치(10)는 이들 액추에이터(52)를 제어함으로써, 제 2 가동 부재(51) 위에서 캡 부재(48)를 이동(미동)시킬 수 있다. 본 실시예에서는, 캡 부재(48)는 액추에이터(52)에 의하여 제 2 가동 부재(51) 위에서, X축, Y축, Z축, θX, θY 및 θZ 방향의 6자유도 방향으로 이동(미동)할 수 있다.
캡 부재(48)에서 토출 헤드(3)의 토출면(2)을 덮기 위해서, 제어 장치(10)는 구동 장치(8)를 이용하여 제 2 이동체(5)를 이동시켜, 토출 헤드(3)의 토출면(2)과 대향하는 제 1 위치(A1)에 제 2 이동체(5)의 캡핑 장치(13)를 배치한다. 그리고, 제어 장치(10)는 제 2 가동 부재(51)와 캡 부재(48) 사이에 배치되어 있는 액추에이터(52)를 이용하여, 토출 헤드(3)의 토출면(2)과 캡 부재(48)의 캡부(50) 사이에 공간(49)이 형성되도록, 토출 헤드(3)의 토출면(2)과 캡 부재(48)의 캡부(50)의 위치 관계를 조정한다. 예를 들면, 제어 장치(10)는 액추에이터(52)를 이용하여 캡 부재(51)를 ＋Z 방향으로 이동시킨다. 이에 의해, 토출면(2)이 캡부(50)의 내측에 배치되고, 캡부(50)의 내측면의 상단과, 토출면(2)의 외측의 토출 헤드(3)(플레이트 부재(37))의 측면이 접촉하여, 공간(49)이 형성된다.
캡핑 장치(13)는 토출 헤드(3)의 토출면(2)과 캡부(50) 사이에서 공간(49)을 형성한 상태에서 진공 시스템(55)을 구동함으로써, 공간(49)의 유체를 흡인구(53)를 통하여 흡인할 수 있다. 캡핑 장치(13)는 흡인구(53)로부터 공간(49)의 유체(주로 기체)를 흡인하여, 공간(49)을 부압(負壓)으로 할 수 있다. 캡핑 장치(13) 는 공간(49)을 부압으로 함으로써, 캐비티(34) 등, 토출 헤드(3)의 내부의 기능액을 토출구(1)를 통하여 흡인할 수 있다. 캡핑 장치(13)는 공간(49)의 유체를 흡인함으로써, 토출 헤드(3)의 내부에서 토출구(1)를 향하는 기능액의 흐름을 생성할 수 있다.
또한, 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한 캡핑 장치(13)는 주로 토출 헤드(3)의 기능액을 흡인하는 흡인 기능을 갖지만, 토출면(2)(토출구(1))의 건조를 억제하는 기능(보습 기능)을 갖고 있어도 된다. 예를 들면, 캡부(50)의 내측에 젖은 다공 부재(메쉬 부재)를 배치하고, 그 젖은 다공 부재를 포함하는 캡부(50)와 토출 헤드(3)의 토출면(2)을 대향시킴으로써, 토출면(2)의 건조를 억제할 수 있다. 즉, 토출면(2)과 캡부(50)로 형성되는 공간(49)의 내측에 젖은 다공 부재를 배치함으로써, 토출면(2)의 건조를 억제할 수 있다.
이하의 설명에서, 제 2 이동체(5)를 제 1 위치(A1)에 배치하여, 토출면(2)과 캡부(5)를 대향시켜, 토출면(2)을 캡 부재(48)로 덮는 처리를 적절히, 캡핑 처리라고 칭한다.
다음으로, 도 8 및 도 9를 참조하면서, 제 3 이동체(6)에 대하여 설명한다. 도 8은 제 3 이동체(6)를 －X측으로부터 본 도면, 도 9는 제 3 이동체(6)의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 제 3 이동체(6)는 토출 헤드(3)의 토출면(2)의 이물을 닦는 와이핑 장치(14)를 포함한다. 토출 헤드(3)의 토출면(2)의 이물은 액적을 포함한다. 액적은 기능액의 액적(D), 및 침지 장치(15)의 액체의 액적 중 적어도 한쪽을 포함한다.
와이핑 장치(14)는 토출 헤드(3)의 토출면(2)과 대향한 상태로, 토출면(2)에 대하여 상대적으로 이동할 수 있는 와이핑면(56)을 갖는 와이핑 부재(57)와, 와이핑 부재(57)의 와이핑면(56)을 이동시키기 위한 구동 기구(58)와, 와이핑 부재(57) 및 구동 기구(58)를 수용하는 하우징 부재(59)를 갖는다.
와이핑 부재(57)의 적어도 일부는 토출 헤드(3)와 대향할 수 있는 하우징 부재(59)의 상면에 형성된 개구(60)로부터 노출(돌출)되어 있어, 토출 헤드(3)의 토출면(2)과 대향할 수 있다. 와이핑 장치(14)는 토출 헤드(3)의 토출면(2)과 와이핑 부재(57)의 와이핑면(56)을 대향시킨 상태로, 토출면(2)에 대하여 와이핑 부재(57)의 와이핑면(56)을 이동시킴으로써, 그 와이핑면(56)에서 토출 헤드(3)의 토출면(2)에 부착해 있는 이물을 닦을(제거할) 수 있다.
본 실시예에서는, 와이핑 부재(57)는 시트 형상의 부재이다. 와이핑 부재(57)는 액체를 흡수할 수 있는 재료로 형성되어 있다. 와이핑 부재(57)는, 예를 들면 부직포를 포함한다. 또한, 와이핑 부재(57)는, 예를 들면 폴리에스테르 등의 직포(織布)여도 된다. 액체를 흡수할 수 있는 재료로 와이핑 부재(57)를 형성함으로써, 토출 헤드(3)의 토출면(2)에 부착해 있는 이물이 액적인 경우, 그 액적(이물)을 양호하게 제거할 수 있다.
와이핑 부재(57)의 와이핑면(56)을 이동시키기 위한 구동 기구(58)는 와이핑 부재(57)를 지지하면서 회전하는 복수의 롤러를 갖는다. 구동 기구(58)는 하우징 부재(59)의 내측에 배치되고, 시트 형상의 와이핑 부재(57)를 풀어내는 풀기 롤러(61)와, 와이핑 부재(57)를 감는 감기 롤러(62)와, 토출 헤드(3)의 토출면(2)에 가장 가까운 위치에 배치되고, 토출헤드(3)의 토출면(2)과 대향하는 와이핑 부재(57)의 와이핑면(56)과 반대측의 면을 지지하는 지지 롤러(63)를 갖는다. 풀기 롤러(61), 및 감기 롤러(62) 각각은 회전 모터 등의 액추에이터(64, 65)에 의해 회전한다. 와이핑 장치(14)는 액추에이터(64, 65)를 제어하여, 와이핑 부재(57)의 와이핑면(56)을 소정 속도로 이동(주행)시킨다. 또한, 구동 기구(58)는 와이핑 부재(57)의 이동(주행)을 안내하는 가이드 롤러, 및 와이핑 부재(57)의 장력을 조정할 수 있는 텐션(tension) 롤러를 구비한다.
제 3 이동체(6)는 리니어 모터의 가동자(25)를 갖는 제 3 가동 부재(66)를 갖고, 와이핑 장치(14)의 하우징 부재(59)는 제 3 가동 부재(66) 위에 탑재되어 있다. 상술한 제 1 가동 부재(40)와 마찬가지로, 베이스 부재(17)의 지지면(16)과 대향하는 제 3 가동 부재(66)의 하면에는 에어 베어링이 형성되어 있고, 제 3 가동 부재(66)는 지지면(16)에 대하여 비접촉으로 지지된다. 또한, 상술한 제 1 가동 부재(40)와 마찬가지로, 제 3 가동 부재(66)의 하면에는 가이드 부재(18)를 배치할 수 있는 오목부가 형성되어 있고, 가동자(25)는 가이드 부재(18)와 대향하는 제 3 가동 부재(66)의 오목부의 내면에 배치되어 있다. 고정자(22) 및 가동자(25)를 포함하는 구동 장치(8)는 제 3 가동 부재(66)를 Y축 방향으로 이동시킬 수 있다. 또한, 제 3 가동 부재(65)의 Y축 방향으로의 이동에 따라, 그 제 3 가동 부재(66)에 탑재되어 있는 와이핑 장치(14)의 하우징 부재(59)도 제 3 가동 부재(66)와 함께 Y축 방향으로 이동한다.
