KR20220042469A - 액적 토출 장치 및 액적 토출 방법 - Google Patents

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Abstract

액적 토출 장치는, 대상물에 대해 제1 방향으로 이동하여, 노즐로부터 액적을 토출하는 액적 토출부와, 상기 노즐의 정보를 취득하는 취득부와, 상기 취득된 상기 노즐의 정보에 기초하여, 상기 액적의 토출 조건을 설정하는 설정부를 갖는다. 상기 액적 토출 장치에 있어서, 상기 노즐을 검사하는 검사부를 더 갖고, 상기 노즐의 정보는, 상기 노즐의 선단에 있어서의 형상의 정보를 포함해도 된다. 본 발명의 일 실시 형태를 이용하는 것에 의해, 대상물을 소정의 위치에 안정적으로 액적을 토출할 수 있다.

Description

액적 토출 장치 및 액적 토출 방법
본 발명은 액적(液滴) 토출(吐出) 장치 및 액적 토출 방법에 관한 것이다.
최근, 잉크젯 인쇄 기술의 공업용 프로세스에의 응용이 행해지고 있다. 예를 들어, 액정 디스플레이용 컬러 필터 제조 공정 등이 그 일례이다. 잉크젯 인쇄 기술로서, 종래에는 기계적 압력이나 진동에 의해 액적을 토출하는, 소위 피에조(piezo)형 헤드가 많이 사용되어 왔지만, 더 미세한 액적을 토출할 수 있는 정전 토출형 잉크젯 헤드가 주목받고 있다. 특허문헌 1에는 정전 토출형 잉크젯 기록 장치에 대해서 개시되어 있다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 평10-34967 호 공보
한편, 정전 토출형 잉크젯 헤드에서는, 노즐의 선단(先端)부의 형상에 따라서는 소정의 위치로 토출할 수 없는 경우가 있다.
거기서, 본 발명은 대상물을 소정의 위치에 안정적으로 액적을 토출하는 것을 목적의 하나로 한다.
본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 대상물에 대해 제1 방향으로 이동하여 액적을 토출하는 복수의 노즐을 갖는 액적 토출부의 정보를 취득하는 취득부와, 상기 취득된 상기 액적 토출부의 정보에 기초하여, 상기 복수의 노즐 각각의 상기 액적의 토출 조건을 설정하는 설정부를 가지는, 액적 토출 장치가 제공된다.
상기 액적 토출 장치에 있어서, 상기 액적 토출부에 형성된 노즐의 형상을 검사하는 검사부를 더 포함하고, 상기 액적 토출부의 정보는 상기 노즐의 개구부 정보를 포함해도 된다.
상기 액적 토출 장치에 있어서, 상기 액적 토출부에 형성된 노즐로부터 토출된 상기 액적의 형상을 검사하는 검사부를 더 포함하고, 상기 액적 토출부의 정보는, 상기 토출된 상기 액적의 형상과 관련지어진 정보를 포함해도 된다.
상기 액적 토출 장치에 있어서, 상기 액적 토출부는 제1 액적을 토출하는 제1 노즐과, 상기 제1 노즐에 대해 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향에 인접하여 배치되어 제2 액적을 토출하는 제2 노즐을 갖고, 상기 제1 노즐과 상기 제2 노즐은 상기 제2 방향으로 연장하여 배치되는 구조체에 배치되어도 된다.
상기 액적 토출 장치에 있어서, 상기 설정부는 상기 제2 노즐의 개구부의 중심이 상기 제1 노즐의 개구부의 중심보다도 상기 제1 방향으로 어긋나(벗어나) 배치되어 있을 때에, 상기 제2 노즐로부터의 상기 제2 액적의 토출 개시 시간을, 상기 제1 노즐로부터의 상기 제1 액적의 토출 개시 시간보다도 빠르게(earlier) 해도 된다.
상기 액적 토출 장치에 있어서, 상기 설정부는 상기 제2 노즐의 개구부가 상기 제1 노즐의 개구부보다 작을 때에, 상기 제2 노즐로부터의 상기 제2 액적의 토출 시간을, 상기 제1 노즐로부터의 상기 제1 액적의 토출 시간보다 길게 해도 된다.