또한, 상술한 제 1 이동체(4)와 마찬가지로, 제 3 가동 부재(66)와 하우징 부재(59) 사이에는 복수의 액추에이터(67)가 배치되어 있다. 제어 장치(10)는 이들 액추에이터(67)를 제어함으로써, 제 3 가동 부재(66) 위에서 하우징 부재(59)를 이동(미동)시킬 수 있다. 본 실시예에서는, 하우징 부재(59)는 액추에이터(67)에 의해 제 3 가동 부재(66) 위에서, X축, Y축, Z축, θX, θY 및 θZ 방향의 6자유도의 방향으로 이동(미동)시킬 수 있다. 또한, 와이핑 장치(14)의 와이핑 부재(57) 및 롤러를 포함하는 구동 기구(58)는 하우징 부재(59)의 이동에 따라, 제 3 가동 부재(66) 위에서 하우징 부재(59)와 함께 이동한다.
와이핑 부재(57)로 토출 헤드(3)의 토출면(2)의 이물을 닦기 위해서, 제어 장치(10)는 구동 장치(8)를 이용해서 제 3 이동체(6)를 이동시켜, 토출 헤드(3)의 토출면(2)과 대향하는 제 1 위치(A1)에 제 3 이동체(6)의 와이핑 장치(14)를 배치한다. 그리고, 제어 장치(10)는 제 3 가동 부재(66)와 하우징 부재(59) 사이에 배치되어 있는 액추에이터(67)를 이용하여, 와이핑면(56)으로 토출면(2)의 이물을 닦을 수 있도록, 토출 헤드(3)의 토출면(2)과 지지 롤러(63)에 지지되어 있는 부분의 와이핑 부재(57)의 와이핑면(56)과의 위치 관계를 조정한다. 예를 들면, 제어 장치(10)는 액추에이터(67)를 이용하여, 하우징 부재(59)를 Z축 방향으로 이동시킨다. 하우징 부재(59)의 Z축 방향의 이동에 따라, 와이핑 부재(57)를 지지하는 지지 롤러(63)도 Z축 방향으로 이동한다. 제어 장치(10)는 액추에이터(67)를 이용하여 토출 헤드(3)의 토출면(2)과, 지지 롤러(63)에 지지되어 있는 부분의 와이핑 부재(57)의 와이핑면(56) 사이의 Z축 방향의 거리(갭)를 조정한다. 그리고, 제어 장치(10)는 풀기 롤러(61), 및 감기 롤러(62)를 구동하여, 토출 헤드(3)의 토출면(2) 에 대하여 와이핑 부재(57)의 와이핑면(56)을 이동(주행)시킨다. 이에 의해, 와이핑 장치(14)는 토출 헤드(3)의 토출면(2)에 부착해 있는 이물을 닦을(제거할) 수 있다.
이하의 설명에서, 제 3 이동체(6)를 제 1 위치(A1)에 배치하고, 토출면(2)과 와이핑면(56)을 대향시켜, 토출면(2)의 이물을 닦는 처리를 적절히, 와이핑 처리라고 칭한다.
다음으로, 도 10 및 도 11을 참조하면서, 제 4 이동체(7)에 대하여 설명한다. 도 10은 제 4 이동체(7)를 －X측으로부터 본 도면, 도 11은 제 4 이동체(7)의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 제 4 이동체(7)는 토출 헤드(3)의 적어도 일부를 기능액 이외의 액체에 담그는 침지 장치(15)를 포함한다.
침지 장치(15)는 액체를 수용하는 용기(68)를 구비한다. 침지 장치(15)의 액체는 토출 헤드(3)의 적어도 일부를 클리닝하기 위한 클리닝용 액체, 및 토출 헤드(3)의 적어도 일부를 냉각하기 위한 냉각용 액체의 적어도 일부를 포함한다. 침지 장치(15)의 용기(68)의 상부에는 개구(69)가 형성되어 있고, 토출 헤드(3)는 그 개구(69)를 통하여 용기(68)의 내측 공간으로 이동(진입)할 수 있다. 제어 장치(10)는 토출 헤드(3)를 침지 장치(15)의 용기(68)의 내측 공간에 배치하여 액체에 담금으로써, 토출면(2), 토출구(1) 등, 토출 헤드(3)의 적어도 일부를 클리닝하거나, 냉각할 수 있다.
침지 장치(15)의 액체로서, 예를 들면 기능액의 분산매를 이용할 수 있다. 본 실시예의 분산매는 물을 주성분으로 한 액체이기 때문에, 침지 장치(15)의 액체 로서 물, 또는 물을 주성분으로 한 액체를 이용할 수 있다. 이에 의해, 토출면(2), 토출구(1) 등, 토출 헤드(3)의 적어도 일부를 클리닝하거나, 냉각할 수 있다.
제 4 이동체(7)는 리니어 모터의 가동자(26)를 갖는 제 4 가동 부재(70)를 갖고, 침지 장치(15)의 용기(68)는 제 4 가동 부재(70) 위에 탑재되어 있다. 상술한 제 1 가동 부재(40)와 마찬가지로, 베이스 부재(17)의 지지면(16)과 대향하는 제 4 가동 부재(70)의 하면에는 에어 베어링이 형성되어 있어, 제 4 가동 부재(70)는 지지면(16)에 대하여 비접촉으로 지지된다. 또한, 상술한 제 1 가동 부재(40)와 마찬가지로, 제 4 가동 부재(70)의 하면에는 가이드 부재(18)를 배치할 수 있는 오목부가 형성되어 있고, 가동자(26)는 가이드 부재(18)와 대향하는 제 4 가동 부재(70)의 오목부의 내면에 배치되어 있다. 고정자(22) 및 가동자(26)를 포함하는 구동 장치(8)는 제 4 가동 부재(70)를 Y축 방향으로 이동시킬 수 있다. 또한, 제 4 가동 부재(70)의 Y축 방향으로의 이동에 따라, 그 제 4 가동 부재(70)에 탑재되어 있는 침지 장치(15)의 용기(68)도 제 4 가동 부재(70)와 함께 Y축 방향으로 이동한다.
또한, 상술한 제 1 이동체(4)와 마찬가지로, 제 4 가동 부재(70)와 용기(68) 사이에는 복수의 액추에이터(71)가 배치되어 있다. 제어 장치(10)는 이들 액추에이터(71)를 제어함으로써, 제 4 가동 부재(70) 위에서 용기(68)를 이동(미동)시킬 수 있다. 본 실시예에서는, 용기(68)는 액추에이터(71)에 의해 제 4 가동 부재(70) 위에서, X축, Y축, Z축, θX, θY 및 θZ의 6자유도의 방향으로 이동(미동) 할 수 있다. 또한, 침지 장치(15)의 용기(68)에 수용되어 있는 액체의 표면은 용기(68)의 이동에 따라 제 4 가동 부재(70) 위에서 용기(68)와 함께 이동한다.
침지 장치(15)의 액체에 토출 헤드(3)의 적어도 일부를 담그기 위해서, 제어 장치(10)는 구동 장치(8)를 이용해서 제 4 이동체(7)를 이동시켜, 토출 헤드(3)의 토출면(2)과 대향하는 제 1 위치(A1)에 제 4 이동체(7)의 침지 장치(15)를 배치한다. 그리고, 제어 장치(10)는 제 4 가동 부재(70)와 용기(68) 사이에 배치되어 있는 액추에이터(71)를 이용하여, 적어도 토출 헤드(3)의 토출면(2)이 용기(68)의 액체에 담가지도록, 토출 헤드(3)의 토출면(2)과 용기(68)(액체의 표면)의 위치 관계를 조정한다. 예를 들면, 제어 장치(10)는 액추에이터(71)를 이용하여 용기(68)를 ＋Z 방향으로 이동시킨다. 용기(68)의 ＋Z 방향으로의 이동에 따라, 용기(68)에 수용되어 있는 액체의 표면은 토출 헤드(3)에 가까워지도록 이동한다. 이에 의해, 침지 장치(15)는 토출 헤드(3)의 적어도 일부를 액체에 담글 수 있다. 또한, 제어 장치(10)는 액추에이터(71)를 이용하여 용기(68)를 －Z 방향으로 이동시킴으로써, 용기(68)에 수용되어 있는 액체와 토출 헤드(3)의 거리를 멀게 할 수 있다.
이하의 설명에서, 제 4 이동체(7)를 제 1 위치(A1)에 배치하여, 토출면(2)과 용기(68)의 액체의 표면을 대향시켜, 토출 헤드(3)의 적어도 일부를 용기(68)의 액체에 담그는 처리를 적절히, 침지 처리라고 칭한다.
또한, 이하의 설명에서, 토출 헤드(3)를 보수하는 처리를 적절히, 보수 처리라고 칭한다. 보수 처리는 상술한 캡핑 처리, 와이핑 처리, 및 침지 처리 중 적어도 하나를 포함한다.
다음으로, 도 12 및 도 13을 참조하면서, 단열 부재(29)에 대하여 설명한다. 도 12는 단열 부재(29)를 나타낸 사시도, 도 13은 단열 부재(29)를 －Y측으로부터 본 도면이다.
단열 부재(29)는 제 1 이동체(4)를 포함하는 각 이동체(5, 6, 7)의 이동 경로의 적어도 일부에 배치되어 있다. 단열 부재(29)는 제 1 이동체(4)의 열의 주변으로의 방산을 막는다. 상술한 바와 같이, 제 1 이동체(4)(홀더 부재(42))는 기판(P)을 가열하는 가열 장치(47)를 포함한다. 단열 부재(29)는 가열 장치(47)를 포함하는 제 1 이동체(4)로부터 발하는 열의 주변으로의 방산을 차단한다.
단열 부재(29)는 제 1 위치(A1) 이외의 이동체(4, 5, 6, 7)의 이동 경로에 배치된다. 즉, 단열 부재(29)는 토출 헤드(3)를 이용한 처리가 실행되는 제 1 위치(A1)에는 배치되지 않는다. 이에 의해, 토출 헤드(3)와 각 이동체(4, 5, 6, 7)의 협동에 의한 각종 처리(패턴 형성 처리, 보수 처리 등)의 실행은 방해하지 못한다.
또한, 단열 부재(29)는 기판 반송 장치(27)에 의한 처리가 실행되는 제 2 위치(A2)에도 배치되지 않는다. 즉, 본 실시예에서는, 단열 부재(29)는 제 1 위치(A1) 및 제 2 위치(A2) 이외의 이동체(4, 5, 6, 7)의 이동 경로에 배치된다. 이에 의해, 제 2 위치(A2)에 배치된 제 1 이동체(4)에 대한 기판 반송 장치(27)에 의한 기판(P)의 반입 동작, 및 제 1 이동체(4)로부터의 기판(P)의 반출 동작은 방해하지 못한다.
본 실시예에서는, 단열 부재(29)는 베이스 부재(17) 위의 각 이동체(4, 5, 6, 7)와 떨어진 위치에서, 이동체(4, 5, 6, 7)를 둘러싸도록 배치된다. 단열 부재(29)는 각 이동체(4, 5, 6, 7)가 이동할 수 있는 내부 공간(72)을 형성한다. 구체적으로는, 단열 부재(29)는 베이스 부재(17)의 지지면(16)과의 사이에서, 각 이동체(4, 5, 6, 7)가 이동(배치)할 수 있는 내부 공간(72)을 형성한다. 단열 부재(29)는 내부 공간(72)에 배치되어 있는 제 1 이동체(4)의 열의 외부 공간(73)으로의 방산을 차단한다. 외부 공간(73)은 내부 공간(72)에 대하여 단열 부재(29)의 외측 공간이다. 본 실시예에서는, 외부 공간(73)은 챔버 본체(30)(챔버 본체(30)의 내면)와 단열 부재(29)(단열 부재(29)의 외면) 사이의 공간을 포함한다.
챔버 장치(32)의 공조 장치(31)는 적어도 외부 공간(73)의 온도를 조정한다. 이에 의해, 챔버 본체(30) 내의 각 기기, 부재는 원하는 환경(온도)에 배치된다.
단열 부재(29)는 단열성을 갖고, 내부 공간(72)에 배치되어 있는 제 1 이동체(4)의 열의 외부 공간(73)으로의 방산을 차단할 수 있는 재료로 형성되어 있다. 본 실시예에서는, 단열 부재(29)는, 예를 들면 발포스티롤, 발포우레탄 등, 단열성을 갖는 합성수지제이다.
본 실시예의 단열 부재(29)는 터널 형상이며, 단열 부재(29)의 Y축 방향의 양측에는 각 이동체(4, 5, 6, 7)가 통과할 수 있는 개구(출입구)(74)가 형성되어 있다. 개구(74)는 단열 부재(29)에 의해 형성되는 내부 공간(72)과 외부 공간(73)을 연통하도록 형성되어 있다.
다음으로, 도 14 및 도 15를 참조하면서, 기능액 수용 장치(9)에 대하여 설명한다. 도 14는 기능액 수용 장치(9)를 나타낸 사시도, 도 15는 기능액 수용 장 치(9)를 나타낸 측단면도이다.
도 14 및 도 15에서, 기능액 수용 장치(9)는 토출 헤드(3)와 유로를 통하여 접속되고, 토출 헤드(3)에 공급하기 위한 기능액을 수용하는 제 1 공간(91S)을 형성하는 제 1 용기(91)와, 제 1 용기(91)를 수용하고, 제 1 용기(91)와의 사이에서 제 2 공간(92S)을 형성하는 제 2 용기(92)와, 제 2 공간(92S)의 압력을 조정하는 압력 조정 장치(93)와, 제 1 용기(91)의 기능액의 온도를 조정하는 온도 조정 장치(94)를 구비하고 있다. 제 1 용기(91)는 가요성을 갖는 막(박막)에 의해 형성되어 있다. 본 실시예에서는, 제 1 용기(91)는 플라스틱의 얇은 시트로 형성된 팩 형상의 용기이다. 제 1 용기(91)는 압력 조정 장치(93)의 동작에 따라 변형한다. 제 1 용기(91)의 제 1 공간(91S)은 거의 밀폐된 공간이다.
제 2 용기(92)는 단단한 판 형상의 부재를 복수 조합하여 형성되어 있다. 제 2 용기(92)는, 예를 들면 금속판, 플라스틱판 등, 단단한 판 형상의 부재를 복수 조합하여 형성된 박스 형상의 부재이다.
본 실시예에서는, 제 1 용기(91)는 제 2 용기(92)의 내측에 복수 배치되어 있다. 제 1 용기(91)는, 예를 들면 토출 헤드(3)에 따라 복수 배치되어 있다.
제 1 용기(91)의 제 1 공간(91S)과 토출 헤드(3)를 접속하는 유로는 튜브 부재(90)를 포함하는 배관 시스템에 의해 형성되어 있다. 튜브 부재(90)는 기능액이 흐르는 유로를 형성한다. 튜브 부재(90)의 유로의 한쪽 끝은 제 2 용기(92)에 설치된 접속 기구(95)에 접속되어 있고, 튜브 부재(90)의 유로의 다른쪽 끝은 유지 장치(38)에 접속되어 있다. 튜브 부재(90) 및 접속 기구(95)는 제 1 용기(91)에 따라 복수 설치된다. 접속 기구(95)는 내부에 유로를 갖고, 튜브 부재(90)의 유로의 한쪽 끝과, 제 2 용기(92)의 내측 공간에 배치된 제 1 용기(91)의 제 1 공간(91S)을 접속할 수 있다. 유지 장치(38)는 내부에 유로를 갖고, 튜브 부재(90)의 유로의 다른쪽 끝과, 캐비티(34) 등, 토출 헤드(3)의 내부의 유로를 접속할 수 있다. 즉, 제 1 용기(91)의 제 1 공간(91S)은 접속 기구(95)의 유로, 튜브 부재(90)의 유로, 및 유지 장치(38)의 유로를 통하여, 토출 헤드(3)의 내부의 유로에 접속되어 있다. 제 1 용기(91)의 제 1 공간(91S)에 수용되어 있는 기능액은 접속 기구(95)의 유로, 튜브 부재(90)의 유로, 유지 장치(38)의 유로, 및 토출 헤드(3)의 내부의 유로를 통하여, 토출 헤드(3)의 토출구(1)에 공급될 수 있다.
또한, 액적 토출 장치(IJ)는 제 1 공간(91S)과 토출 헤드(3) 사이의 유로에 대하여 토출 헤드(3)를 탈착할 수 있도록 연결하는 연결 장치(99)를 구비하고 있다. 본 실시예에서는, 연결 장치(99)는 유지 장치(38)에 설치되어 있고, 튜브 부재(90)의 유로의 다른쪽 끝과, 지지 기구(39)의 상단을 탈착할 수 있도록 연결한다. 연결 장치(99)에 의해, 제 1 공간(91S)과 토출 헤드(3) 사이의 유로 중, 튜브 부재(90)에 의해 형성되는 유로에 대하여, 토출 헤드(3)를 포함하는 유지 장치(38)(지지 기구(39), 캐리지 부재(11))가 탈착된다.
압력 조정 장치(93)는 제 1 용기(91)의 기능액의 표면(이면)과 토출 헤드(3)의 토출구(1)의 위치 관계에 따라, 제 2 공간(92S)의 압력을 조정한다. 압력 조정 장치(93)는 튜브 부재(96)에 의해 형성되는 유로를 통하여 제 2 공간(92S)과 접속되어 있다. 압력 조정 장치(93)는 진공 시스템을 포함하고, 제 2 공간(92S)의 기 체(공기)를 흡인함으로써 제 2 공간(92S)을 가압할 수 있다. 또한, 압력 조정 장치(93)는 기체 공급 시스템을 포함하고, 제 2 공간(92S)에 기체(공기)를 공급함으로써, 제 2 공간(92S)을 가압할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에서는, 토출구(1) 근방의 압력은 챔버 장치(32)에 의해 거의 대기압으로 설정되어 있다. 압력 조정 장치(93)는 진공 시스템을 이용하여, 제 2 공간(92S)의 압력을, 적어도 대기압보다 저하시킬 수 있다. 또한, 압력 조정 장치(93)는 기체 공급 시스템을 이용하여, 제 2 공간(92S)의 압력을, 적어도 대기압보다 높일 수 있다.