상기 액적 토출 장치에 있어서, 상기 설정부는 상기 제2 노즐의 개구부의 중심이 상기 제1 노즐의 개구부의 중심보다도 상기 제2 방향으로 어긋나 배치되어 있을 때에, 상기 제2 노즐로부터의 상기 제2 액적의 토출 개시 시간을, 상기 제1 노즐로부터의 상기 제1 액적의 토출 종료 시간 후로 설정해도 된다.
상기 액적 토출 장치에 있어서, 상기 액적 토출부와는 다른 제2 액적 토출부를 갖고, 상기 제2 액적 토출부는 상기 액적 토출부의 정보에 기초하여 액적을 토출해도 된다.
본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 대상물에 대해 제1 방향으로 이동하여 액적을 토출하는 액적 토출부를 검사하고, 상기 검사된 액적 토출부의 정보를 취득하고, 상기 취득된 상기 액적 토출부의 정보에 기초하여, 상기 액적의 토출 조건을 설정하는 액적 토출 방법이 제공된다.
상기 액적 토출 방법에 있어서, 상기 검사된 액적 토출부의 정보는 상기 액적 토출부에 형성된 노즐의 개구부의 정보를 포함해도 된다.
상기 액적 토출 방법에 있어서, 상기 검사된 액적 토출부의 정보는 상기 액적 토출부에 형성된 노즐로부터 토출된 상기 액적의 형상에 관련지어진 정보를 포함해도 된다.
상기 액적 토출 방법에 있어서, 상기 액적 토출부에 형성된 상기 노즐은 복수이며, 제1 액적을 토출하는 제1 노즐과, 상기 제1 노즐에 대하여 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향에 인접하여 배치되고 제2 액적을 토출하는 제2 노즐을 포함하고, 상기 제1 노즐과 상기 제2 노즐은 상기 제2 방향으로 연장하여 배치되는 구조체에 배치되어도 된다.
상기 액적 토출 방법에 있어서, 상기 제2 노즐의 개구부의 중심이 상기 제1 노즐의 개구부의 중심보다 상기 제1 방향으로 어긋나 배치되어 있을 때에, 상기 제2 노즐로부터의 상기 제2 액적의 토출 개시 시간을, 상기 제1 노즐로부터의 상기 제1 액적의 토출 개시 시간보다도 빠르게 해도 된다.
상기 액적 토출 방법에 있어서, 상기 제2 노즐의 개구부가 상기 제1 노즐의 개구부보다 작은 때에, 상기 제2 노즐로부터의 상기 제2 액적의 토출 시간을, 상기 제1 노즐로부터의 상기 제1 액적의 토출 시간보다 길게 해도 된다.
상기 액적 토출 방법에 있어서, 상기 제2 노즐의 개구부의 중심이 상기 제1 노즐의 개구부의 중심보다 상기 제2 방향으로 어긋나 배치되어 있을 때에, 상기 제2 노즐로부터의 상기 제2 액적의 토출 개시 시간을, 상기 제1 노즐로부터의 상기 제1 액적의 토출 종료 시간 후로 설정해도 된다.
본 발명의 일 실시 형태를 사용함으로써, 대상물을 소정의 위치에 안정적으로 액적을 토출할 수 있다.
[도 1] 본 발명의 일 실시 형태에 관한 액적 토출 장치의 개략도이다.
[도 2] 본 발명의 일 실시 형태에 관한 액적 토출부의 평면도 및 노즐의 개구부의 확대도이다.
[도 3] 본 발명의 일 실시 형태에 관한 액적 토출 방법의 흐름도이다.
[도 4] 본 발명의 일 실시 형태에 관한 노즐의 개구부의 확대도이다.
[도 5] 본 발명의 일 실시 형태에 관한 액적 토출 방법의 토출 시간과 전압의 관계를 나타내는 개략도이다.
[도 6] 본 발명의 일 실시 형태에 관한 노즐의 개구부의 확대도이다.
[도 7] 본 발명의 일 실시 형태에 관한 액적 토출 방법의 토출 시간과 전압의 관계를 나타내는 개략도이다.
[도 8] 본 발명의 일 실시 형태에 관한 노즐의 개구부의 확대도이다.
[도 9] 본 발명의 일 실시 형태에 관한 액적 토출 방법의 토출 시간과 전압의 관계를 나타내는 개략도이다.
[도 10] 본 발명의 일 실시 형태에 관한 액적 토출 방법에 의해 형성된 패턴의 상면도이다.
[도 11] 본 발명의 일 실시 형태에 관한 액적 토출 장치의 개략도이다.