본 실시예에서는, 제 1 용기(91)의 기능액의 표면은 토출 헤드(3)의 토출구(1)보다 상방(＋Z측)에 배치되어 있다. 압력 조정 장치(93)는 제 2 공간(92S)을 감압한다. 즉, 압력 조정 장치(93)는 제 2 공간(92S)의 압력을, 적어도 토출 헤드(3)의 토출구(1) 근방의 압력(대기압)보다 저하시킨다.
온도 조정 장치(94)의 적어도 일부는 제 1 용기(91)와 대향하는 제 2 용기(92)의 내면에 배치되어 있어, 제 2 용기(92)의 내측 공간에 배치된 제 1 용기(91)(제 1 용기(91)의 기능액)의 온도를 조정할 수 있다. 온도 조정 장치(94)는 제 2 용기(92)의 내측 공간에 배치된 제 1 용기(91)(제 1 용기(91)의 기능액)를 가열할 수 있는 가열 기구와, 냉각하는 냉각 기구를 모두 가진다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에서는 토출구(1) 근방의 온도는 챔버 장치(32)에 의해 거의 상온(예를 들면 22℃)으로 설정되어 있다. 온도 조정 장치(94)는 가열 기구를 이용하여, 제 1 용기(91)의 기능액의 온도를, 적어도 22℃보다 높게 할 수 있다. 또한, 온도 조정 장치(94)는 냉각 기구를 이용하여, 제 1 용기(91)의 기능액의 온도를, 적어도 22℃보다 낮게 할 수 있다.
본 실시예에서는, 제 1 용기(91)의 기능액의 물성에 따라, 온도 조정 장치(94)는 제 2 용기(92)의 내측 공간에 배치된 제 1 용기(91)의 기능액을 냉각하여, 그 제 1 용기(91)의 기능액의 온도를, 적어도 토출 헤드(3)의 토출구(1) 근방의 온도(22℃)보다 저하시킨다. 본 실시예에서는, 온도 조정 장치(94)는 제 1 용기(91)의 기능액의 온도를, 예를 들면 10℃로 조정한다. 즉, 본 실시예에서는, 온도 조정 장치(94)의 적어도 일부가 부착된 제 2 용기(92)는 냉장고로서의 기능을 갖는다. 또한, 제 2 용기(92)를, 예를 들면 발포스티롤, 발포우레탄 등, 단열성을 갖는 재료 등으로 형성할 수 있다.
제 2 용기(92)의 제 1 위치에는 제 2 용기(92)의 내측 공간(제 2 공간(92S))과 외측 공간(대기 공간)을 연통하는 제 1 개구(97)가 형성되어 있고, 제 1 개구(97)에는 그 제 1 개구(97)를 개폐하는 개폐문(97T)이 배치되어 있다. 제 1 개구(97)는 제 1 용기(91)를 제 2 용기(92)의 내측 공간과 외측 공간 사이에서 통과시키기 위한 것으로서, 제 1 용기(91)가 통과할 수 있는 크기를 갖는다. 따라서, 개폐문(97T)을 움직여서 제 1 개구(97)를 엶으로써, 제 1 개구(97)를 통하여 제 2 용기(92)의 내측 공간에 대하여 제 1 용기(91)를 출입할 수 있으며, 제 1 용기(91)를 교환할 수 있다. 또한, 개폐문(97T)을 움직여서 제 1 개구(97)를 닫음으로써, 압력 조정 장치(93)가 압력을 조정할 수 있도록, 제 2 용기(92)의 내측 공간(제 2 공간(92S))을 밀폐할 수 있다.
또한, 제 2 용기(92)의 제 2 위치에는 제 2 용기(92)의 내측 공간(제 2 공간(92S))과 외측 공간(대기 공간)을 연통하는 제 2 개구(98)가 형성되어 있고, 제 2 개구(98)에는 그 제 2 개구(98)를 개폐하는 개폐 뚜껑(98T)이 배치되어 있다. 제 2 개구(98)는 제 2 용기(92)의 내측 공간을 대기 개방하기 위한 것으로서, 개폐 뚜껑(98T)을 열어서 제 2 개구(98)를 엶으로써, 예를 들면 제 2 공간(92S)이 감압되어 있는 상태에도, 제 2 개구(98)를 통하여 제 2 공간(92S)과 대기 공간을 연통하여, 제 2 공간(92S)을 대기 개방할 수 있다. 이에 의해, 예를 들면 제 1 개구(97)를 닫은 상태의 개폐문(97T)을 움직이기 쉬워져, 제 1 용기(91)의 교환 동작을 원활히 실행할 수 있다. 또한, 개폐 뚜껑(98T)을 제 2 개구(98)에 부착하고, 제 2 개구(98)를 닫음으로써, 압력 조정 장치(93)가 압력을 조정할 수 있도록, 제 2 용기(92)의 내측 공간(제 2 공간(92S))을 밀폐할 수 있다.
즉, 개폐문(97T) 및 개폐 뚜껑(98T)을 이용하여, 제 1 개구(97) 및 제 2 개구(98)를 닫음으로써, 제 2 용기(92)의 내측 공간(제 2 공간(92S))은 거의 밀폐된 공간이 된다.
다음으로, 도 16∼도 19의 모식도를 참조하면서, 상술한 구성을 갖는 액적 토출 장치(IJ)를 이용하여 디바이스를 제조하는 순서의 일례에 대하여 설명한다. 이하의 설명에서는, 액적 토출 장치(IJ)가 초기 상태의 토출 헤드(3)에 기능액을 충전하는 동작(초기 충전 동작)과, 초기 충전 동작 후, 디바이스를 제조하기 위해 토출구(1)로부터 기능액의 액적(D)을 토출하는 동작(액적 토출 동작)과, 토출 헤드(3)를 보수하는 동작(보수 동작)과, 토출 헤드(3)를 교환하는 동작(토출 헤드 교 환 동작)을 실행하는 경우를 예로 들어 설명한다. 도 16은 초기 충전 동작의 일례를 나타낸 모식도, 도 17은 액적 토출 동작의 일례를 나타낸 모식도, 도 18은 보수 동작의 일례를 나타낸 모식도, 도 19는 토출 헤드 교환 동작의 일례를 나타낸 모식도이다.
(초기 충전 동작)
먼저, 초기 충전 동작이 실행된다. 초기 충전 동작은 초기 상태의 토출 헤드(3)에 기능액을 충전하는 동작을 포함한다. 토출 헤드(3)의 초기 상태는 캐비티(34) 등, 토출 헤드(3)의 내부의 유로에 기능액이 충전되어 있지 않은 상태(토출 헤드(3)의 내부의 유로가 빈 상태)를 포함한다.
기능액 수용 장치(9)에서, 제 1 개구(97)를 통하여 기능액이 충전된 제 1 용기(91)가 제 2 용기(92)의 내측 공간에 수용된다. 제 2 용기(92)의 내측 공간에는 접속 기구(95)의 일부가 배치되어 있고, 제 1 용기(91)는 그 접속 기구(95)에 접속된다. 그리고, 개폐문(97T)에 의해 제 1 개구(97)가 닫히는 동시에, 개폐 뚜껑(98T)에 의해 제 2 개구(98)가 닫힌다. 이에 의해, 제 2 공간(92S)은 밀폐 상태가 된다. 또한, 온도 조정 장치(94)에 의해, 제 2 용기(92)에 수용된 제 1 용기(91)의 기능액은 냉각된다.
밀폐 상태의 제 2 공간(92S)에 제 1 용기(91)가 수용된 후, 제어 장치(10)는 압력 조정 장치(93)를 구동한다. 또한, 제어 장치(10)는 제 1 위치(A1)에 제 2 이동체(5)를 배치하여, 토출 헤드(3)의 토출면(2)과 캡부(50)를 대향시켜, 토출면(2)을 캡 부재(48)로 덮는다.
도 16의 (a)에 나타낸 바와 같이, 제어 장치(10)는 압력 조정 장치(93)를 이용하여 제 2 공간(92S)을 가압하는 동시에, 도 7 등을 참조하여 설명한 바와 같이, 캡핑 장치(13)를 이용하여 토출 헤드(3)의 토출구(1)를 흡인한다. 상술한 바와 같이, 제 1 용기(91)는 압력 조정 장치(93)의 동작에 따라 변형하는 가요성을 갖는 막으로 형성되어 있다. 압력 조정 장치(93)의 동작에 의해 제 2 공간(92S)의 압력이 변화하면, 제 1 용기(91)는 그 제 2 공간(92S)의 압력에 따라 변형한다. 제 1 용기(91)의 제 1 공간(91S)의 압력은 제 1 용기(91)의 변형에 따라 변화한다. 즉, 본 실시예에서는, 압력 조정 장치(93)의 동작에 따라 변화하는 제 2 공간(92S)의 압력에 따라 제 1 공간(91S)의 압력이 변화한다. 구체적으로는, 제 2 공간(92S)의 압력이 상승하면 그 제 2 공간(92S)의 압력의 상승에 따라 제 1 용기(91)가 변형하여, 기능액을 수용한 제 1 공간(91)의 압력이 상승한다.
제 2 공간(92S)을 가압하여 제 1 공간(91S)을 가압함으로써, 제어 장치(10)는 제 1 공간(91S)에 수용되어 있는 기능액을 튜브 부재(90)의 유로 등을 통하여 토출 헤드(3)를 향해 원활히 공급할 수 있다. 또한, 제 1 공간(91S)의 가압 동작과 병행하여, 캡핑 장치(13)에 의한 토출구(1)에 대한 흡인 동작을 실행함으로써, 제어 장치(10)는 빈 상태였던 토출 헤드(3)의 내부의 유로를 기능액으로 빨리 원활하게 채울 수 있다.
또한, 제 1 공간(91S)에서 온도 조정 장치(94)에 의해 냉각되어 있는 기능액은 토출 헤드(3)를 향해 튜브 부재(90) 등의 유로를 흐르고 있는 사이에 가열되어, 토출 헤드(3)(토출구(1))에 도달할 무렵에는, 기능액의 온도는 거의 상온(22℃)으 로 조정된다.
캐비티(34) 등, 토출 헤드(3)의 내부의 유로를 기능액으로 채운 후, 도 16의 (b)의 모식도에 나타낸 바와 같이, 제어 장치(10)는 압력 조정 장치(93)를 이용하여 제 2 공간(92S)을 감압한다. 제 2 공간(92S)의 압력이 저하하면 그 제 2 공간(92S)의 압력의 저하에 따라 제 1 용기(91)가 변형하여, 기능액을 수용한 제 1 공간(91S)의 압력이 저하한다.
제 2 공간(92S)을 감압하여 제 1 공간(91S)을 감압함으로써, 토출구(1)에서의 기능액의 메니스커스가 유지되고, 토출 헤드(3)의 토출구(1)는 기능액의 누출을 억제하면서, 액적(D)을 양호하게 토출할 수 있는 상태로 설정된다. 이처럼, 제어 장치(10)는 토출구(1)에서의 기능액의 메니스커스가 원하는 상태로 유지되도록, 제 2 공간(92S)(제 1 공간(91S))의 압력을 조정(감압)한다.
또한, 제어 장치(10)는 필요에 따라 제 2 공간(92S)(제 1 공간(91S))을 감압하면서, 캡핑 장치(13)에 의한 캡핑 처리, 와이핑 장치(14)에 의한 와이핑 처리, 및 침지 장치(15)에 의한 침지 처리를 적절히 실행한다. 그리고, 캡핑 처리, 와이핑 처리, 및 침지 처리를 포함하는 보수 처리가 종료한 후, 도 16의 (c)에 나타낸 바와 같이, 제어 장치(10)는 제 1 위치(A1)에 기판(P)을 유지한 제 1 이동체(4)를 배치하여, 디바이스를 제조하기 위한 기능액의 액적(D)의 토출 동작을 개시한다.
(액적 토출 동작)
도 17은 기판(P)을 유지한 제 1 이동체(4)가 제 1 위치(A1)에 배치되어 있는 상태를 나타낸 모식도이다. 제어 장치(10)는 토출 헤드(3)의 토출면(2)과 대향하 는 제 1 위치(A1)에, 기판(P)을 유지한 제 1 이동체(4)를 배치한다. 그리고, 제어 장치(10)는 제어기(12) 및 구동 장치(8)를 제어하여 제 1 이동체(4)의 기판(P)을 토출 헤드(3)의 토출구(1)에 대하여 Y축 방향으로 이동시키면서, 토출 헤드(3)의 토출구(1)로부터 기판(P)으로 액적을 토출(공급)한다. 이에 의해, 기판(P)에는 액적(D)에 의해 패턴이 형성된다. 제어 장치(10)는 가열 장치(47)로 기판(P)을 가열하면서, 그 기판(P)에 액적(D)을 토출한다.
본 실시예에서는, 복수의 토출 헤드(3)의 토출구(1) 중, 가장 ＋X측의 토출구(1)와 가장 －X측의 토출구(1)의 거리와, 기판(P)의 X축 방향의 크기는 거의 같다. 따라서, 액적 토출 장치(IJ)는 제 1 이동체(4)의 기판(P)을 토출 헤드(3)의 토출구(1)에 대하여 Y축 방향으로 이동시키면서 토출 헤드(3)의 토출구(1)로부터 기판(P)에 액적(D)을 토출(공급)할 때, 기판(P)의 Y축 방향으로의 1회만의 이동에 의해, 기판(P)의 표면의 거의 전역(全域)에 액적(D)을 공급할 수 있다.
또한, 액적 토출 장치(IJ)는 제 1 이동체(4)의 기판(P)을 토출 헤드(3)의 토출구(1)에 대하여 Y축 방향으로 이동시키면서 토출 헤드(3)의 토출구(1)로부터 기판(P)에 액적(D)을 토출(공급)하는 동작을 복수 회 반복해도 된다. 예를 들면, 기판(P)을 ＋Y 방향으로 이동시키면서 액적(D)을 토출하는 동작과, 기판(P)을 －Y 방향으로 이동시키면서 액적(D)을 토출하는 동작을 복수 회 반복해도 된다. 또한, 예를 들면 일본 공개특허 2004-146796호 공보 등에 개시되어 있는 바와 같이, 기판(P)의 Y축 방향으로의 이동마다, 기판(P)의 X축 방향에 관한 위치를 아주 작은 거리(예를 들면 1개의 픽셀분)만큼 변화시켜도 된다.
또한, 상술한 바와 같이, 본 실시예의 기판(P)은 소결(燒結) 전의 LTCC 기판(그린 시트)으로서, 필름(F)에 지지되어 있다. 액적 토출 장치(IJ)는 필름(F)에 지지된 상태의 기판(P)(그린 시트)에 액적(D)을 토출한다.
기판(P)에 대한 액적(D)의 토출 동작이 종료한 후, 제어 장치(10)는 제 1 이동체(4)로부터 기판(P)을 반출하기 위해, 구동 장치(8)를 제어하여 제 1 이동체(4)를 제 2 위치(A2)로 이동시킨다. 본 실시예에서는, 구동 장치(8)는 복수의 이동체(4, 5, 6, 7)를 －Y 방향(제 1 위치(A1)로부터 제 2 위치(A2)를 향하는 방향)으로 함께 이동시킨다.
제 1 위치(A1)와 제 2 위치(A2) 사이의 제 1 이동체(4)의 이동 경로에는 단열 부재(29)가 배치되어 있으므로, 제 1 위치(A1)와 제 2 위치(A2) 사이를 이동하는 제 1 이동체(4)의 열이 외부 공간(73)으로 방산되는 것을 억제할 수 있다.
(보수 동작)
도 18은 기판(P)을 유지한 제 1 이동체(4)가 제 2 위치(A2)에 배치되어 있는 상태를 나타낸 모식도이다. 본 실시예에서는, 기판(P)을 유지할 수 있는 제 1 이동체(4)는 복수(4개)의 이동체(4, 5, 6, 7) 중, 가장 －Y측(제 2 위치(A2)측)에 배치되어 있는 이동체이다. 도 18에 나타낸 바와 같이, 제 1 이동체(4)가 제 2 위치(A2)에 배치되어 있을 때, 복수(4개)의 이동체(4, 5, 6, 7) 중, 가장 ＋Y측(제 1 위치(A1)측)에 배치되어 있는 제 4 이동체(7)가 제 1 위치(A1)에 배치되도록, 각 이동체(4, 5, 6, 7)의 크기, 수, 및 제 1 위치(A1)와 제 2 위치(A2)의 거리 등이 설정되어 있다. 따라서, 도 18에 나타낸 바와 같이, 제 1 이동체(4)가 제 2 위 치(A2)에 배치되어 있을 때, 제 1 위치(A1)에는 제 4 이동체(7)가 배치된다.
제어 장치(10)는 기판 반송 장치(27)를 이용하여 제 2 위치(A2)에 배치된 제 1 이동체(4)로부터 기판(P)을 반출하는 동시에, 그 제 1 이동체(4)에 새로운 기판(P)을 반입한다.