[도 12] 본 발명의 일 실시 형태에 관한 액적 토출 장치의 개략도이다.
[도 13] 액적 토출 조건을 보정하지 않고 형성된 패턴의 상면도이다.
이하, 본 출원에 개시되는 발명의 각 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 단, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 형태로 실시할 수 있으며, 이하에 예시하는 실시 형태의 기재 내용에 한정하여 해석되는 것은 아니다.
또한, 본 실시 형태에서 참조하는 도면에 있어서, 동일 부분 또는 동일한 기능을 갖는 부분에는 동일한 부호 또는 유사한 부호(숫자 뒤에 A, B 등을 붙이기만 한 부호)를 붙이고, 그 반복 설명은 생략하는 경우가 있다. 또한, 도면의 치수 비율은 설명의 편의상 실제의 비율과 다르거나, 구성의 일부가 도면에서 생략되거나 하는 경우가 있다.
게다가, 본 발명의 상세한 설명에 있어서, 어떤 구성물과 다른 구성물의 위치 관계를 규정할 때, 「위에」 「아래에」란, 어떤 구성물의 바로 위 또는 바로 아래에 위치하는 경우 뿐만 아니라, 특별히 언급이 없는 한은, 그 사이에 또 다른 구성물을 개재하는 경우를 포함하는 것으로 한다.
<제1 실시 형태>
(1-1. 액적 토출 장치(100)의 구성)
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 액적 토출 장치(100)의 개략도이다.
액적 토출 장치(100)는 제어부(110), 기억부(115), 전원부(120), 구동부(130), 액적 토출부(140), 검사부(150) 및 대상물 유지부(160)를 포함한다.
제어부(110)는 CPU(Central Processing Unit), ASIC(Application Specific Integrated Circuit), FPGA(Field Programable Gate Array), 또는 그 밖의 연산 처리 회로를 포함한다. 제어부(110)는 미리 설정된 액적 토출용 프로그램을 이용하여 액적 토출부(140)의 토출 처리를 제어한다.
기억부(115)는 액적 토출용 프로그램 및 액적 토출용 프로그램에 사용되는 각종 정보를 기억하는 데이터베이스로서의 기능을 갖는다. 기억부(115)에는 메모리, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Drive), 또는 그 밖의 기억 가능한 소자가 사용된다.
전원부(120)는 제어부(110), 구동부(130) 및 액적 토출부(140)와 접속(연결)된다. 전원부(120)는 제어부(110)로부터 입력되는 신호를 기초로, 액적 토출부(140)에 전압을 인가한다. 이 예에서, 전원부(120)는 액적 토출부(140)에 대하여 일정 기간 동안 펄스 형 전압을 인가한다. 또한, 펄스 전압에 한정되지 않고, 일정한 전압이 항상 인가되어도 된다.
구동부(130)는 모터, 벨트, 기어 등의 구동 부재로 구성된다. 구동부(130)는 제어부(110)로부터의 지시에 기초하여 대상물(200)에 대하여 액적 토출부(140)(보다 구체적으로는 후술하는 노즐(141))를 상대적으로 하나의 방향(이 예에서는 제1 방향(D1))으로 이동시킨다.
액적 토출부(140)는 대상물(200)에 액적(147)을 토출한다. 이 예에서, 액적(147)은 대상물(200)에 대하여 수직인 방향(D3)으로부터 토출된다. 액적 토출부(140)는 노즐(141) 및 잉크 탱크(도시하지 않음)를 포함한다. 노즐(141)에는 정전 토출형의 잉크젯 노즐이 사용된다. 따라서, 액적 토출부(140)는 정전 토출형의 잉크젯 헤드라고 할 수 있다.
도 2(A)는 액적 토출부(140)의 평면도이다. 도 2(B)는 노즐(141)의 확대도다. 이 예에서, 액적 토출부(140)는 복수의 노즐(141)(노즐(141-1), 노즐(141-2), 노즐(141-3), 노즐(141-4), 및 노즐(141-5)) 및 구조체(142)를 포함한다. 노즐(141-1), 노즐(141-2), 노즐(141-3), 노즐(141-4) 및 노즐(141-5)은 각각 구조체(142)에 등(等)간격으로 배치되어 있다. 노즐(141)은 구조체(142)에 대하여 용접해도 되고, 접착제에 의해 고정해도 된다. 노즐(141-1), 노즐(141-2), 노즐(141-3), 노즐(141-4) 및 노즐(141-5)은, 특별히 한정할 필요가 없는 경우에는 노즐(141)로서 설명한다.