한편, 제어 장치(10)는 제 1 위치(A1)에 배치된 제 4 이동체(7)를 이용하여 토출 헤드(3)의 보수 처리를 실행한다. 제 4 이동체(7)의 침지 장치(15)는 토출 헤드(3)와 협동하여 보수 처리(침지 처리)를 실행한다. 제어 장치(10)는 도 11 등을 참조하여 설명한 바와 같이, 침지 장치(15)의 액체에 토출 헤드(3)를 담가, 토출 헤드(3)를 클리닝한다. 또한, 상술한 바와 같이, 제 1 이동체(4)의 기판(P)과 대향한 상태로 액적(D)을 토출함으로써, 토출 헤드(3)(플레이트 부재(37))는 가열 장치(47)를 포함하는 제 1 이동체(4)의 열에 의해 가열될 가능성이 있다. 토출 헤드(3)의 플레이트 부재(37)가 가열되고, 그 상태를 방치해두면, 예를 들면 플레이트 부재(37)가 열변형하여, 플레이트 부재(37)에 형성되어 있는 토출구(1)끼리의 거리(노즐 피치)가 변동할 가능성이 있다. 노즐 피치가 변동하면, 기판(P)의 원하는 위치에 액적(D)을 공급할 수 없어, 제조되는 디바이스의 성능이 열화한다. 본 실시예에서는, 침지 장치(15)의 액체에 토출 헤드(3)를 담그는 것에 의해, 가열된 토출 헤드(3)(플레이트 부재(37))를 냉각하여, 토출 헤드(3)(플레이트 부재(37))를 최적의 온도로 되돌릴(조정할) 수 있다. 따라서, 노즐 피치가 변동하는 등의 불량의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 제어 장치(10)는 제 1 위치(A1)에 배치된 제 4 이동 체(7)에 의한 토출 헤드(3)에 대한 보수 처리와, 제 2 위치(A2)에 배치된 제 1 이동체(4)를 이용한 처리(기판(P)의 반출, 반입 처리)의 적어도 일부를 병행하여 실행할 수 있다. 이에 의해, 액적 토출 장치(IJ)의 처리 효율을 향상시킬 수 있다.
제 4 이동체(7)를 이용한 처리(침지 처리)가 종료한 후, 제어 장치(10)는 구동 장치(8)를 제어하여 복수의 이동체(4, 5, 6, 7)를 ＋Y 방향(제 2 위치(A2)로부터 제 1 위치(A1)를 향하는 방향)으로 함께 이동시켜, 제 1 위치(A1)에 제 3 이동체(6)를 배치한다. 제어 장치(10)는 제 1 위치(A1)에 배치된 제 3 이동체(6)를 이용하여 토출 헤드(3)의 보수 처리를 실행한다. 제 3 이동체(6)의 와이핑 장치(14)는 토출 헤드(3)와 협동하여 보수 처리(와이핑 처리)를 실행한다. 제어 장치(10)는 도 9 등을 참조하여 설명한 바와 같이, 와이핑 장치(14)의 와이핑 부재(57)를 이용하여 토출 헤드(3)의 토출면(2)에 부착되어 있는 이물을 닦는다. 본 실시예에서는, 와이핑 장치(14)에 의한 와이핑 처리 전에, 침지 장치(15)에 의한 침지 처리가 실행되어 있다. 토출 헤드(3)의 토출면(2)에는 침지 장치(15)의 액체의 액적이 잔류해 있을 가능성이 있다. 제어 장치(10)는 와이핑 장치(14)를 이용하여 토출 헤드(3)의 토출면(2)에 잔류한 침지 장치(15)의 액체의 액적을 닦는다(제거한다).
제 3 이동체(6)에 의한 토출 헤드(3)에 대한 와이핑 처리가 종료한 후, 제어 장치(10)는 구동 장치(8)를 제어하여 복수의 이동체(4, 5, 6, 7)를 ＋Y 방향(제 2 위치(A2)로부터 제 1 위치(A1)를 향하는 방향)으로 함께 이동시켜, 제 1 위치(A1)에 제 2 이동체(5)를 배치한다. 제어 장치(10)는 제 1 위치(A1)에 배치된 제 2 이동체(5)를 이용하여 토출 헤드(3)의 보수 처리를 실행한다. 제 2 이동체(5)의 캡 핑 장치(13)는 토출 헤드(3)와 협동하여 보수 처리(캡핑 처리)를 실행한다. 제어 장치(10)는 도 7 등을 참조하여 설명한 바와 같이, 캡핑 장치(13)를 이용하여 토출 헤드(3)의 토출구(1)를 흡인한다.
또한, 캡핑 처리의 종료 후, 제 1 위치(A1)에 제 2 이동체(5)를 배치하여 와이핑 처리를 실행할 수 있다. 캡핑 처리의 종료 후에, 토출면(2)에 이물(액적을 포함함)이 부착되어 있는 경우에도, 와이핑 처리에 의해 그 이물을 제거할 수 있다.
제 2 이동체(5)에 의한 토출 헤드(3)에 대한 캡핑 처리가 종료한 후, 제어 장치(10)는 구동 장치(8)를 제어하여 복수의 이동체(4, 5, 6, 7)를 ＋Y 방향(제 2 위치(A2)로부터 제 1 위치(A1)를 향하는 방향)으로 함께 이동시켜, 제 1 위치(A1)에 제 1 이동체(4)를 배치한다. 제어 장치(10)는 제 1 위치(A1)에 배치된 제 1 이동체(4)에 유지되어 있는 기판(P)에 대하여 토출 헤드(3)로부터 액적(D)을 토출하는 처리(패턴 형성 처리)를 개시한다. 제 1 이동체(4)는 토출 헤드(3)와 협동하여 액적(D)으로 기판(P)에 패턴을 형성하는 처리(패턴 형성 처리)를 실행한다.
본 실시예에서, 복수(예를 들면 10∼20장 정도)의 기판(P)(그린 시트)에 대하여 액적(D)이 토출되여, 각 기판(P)에 액적(D)으로 패턴이 형성된다. 액적(D)으로 패턴이 형성된 후의 기판(P)으로부터는 필름(F)이 제거된다. 그리고, 액적(D)으로 형성된 패턴을 갖는 복수의 기판(P)이 적층되어, 그 기판(P)의 적층체가 형성된다. 그 후, 기판(P)의 적층체가 가열 처리된다. 이에 의해, 기판(P) 위의 액적(D)이 건조, 소성되는 동시에, 기판(P)(그린 시트)도 소성된다. 이에 의해, 소 정의 배선 패턴을 갖는 LTCC 기판(LTCC 다층 회로 기판)이 형성된다.
(토출 헤드 교환 방법)
토출 헤드(3)는, 예를 들면 시간의 경과에 따라 열화할 가능성이 있기 때문에, 필요에 따라 새로운 토출 헤드(3)와 교환된다. 토출 헤드(3)를 교환하기 위해서, 도 19의 (a)에 나타낸 바와 같이, 제어 장치(10)는 압력 조정 장치(93)를 이용하여 제 2 공간(92S)을 감압한다. 제 2 공간(92S)의 감압에 따라, 제 1 공간(91S)도 감압된다. 제어 장치(10)는 압력 조정 장치(93)를 이용하여, 제 1 공간(91S)과 토출 헤드(3) 사이의 유로에서의 기능액의 하면(下面)(계면(界面))이 연결 장치(99)보다 상방(제 1 공간(91S)측)에 배치되도록, 제 2 공간(92S)(제 1 공간(91S))을 감압한다.
그리고, 제 1 공간(91S)과 토출 헤드(3) 사이의 유로에서의 기능액의 하면(계면)이 연결 장치(9)보다 상방(제 1 공간(91S)측)에 배치된 상태에서, 토출 헤드(3)가 유로로부터 분리된다. 본 실시예에서는, 연결 장치(99)에 의해 튜브 부재(90)의 유로의 다른쪽 끝과, 지지 기구(39)의 상단이 분리된다. 이에 의해, 튜브 부재(90)에 의해 형성되는 유로에 대하여, 토출 헤드(3)를 포함하는 유지 장치(38)(지지 기구(39), 캐리지 부재(11))가 분리된다.
그리고, 도 19의 (c)에 나타낸 바와 같이, 새로운 토출 헤드(3)를 포함하는 유지 장치(38)가 연결 장치(99)를 통하여 튜브 부재(90)의 유로의 다른쪽 끝에 접속된다. 이와 같이, 토출 헤드(3)를 교환할 때 등, 토출 헤드(3)(본 실시예에서는 토출 헤드(3)를 포함하는 유지 장치(38))를 튜브 부재(90) 등의 유로에 대하여 분 리할 때, 제 2 공간(92S)(제 1 공간(91S))을 감압하여 제 1 공간(91S)과 토출 헤드(3) 사이의 유로에서의 기능액의 하면(계면)을 연결 장치(99)보다 상방(제 1 공간(91S)측)에 배치함으로써, 기능액의 누출을 억제할 수 있다. 그리고, 새로운 토출 헤드(3)가 유로에 접속된 후, 제어 장치(10)는, 예를 들면 도 16의 (a)를 참조하여 설명한 바와 같이, 제 2 공간(92S)(제 1 공간(91S))을 가압하는 동시에, 캡핑 장치(13)에 의한 캡핑 처리를 실행하여, 토출 헤드(3)의 내부의 유로에 기능액을 충전한다.