도 1로 되돌아가서 설명한다. 구조체(142)는, 액적 토출부(140)가 주사(scan)되는 방향(제1 방향(D1))에 교차하는(이 예에서는 직교하는) 방향인 제2 방향(D2)으로 연장되어 있다. 따라서, 복수의 노즐(141)은 제2 방향(D2)으로 배열되어 있다고 할 수 있다. 구조체(142)는 이 예에서는 판 형상으로 형성된다. 구조체(142)에는, 잉크 탱크에 저장된 액체가 각각의 노즐(141)로부터 액적(147)으로서 토출되도록, 노즐(141)마다 유로가 형성된다. 또한, 구조체(142)는 적절한 용도에 따라 최적의 형상으로 할 수 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 노즐(141)의 선단에 있어서의 개구부(141a)의 내경은, 수백 nm 이상 20 ㎛ 이하, 바람직하게는 1 ㎛ 이상 15 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 5 ㎛ 이상 12 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.
노즐(141)은 유리관을 갖고, 유리관의 내부에 전극(145)이 형성된다. 이 예에서, 전극(145)에는 텅스텐의 세선(細線)이 사용된다. 또한, 전극(145)은 텅스텐에 한정되지 않고, 니켈, 몰리브덴, 티타늄, 금, 은, 동, 백금 등이 제공되어도 된다.
노즐(141)의 전극(145)은 전원부(120)와 전기적으로 접속되어 있다. 노즐(141)의 내부 및 전극(145)에 대하여 전원부(120)로부터 인가된 전압(이 예에서는 1000V)에 의해 잉크 탱크에 저장된 액체(잉크)가 노즐(141)의 개구부(141a)로부터 액적(147)으로서 토출된다. 전원부(120)로부터 인가되는 전압에 의해, 액적(147)에 의해 형성되는 액적(패턴)의 형상이 제어된다.
액적(147)에는 점도가 높은 재료가 사용된다. 구체적으로, 액적(147)에는 안료(顔料)를 포함하는 패턴 형성용 잉크가 사용된다. 액적(147)에는 도전성 입자가 포함되어도 된다. 액적 토출부(140)에는, 정전 토출형 잉크젯이 형성되어 있고, 전원부(120)로부터 주어진 전압에 의해 토출량이 제어된다. 액적(147)의 토출량은, 0.1fl 이상 100pl 이하인 것이 바람직하다. 이 때에 형성되는 패턴 사이즈는 100nm 이상 500㎛ 이하이다.
검사부(150)는 각 노즐(141)의 개구부(141a)의 형상을 검사한다. 이 예에서, 검사부(150)는 렌즈 등의 광학 소자, 디스플레이 등의 표시 장치 및 촬상 소자를 포함하는 광학 현미경이 이용된다. 검사 대상인 노즐(141)은 광학 현미경에 대향하여 배치된다. 검사부(150)는, 미리 기억부(115)에 기억(저장)된 설계값대로 형성된 개구부를 갖는 노즐(141)의 화상을 기준으로 하여, 노즐(141)의 화상을 촬상한다. 검사부(150)에 의해 검사된 노즐(141)의 개구부(141a)의 정보는 기억부(115)에 기억된다.
대상물 유지부(160)는 대상물(200)를 유지(keep)하는 기능을 갖는다. 대상물 유지부(160)에는, 이 예에서는 스테이지가 사용된다. 대상물 유지부(160)가 대상물(200)을 유지하는 기구(機構)는 특별히 제한되지 않고, 일반적인 유지 기구가 사용된다. 이 예에서, 대상물(200)은 대상물 유지부(160)에 진공 흡착되어 있다. 또한, 이에 한정되지 않고, 대상물 유지부(160)는 고정구를 이용하여 대상물(200)을 유지해도 된다.
대상물(200)은 액적(147)이 토출되는 부재를 말한다. 이 예에서는, 대상물(200)에는 유리판이 사용된다. 또한, 대상물(200)은 유리판에 한정되지 않는다. 예를 들면, 금속판이어도 되고, 유기 수지 부재여도 된다. 또한, 대상물(200) 위에는 금속 배선 또는 유기 수지 부재가 형성되어도 된다. 또한, 대상물(200)에는 액적 토출용의 대향 전극이 형성되어도 된다.
또한, 본 실시 형태에 있어서, 제어부(110)는 소프트웨어의 내부 구성으로서 취득부(111) 및 설정부(113)를 갖는다.
취득부(111)는 노즐(141)의 정보를 취득한다. 이 예에서는, 검사부(150)에서 검사된 노즐(141)의 선단에 있어서의 개구부(141a)의 정보가 기억부(115)에 기억되어 있다. 따라서, 취득부(111)는 기억부(115)로부터 노즐(141)의 선단에 있어서의 개구부(141a)의 정보를 취득한다. 이 때, 취득부(111)는 노즐(141)의 선단에 있어서의 개구부(141a)의 정보를 수신함으로써 취득된다.
설정부(113)는 취득부(111)에서 취득한 노즐(141)의 정보에 기초하여 액적(147)의 토출 조건을 설정한다. 이 예에서는, 후술하는 노즐(141)의 개구부(141a)의 중심의 위치, 개구부(141a)의 내경 등의 정보로부터, 설정부(113)는, 미리 설정되어 있던 토출 조건을 보정하고, 새롭게 대상물(200)의 각 토출 위치에서의 토출 개시 시간, 토출 종료 시간 및 전극(145)에 인가되는 전압을 설정한다.
(1-2. 액적 토출 방법)
다음으로, 액적 토출 방법에 대하여 도면을 이용하여 설명한다. 도 3은 본 실시 형태에 있어서의 액적 토출 방법을 나타내는 흐름도이다. 이하, 개구부의 형상이 상이한 각각의 경우에 대하여 설명한다.
(1-2-1. 개구부의 내경이 상이한 경우의 액적 토출 방법)
이하, 노즐(141)의 선단에 있어서의 개구부의 내경이 상이한 경우의 액적 토출 방법에 대하여 설명한다. 우선, 취득부(111)는 노즐(141)의 선단에 있어서의 개구부(141a)의 정보를 취득한다(S110). 개구부(141a)의 정보는 검사부(150)에 의해 사전에 검사된다. 이 예에서, 노즐은 검사용으로 설정된 소정의 위치에 배치된다. 검사 대상인 노즐(141)의 선단은 검사부(150)에 대향하여 소정의 거리를 갖고 배치된다. 검사부(150)는, 미리 기억부(115)에 기억된 설계값대로 형성된 개구부(141a)를 갖는 노즐(141)의 화상을 기준으로 하여, 각 노즐(141)의 개구부(141a)를 촬상한다. 이 때, 노즐(141)의 중앙부가 화상의 중심에 오도록 촬상한다. 따라서, 설계값대로 형성된 개구부(141a)를 갖는 노즐(141)의 경우, 노즐(141)의 중심부와 개구부(141a)의 중심이 중첩되게 된다. 검사된 노즐(141)의 개구부(141a)의 정보는 기억부(115)에 기억된다.
도 4는 검사된 개구부(141a)의 정보의 일례이다. 도 4(A)는 노즐(141A)의 확대도다. 도 4(A)에 있어서, 개구부(141Aa)의 내경(d141Aa)은 설계값(d141Za)과 동일하다. 도 4(B)는 노즐(141B)의 확대도다. 도 4(B)에 있어서, 개구(141Ba)의 내경(d141Ba)은 설계값(d141Za)보다 크다. 도 4(C)는 노즐(141C)의 확대도다. 도 4(C)에 있어서, 개구(141Ca)의 내경(d141Ca)은 설계값(d141Za)보다 크다.
다음으로, 설정부(113)는 취득부(111)에서 취득한 개구부(141a)의 내경을 설계값과 비교한다(S120). 이 때, 설정부(113)는 개구부(141a)가 설계값으로부터 어느 정도 어긋나는지를 연산 처리한다. 이 때, 검사부(150)에서 촬상된 화상을 이용하여 적절히 화상 처리를 수행해도 된다.
다음으로, 설정부(113)는 상기에서 검사된 개구부(141a)의 내경과 설계값으로부터 산출된 결과를 이용하여, 노즐(141)로부터의 액적(147)의 토출 조건을 설정한다(S130). 이 예에서, 설정부(113)는 미리 설정된 설계값으로 형성된 개구부(141a)로부터의 액적의 토출 조건을 보정하고, 새롭게 대상물(200)의 각 토출 위치에서의 액적(147)의 토출 개시 시간, 토출 종료 시간, 전극(145)에 인가되는 전압을 설정한다.