또한, 제 2 용기(92)에 수용되어 있는 제 1 용기(91)를 교환하는 경우에는, 개폐 뚜껑(98T)을 분리하여, 제 2 개구(98)를 연다. 이에 의해, 예를 들면 제 2 공간(92S)이 감압되어 있는 상태에도 제 2 개구(98)를 엶으로써, 제 2 공간(92S)이 대기 개방된다. 이에 의해, 제 1 개구(97)를 닫고 있는 상태의 개폐문(97T)을 움직이기 쉽게(열기 쉽게)되어, 제 1 용기(91)의 교환 동작을 원활히 실행할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 의하면, 압력 조정 장치(93)의 동작에 의해 변화하는 제 2 공간(92S)의 압력에 따라 변형하는 막으로 제 1 용기(91)를 형성하여, 제 2 공간(92S)의 압력을 조정함으로써 제 1 공간(91S)의 압력을 조정하도록 했으므로, 기능액의 물성 변화를 억제하면서, 간단한 구조로 기능액의 압력을 조정할 수 있다. 제 1 용기(91)에 의해 형성되는 제 1 공간(91S)은 거의 밀폐된 공간이며, 그 제 1 공간(91S)의 압력을 진공 시스템 또는 기체 공급 시스템을 포함하는 압력 조정 장치(93)에 의해 직접적으로 조정하면, 그 제 1 공간(91S)에 수용 되어 있는 기능액의 액체 성분(예를 들면 분산매, 용매)이 기화하는 등에 의해, 기능액의 농도 및/또는 점도가 변화할 가능성이 있다. 예를 들면, 진공 시스템을 포함하는 압력 조정 장치(93)에 의해 제 1 공간(91S)의 압력을 직접적으로 조정하면, 그 제 1 공간(91S)에 수용되어 있는 기능액의 액체 성분(예를 들면 분산매, 용매)이 기화하여, 기능액의 농도 및/또는 점도가 상승할 가능성이 있다. 본 실시예에 의하면, 제 1 공간(91S)의 압력을 압력 조정 장치(93)에 의해 직접적으로 조정하지 않고, 적어도 일부가 막으로 형성된 제 1 용기(91)와 제 2 용기(92) 사이의 제 2 공간(92S)의 압력을 압력 조정 장치(93)에 의해 조정함으로써, 밀폐된 제 1 공간(91S)에서 기능액의 기화 등에 기인하는 기능액의 농도 및/또는 점도 등의 물성 변화를 억제하면서, 제 1 공간(91S)을 원하는 압력으로 조정할 수 있다. 따라서, 기능액의 물성 변화에 기인하는 이물의 발생 등을 억제하고, 원하는 상태의 액적을 토출하여, 원하는 성능을 갖는 디바이스를 제조할 수 있다. 또한, 본 실시예에 의하면, 간단한 구조로 기능액의 압력을 조정할 수 있어, 기능액의 일부가 유로를 막는 등의 불량의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 보수 작업 등을 원활히 실행할 수 있다.
또한, 제 2 공간(92S)(제 1 공간(91S))의 압력을 제 1 용기(91)의 기능액의 표면과 토출 헤드(3)의 토출구(1)의 위치 관계에 따라 조정(최적화)함으로써, 토출 헤드(3)의 토출구(1)로부터의 기능액의 누출을 억제하면서, 액적(D)을 원하는 상태로 토출할 수 있다.
또한, 기능액의 종류에 따라서는, 온도의 변화에 의해 물성이 변화할 가능성 이 있지만, 온도 조정 장치(94)를 설치함으로써, 온도 변화에 기인하는 기능액의 물성 변화를 억제할 수 있다. 또한, 액적 토출 장치(IJ)의 가동이 장기간 정지하는 경우(토출 헤드(3)의 토출구(1)로부터의 액적 토출 동작이 장기간 정지하는 경우)에도, 제 1 용기(91)의 기능액을 계속 냉각함으로써 기능액의 물성 변화를 억제할 수 있다. 그리고, 제 2 용기(92)에 냉장고로서의 기능을 갖게 함으로써, 액적 토출 장치(IJ)의 가동이 장기간 정지하는 경우에도 제 1 용기(91)를 제 2 용기(92)에 수용해두면 된다. 따라서, 기능액의 물성 변화를 억제하기 위해 그 기능액을 수용한 제 1 용기(91)를 액적 토출 장치(IJ)와는 별도의 장소에 설치한 냉장고로 반송할 필요도 없어진다.
또한, 본 실시예에서는, 토출 헤드(3)를 교환하는 경우 등, 토출 헤드(3)를 유로로부터 분리할 때에, 압력 조정 장치(93)를 이용하여 제 1 공간(91S)과 토출 헤드(3) 사이의 유로에서의 기능액의 하면(계면)이 적어도 연결 장치(99)보다 상방에 배치되도록, 제 2 공간(92S)을 감압하고 있다. 이에 의해, 기능액의 누출을 억제하면서, 토출 헤드(3)를 유로로부터 분리하거나, 새로운 토출 헤드(3)와 교환할 수 있어, 보수 작업 등을 원활히 실행할 수 있다. 따라서, 낭비되는 기능액의 양을 최소한으로 억제하면서, 보수 작업 등을 실행할 수 있다.
<제 2 실시예>
다음으로, 제 2 실시예에 대하여 설명한다. 이하의 설명에서, 상술한 실시예와 동일 또는 동등한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙여, 그 설명을 간략 또는 생략한다.
도 20은 제 2 실시예에 따른 기능액 수용 장치(9B)를 나타낸 모식도이다. 상술한 제 1 실시예에서는, 제 1 용기(91)의 거의 전부가 가요성을 갖는 막으로 형성되어 있지만, 제 2 실시예의 특징적인 부분은, 제 1 용기(91)의 일부가 가요성을 갖는 막(91D)으로 형성되어 있는 점이다.
도 20에서 기능액 수용 장치(9B)는 토출 헤드(3)와 유로를 통하여 접속되고, 토출 헤드(3)에 공급하기 위한 기능액을 수용하는 제 1 공간(91S)을 형성하는 제 1 용기(91)와, 제 1 용기(91)를 수용하고, 제 1 용기(91)와의 사이에서 제 2 공간(92S)을 형성하는 제 2 용기(92)와, 제 2 공간(92S)의 압력을 조정하는 압력 조정 장치(93)와, 제 1 용기(91)의 기능액의 온도를 조정하는 온도 조정 장치(94)를 구비하고 있다. 제 1 용기(91)에 의해 형성되는 제 1 공간(91S)은 거의 밀폐된 공간이다. 제 1 용기(91)는, 예를 들면 금속판, 플라스틱판 등, 단단한 판 형상의 부재와, 플라스틱의 얇은 시트 형상의 부재 등, 가요성을 갖는 막(박막)(91D)을 조합하여 형성되어 있다. 제 1 용기(91)의 막(91D)은 압력 조정 장치(93)의 동작에 따라 변형한다.
제 2 용기(92)는 상술한 제 1 실시예와 마찬가지로, 예를 들면 금속판, 플라스틱판 등, 단단한 판 형상의 부재를 복수 조합하여 형성된 박스 형상의 부재이다.
또한, 본 실시예에서는, 제 1 용기(91)의 제 1 공간(91S)과 접속 기구(95)는 제 2 튜브 부재(100)의 유로를 통하여 접속되어 있다.
압력 조정 장치(93)의 동작에 의해 제 2 공간(92S)의 압력이 변화하면, 제 1 용기(91)의 막(91D)은 그 제 2 공간(92S)의 압력에 따라 변형한다. 상술한 제 1 실시예와 마찬가지로, 본 실시예에서도, 압력 조정 장치(93)의 동작에 따라 변화하는 제 2 공간(92S)의 압력에 따라, 제 1 공간(91S)의 압력이 변화한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에서도, 기능액의 물성 변화를 억제하면서, 간단한 구조로 기능액의 압력을 조정할 수 있다.