도 5는 본 실시 형태에 있어서의 액적(147)의 토출 시간과 전극(145)에 인가되는 전압의 관계를 나타내는 개략도이다. 예를 들면, 노즐(141) 중 노즐(141-1)의 개구부(141-1a)의 내경이 설계값으로 형성된 노즐(141Z)보다도 크고(노즐(141B)에 상당), 노즐(141-2)의 개구부(141-2a)의 내경이 설계값으로 형성된 노즐(141Z)보다도 작다(노즐(141C)에 상당)고 가정한다. 이 때, 도 5에 도시된 바와 같이, 설정부(113)는 노즐(141-2)의 액적 토출 시간이 노즐(141-1)의 액적 토출 시간보다도 길도록 토출 조건을 설정한다(S130). 또한, 이때, 설정부(113)는, 토출시의 노즐(141-2)의 전극(145)에 인가되는 전압을 노즐(141-1)의 전극(145)에 인가되는 전압보다 크게 해도 된다. 설정부(113)는 그 밖의 노즐(141)에 대해서도 마찬가지로 토출 조건의 설정을 행한다.
마지막으로, 제어부(110) 및 구동부(130)에 의해 액적 토출 장치(100)에 준비된 대상물(200) 위로 이동한다. 액적 토출부(140)는 설정부(113)에 의해 설정된 토출 조건에 기초하여 각 노즐(141)로부터 일정량의 액적을 토출한다(S140). 이상에 의해, 개구부(141a)의 내경이 상이한 경우에도, 최적의 토출 조건이 되도록, 노즐(141)마다 토출 조건이 보정되어, 동일한 양의 액적을 토출할 수 있다.
(1-2-2. 주사 방향으로 개구부가 어긋난 경우의 액적 토출 방법)
다음으로, 개구부(141a)의 내경은 동일하지만, 개구부(141a)가 액적 토출부(140)의 이동 방향인 제1 방향(D1)으로 어긋난 경우의 액적 토출 방법을 설명한다. 또한, 상기와 마찬가지의 기재에 대해서는 적절히 생략하여 설명한다.
우선, 취득부(111)는 노즐(141)의 개구부(141a)의 정보를 취득한다(S110). 도 6은 검사된 개구부(141a)의 중심의 위치 정보의 일례이다. 도 6(A)는 노즐(141D)의 확대도다. 도 6(A)에서, 개구부(141Da)의 중심 위치(C141Da)는 설계값의 중심(C141Za)보다 제1 방향(D1)으로 Δ151Da만큼 변위(變位)되어 있다. 도 6(B)는 노즐(141E)의 확대도다. 도 6(B)에 있어서, 개구(141Ea)의 중심(C141Ea)은 설계값의 중심 위치(C141Za)보다도 제1 방향(D1)의 반대 방향으로 Δ141Ea만큼 변위되어 있다.
다음으로, 설정부(113)는 취득한 개구부(141a)의 중심 위치를 설계값의 중심 위치와 비교한다(S120). 이 때, 설정부(113)는 검사된 개구부(141a)의 중심이 설계값의 중심으로부터 어느 정도 어긋나 있는지를 연산 처리한다.
다음으로, 설정부(113)는 상기에서 검사된 개구부(141a)의 중심의 위치 정보 및 설계값의 중심의 위치 정보로부터 비교 연산된 결과를 이용하여, 노즐(141)로부터의 액적(147)의 토출 조건을 설정한다(S130). 이 예에서, 설정부(113)는 미리 설정된 설계값으로 형성된 개구부(141a)에서의 토출 조건으로부터 보정하고, 새롭게 대상물(200)의 각 토출 위치에서의 토출 개시 시간, 토출 종료 시간을 설정한다.
도 7은 본 실시 형태에서의 토출 시간과 전압의 관계를 나타내는 개략도이다. 예를 들어, 노즐(141) 중에서 노즐(141-1)의 개구부(141-1a)의 중심이 설계값으로 형성된 노즐(141Z)의 개구부의 중심보다도 제1 방향(D1)의 반대측으로 어긋나 배치되고(노즐(141E)에 상당), 노즐(141-2)의 개구부(141-2a)의 중심이 설계값으로 형성된 노즐(141Z)의 개구부의 중심보다도 제1 방향(D1)으로 어긋나 배치되어(노즐(141D)에 상당)있다고 가정한다. 이 때, 도 7에 도시된 바와 같이, 설정부(113)는 노즐(141-2)의 액적 토출 개시 시간이 노즐(141-1)의 액적 토출 개시 시간보다 빠르게 되도록 토출 조건을 설정한다(S130). 또한 이 때, 설정부(113)는 토출시의 노즐(141-2)의 전극(145)에 인가되는 전압과 노즐(141-1)의 전극(145)에 인가되는 전압을 일정하게 해도 된다. 또한, 설정부(113)는 액적 토출부(140)의 위치의 변동량을 설정해도 되며, 이 정보에 기초하여 구동부(130)는 액적 토출부(140)의 위치를 변위시킬 수 있다. 설정부(113)는 그 밖의 노즐(141)에 대해서도 마찬가지로 토출 조건을 적절하게 수행해도 된다. 이 예에서는, 도 7에 있어서, 각 노즐(141)로부터의 토출 시간이 일부에 있어서 중복하고 있다.
마지막으로, 액적 토출부(140)는 설정부(113)에 의해 설정된 토출 조건에 기초하여 각 노즐(141)로부터 일정량의 액적을 토출한다(S140). 이에 의해, 개구부(141a)의 중심이 액적 토출부(140)가 이동하는 방향 또는 그 반대 방향으로 어긋난 경우에 있어서도, 소정의 위치의 액적을 토출할 수 있다.
또한, 도 7에서, 각 노즐(141)로부터의 토출 시간이 일부 중복하고 있으나, 반드시 중복하지 않아도 된다.
(1-2-3. 주사 방향과 교차하는 방향으로 개구부가 어긋난 경우의 액적 토출 방법)
다음으로, 개구부(141a)의 내경은 동일하지만, 개구부(141a)의 중심이 액적 토출부(140)의 이동 방향(제1 방향(D1))과 교차하는 방향(제2 방향(D2))으로 어긋난 경우의 액적 토출 방법을 설명한다. 또한, 상기와 마찬가지의 기재에 대해서는 적절히 생략하여 설명한다.
우선, 취득부(111)는 노즐(141)의 개구부(141a)의 정보를 취득한다(S110). 도 8은 검사된 개구부(141a)의 중심의 위치 정보의 일례이다. 도 8(A)는 노즐(141F)의 확대도다. 도 8(A)에 있어서, 개구(141Fa)의 중심 위치(C141Fa)는 설계값의 중심(C141Za)보다 제2 방향(D2)의 반대 방향으로 변위되어 있다. 도 8(B)는 노즐(141G)의 확대도다. 도 8(B)에 있어서, 개구부(141Ga)의 중심(C141Ga)은 설계값의 중심(C141Za)보다 제2 방향(D2)으로 변위되어 있다.
다음으로, 설정부(113)는 취득한 개구부(141a)의 중심 위치를 설계값의 중심 위치와 비교한다(S120). 이 때, 설정부(113)는 검사된 개구부(141a)의 중심이 설계값의 중심으로부터 어느 정도 어긋나 있는지를 연산 처리한다.
다음으로, 설정부(113)는 상기에서 검사된 개구부(141a)의 중심의 위치 정보 및 설계값의 중심의 위치 정보로부터 산출된 결과를 이용하여, 노즐(141)의 토출 조건을 설정한다(S130). 이 예에서, 설정부(113)는 미리 설정되어 있던 설계값으로 형성된 개구부(141a)에서의 토출 조건으로부터 보정하고, 새롭게 대상물(200)의 각 토출 위치에서의 액적(147)의 토출 개시 시간 및 토출 종료 시간을 설정한다.