또한, 상술한 제 1, 제 2 실시예에서는, 제 1 용기(91)의 기능액의 표면이 토출 헤드(3)의 토출구(1)보다 상방에 배치되어 있는 경우를 예로 들어 설명했지만, 제 1 용기(91)의 기능액의 표면이 토출 헤드(3)의 토출구(1)보다 하방에 배치되어 있어도 된다. 이 경우, 제 2 공간(92S)의 압력은 압력 조정 장치(93)에 의해, 적어도 대기압보다 높아지도록 가압된다. 즉, 제 1 공간(91S)과 토출구(1)를 접속하는 유로에 기능액이 채워진 상태에서의 제 1 용기(91)의 기능액의 표면과 토출 헤드(3)의 토출구(1)의 Z축 방향의 위치 관계, 소위 수두차에 따라 제 2 공간(92S)의 압력을 조정함으로써, 토출 헤드(3)의 토출구(1)로부터의 기능액의 누출을 억제하면서, 액적(D)을 원하는 상태로 토출할 수 있다.
또한, 상술한 각 실시예에서는, 온도 조정 장치(94)가 제 1 용기(91)의 기능액을 냉각하는 경우에 대해서 설명했지만, 기능액의 종류(물성)에 따라서는 가열하는 것이 바람직한 경우도 생각할 수 있다. 이 경우에는, 제어 장치(10)는 온도 조정 장치(94)를 이용하여 제 1 용기(91)의 기능액을 가열한다.
또한, 상술한 각 이동체(4, 5, 6, 7)를 이용한 처리의 순서는 일례이다. 예를 들면, 캡핑 처리를 한 후, 침지 처리를 실행하고, 그 후, 와이핑 처리를 실행해도 된다. 또는, 침지 처리를 실행한 후, 캡핑 처리를 실행하고, 그 후, 와이핑 처 리를 실행해도 된다. 또한, 침지 처리를 실행 후, 와이핑 처리를 실행하고, 그 후 캡핑 처리를 실행한 후, 다시 와이핑 처리를 실행하는 것과 같이, 동일한 처리(여기서는 와이핑 처리)를 복수 회 실행해도 된다. 각 이동체(4, 5, 6, 7)의 배치는 처리하는 순서에 따라 설정된다.
또한, 제 2 이동체(5), 제 3 이동체(6), 및 제 4 이동체(7)를 이용한 보수 처리에서, 보수 처리마다 반드시 제 2 이동체(5), 제 3 이동체(6), 및 제 4 이동체(7) 전부를 사용하지 않아도 된다. 예를 들면, 캡핑 처리를 행하지 않고 침지 처리 및 와이핑 처리만을 실행해도 되고, 침지 처리를 행하지 않고 캡핑 처리 및 와이핑 처리만을 실행해도 되고, 침지 처리 및 캡핑 처리를 행하지 않고 와이핑 처리만을 실행하도록 해도 되며, 침지 처리 및 와이핑 처리를 행하지 않고 캡핑 처리만을 실행하도록 해도 된다.
또한, 제 2 이동체(5), 제 3 이동체(6), 및 제 4 이동체(7)를 이용한 보수 처리는 소정의 타이밍으로 실행할 수 있다. 본 실시예에서는, 보수 처리는 제 1 이동체(4)로부터 기판(P)을 반출하는 동작, 및 제 1 이동체(4)에 기판(P)을 반입하는 동작마다 실행되지만, 예를 들면 로트(lot)마다, 소정 시간 간격마다 보수 처리를 실행하도록 해도 된다.
또한, 상술한 각 실시예에서는, 기판(P)이 LTCC 기판(그린 시트)이며, 기판(P)에 배선 패턴(회로 패턴)을 형성하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 기판(P)으로서는 그린 시트뿐 아니라, 유리 기판, 반도체 웨이퍼 등, 제조하는 디바이스에 따라 적절히 선택할 수 있다. 또한, 사용되는 기능액의 도전성 미립자로서도 은뿐 아니라, 예를 들면 일본 공개특허 2005-34837호 공보 등에 개시되어 있는 바와 같은, 금, 동, 팔라듐, 및 니켈 등의 금속 미립자여도 되고, 도전성 폴리머여도 된다. 또한, 사용되는 분산매도 도전성 미립자에 따라 적절히 선택할 수 있다. 또한, 배선 패턴뿐 아니라, 박막 트랜지스터(TFT: Thin Film Transistor)의 적어도 일부를 형성할 수도 있다.
또한, 액적 토출 장치(IJ)를 이용하여 제조 가능한 디바이스로서는, 회로 기판에 한정되지 않고, 예를 들면 컬러 필터, 배향막 등, 액정 장치의 적어도 일부를 형성할 수 있고, 유기 EL 장치의 적어도 일부를 형성할 수도 있다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 액적 토출 장치를 나타내는 개략 구성도.
도 2는 제 1 실시예에 따른 액적 토출 장치의 일부를 나타내는 사시도.
도 3은 캐리지 부재에 지지된 복수의 토출 헤드를 하측으로부터 본 도면.
도 4는 토출 헤드의 구조의 일례를 설명하기 위한 단면도.
도 5는 제 1 이동체의 일례를 나타내는 도면.
도 6은 제 2 이동체의 일례를 나타내는 도면.
도 7은 제 2 이동체의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면.
도 8은 제 3 이동체의 일례를 나타내는 도면.
도 9는 제 3 이동체의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면.
도 10은 제 4 이동체의 일례를 나타내는 도면.
도 11은 제 4 이동체의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면.
도 12는 단열 부재를 나타내는 사시도.
도 13은 단열 부재를 나타내는 측면도.
도 14는 제 1 실시예에 따른 기능액 수용 장치의 일례를 나타내는 사시도.
도 15는 제 1 실시예에 따른 기능액 수용 장치의 일례를 나타내는 측단면도.
도 16은 제 1 실시예에 따른 액적 토출 장치의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면.
도 17은 제 1 실시예에 따른 액적 토출 장치의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면.
도 18은 제 1 실시예에 따른 액적 토출 장치의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면.
도 19는 제 1 실시예에 따른 액적 토출 장치의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면.
도 20은 제 2 실시예에 따른 기능액 수용 장치의 일례를 나타내는 측단면도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1…토출구 2…토출면 3…토출 헤드
9…기능액 수용 장치 11…캐리지 부재 13…캡핑 장치
14…와이핑 장치 15…침지 장치 38…유지 장치
39…지지 기구 90…튜브 부재 91…제 1 용기
91D…막 91S…제 1 공간 92…제 2 용기
92S…제 2 공간 93…압력 조정 장치 94…온도 조정 장치
97…제 1 개구 97T…개폐문 98…제 2 개구
98T…개폐 뚜껑 99…연결 장치 A1…제 1 위치
A2…제 2 위치 D…액적 P…기판

Claims (9)

  1. 기능액의 액적을 토출하는 토출구가 형성된 토출면을 갖는 토출 헤드와,
    상기 토출 헤드와 유로(流路)를 통하여 접속되고, 상기 토출 헤드에 공급하기 위한 상기 기능액을 수용하는 제 1 공간을 형성하는 제 1 용기와,
    상기 제 1 용기를 수용하고, 상기 제 1 용기와의 사이에서 제 2 공간을 형성하는 제 2 용기와,
    상기 제 2 공간의 압력을 조정하는 압력 조정 장치와,
    상기 제 1 용기의 기능액의 온도를 조정하는 온도 조정 장치를 구비하고,
    상기 제 1 용기의 적어도 일부는 상기 압력 조정 장치의 동작에 따라 변형하는 막으로 형성되어 있는 액적 토출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력 조정 장치는 상기 제 1 용기의 기능액의 표면과 상기 토출 헤드의 토출구의 위치 관계에 따라, 상기 제 2 공간의 압력을 조정하는 액적 토출 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 용기의 기능액의 표면은 상기 토출 헤드의 토출구보다 상방(上方)에 배치되고,
    상기 압력 조정 장치는 상기 제 2 공간을 감압하는 액적 토출 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유로에 대하여 상기 토출 헤드를 탈착 가능하게 연결하는 연결 장치를 구비하고,
    상기 토출 헤드가 상기 유로로부터 분리될 때에, 상기 압력 조정 장치는 상기 제 2 공간을 감압하는 액적 토출 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도 조정 장치는 상기 제 1 용기의 기능액을 냉각하는 액적 토출 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 온도 조정 장치는 상기 제 1 용기의 기능액의 온도를, 적어도 상기 토출 헤드의 토출구 근방의 온도보다 저하시키는 액적 토출 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 용기에 형성되고, 상기 제 2 용기의 내측 공간과 외측 공간을 연통하는 개구와, 상기 개구를 개폐하는 개폐 기구를 구비한 액적 토출 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 개구는 상기 제 1 용기를 상기 제 2 용기의 내측 공간과 외측 공간 사이에서 통과시키기 위한 제 1 개구, 및 상기 제 2 용기의 내측 공간을 대기 개방하기 위한 제 2 개구 중 적어도 한쪽을 포함하는 액적 토출 장치.
  9. 제 1 항에 기재된 액적 토출 장치를 이용해서 기판에 액적을 토출하여 상기 기판에 패턴을 형성하는 동작과,
    상기 기판의 액적을 건조하는 동작을 포함하는 디바이스의 제조 방법.
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