도 9는 본 실시 형태에 있어서 액적(147)의 토출 시간과 전극(145)에 인가되는 전압의 관계를 나타내는 개략도이다. 예를 들어, 노즐(141) 중에서 노즐(141-1)의 선단에서의 개구부(141-1a)의 중심이 설계값으로 형성된 노즐(141Z)의 선단에서의 개구부의 중심(C141Za)보다도 제2 방향(D2)으로 배치되어(노즐(141G)에 상당), 노즐(141-2)의 개구부(141-2a)의 중심이 설계값으로 형성된 노즐(141Z)의 선단에서의 개구부의 중심(C141Za)보다도 제2 방향(D2)의 반대측으로 배치되어 있다(노즐(141F)에 상당)한다. 이 때, 도 9에 도시된 바와 같이, 설정부(113)는 노즐(141-2)의 액적 토출 개시 시간이 노즐(141-1)의 액적 토출 종료 시간 이후가 되도록 토출 조건을 설정한다(S130). 또한, 이 때, 설정부(113)는 액적 토출부(140)의 위치의 변동량을 설정한다. 이 정보에 기초하여, 구동부(130)는 액적 토출부(140)의 위치를 변위시킬 수 있다. 구체적으로는, 노즐(141-1)로부터의 액적 토출전에 노즐(141)의 위치가 구동부(130)에 의해 Δ141Ga 이동한다. 다음으로, 노즐(141-1)의 토출후에, 구동부(130)에 의해 노즐(141)의 위치가 Δ141Fa 및 Δ141Ga의 합계량만큼 변위하고, 노즐(141-2)이 액적을 토출하도록, 토출 조건이 설정된다. 또한, 이 때 설정부(113)는 토출시의 노즐(141-2)의 전극(145)에 인가되는 전압과 노즐(141-1)의 전극(145)에 인가되는 전압을 일정하게 해도 된다. 설정부(113)는 그 밖의 노즐(141)에 대해서도 마찬가지로 토출 조건의 설정을 행한다.
마지막으로, 액적 토출부(140)는 설정부(113)에 의해 설정된 토출 조건에 기초하여 각 노즐(141)로부터 일정량의 액적을 토출한다(S140). 이에 의해, 개구부(141a)의 중심이 주사 방향에 교차하는 방향 또는 그 반대 방향으로 어긋나게 배치된 경우에도, 소정의 위치의 액적을 토출할 수 있다.
(1-3. 토출후의 패턴 형상)
도 10에 액적 토출후의 대상물(200)의 평면도를 나타낸다. 비교예로서 도 13에 액적 토출 조건을 보정하지 않은 경우의 액적 토출후의 대상물(200)의 평면도를 나타낸다. 도 13에 나타낸 바와 같이, 액적 토출 조건을 보정하지 않는 경우, 액적의 토출이 어긋나거나 액적의 토출량이 불충분해진다. 한편, 도 10에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 액적 토출 장치 및 액적 토출 방법을 이용함으로써, 개구부(141a)의 내경, 중심 위치가 설계값과 상이한 경우에도, 토출 조건이 최적이 되도록 보정되기 때문에, 소정의 위치에 규정된 양의 액적을 토출할 수 있다.
<제2 실시 형태>
본 실시 형태에서는, 제1 실시 형태와는 상이한 액적 토출 장치에 대하여 설명한다. 구체적으로는, 액적 토출부(140)에 더하여 새로운 액적 토출부가 형성되어 있는 예에 대하여 설명한다. 또한, 설명의 관계 상, 적절히 부재를 생략하여 설명한다.
도 11은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 액적 토출 장치(100A)의 개략도이다. 액적 토출 장치(100A)는 제어부(110), 기억부(115), 전원부(120), 구동부(130), 액적 토출부(140), 검사부(150) 및 대상물 유지부(160) 외에, 제2 액적 토출부(170)를 포함한다.
제2 액적 토출부(170)는 액적 토출부(140)에 대해 제1 방향(D1)의 반대 방향 측(즉, 액적 토출부(140)의 후방)에 배치된다. 도 11에 도시된 바와 같이, 제2 액적 토출부(170)는 이 예에서 단일 노즐(171)을 포함한다. 구체적으로, 제2 액적 토출부(170)는 노즐(171), 구조체(172) 및 전극(175)을 포함한다. 또한, 제2 액적 토출부(170)는 액적 토출부(140)와 마찬가지 형태를 가져도 된다. 제2 액적 토출부(170)는 검사부(150)가 검사한 액적 토출부(140)의 정보(구체적으로는 노즐(141)의 정보)에 기초하여 액적(177)을 토출한다.
이 예에서는, 복수의 노즐(141) 중 하나의 노즐(141)의 개구부가 폐색(閉塞)되어 있는 경우에는, 그 노즐(141)로부터는 액적(147)이 토출되지 않는다. 따라서, 액적 토출부(140)에 의한 액적(147)이 종료된 후에, 제2 액적 토출부(170)는 개구부(141a)가 폐색된 노즐(141)에 의해 액적이 토출될 예정이었던 위치에 액적(177)을 토출할 수 있다.
본 실시 형태를 사용함으로써, 토출 불량이 되는 위치에 대해 액적을 안정적으로 토출할 수 있다.
<제3 실시 형태>
본 실시 형태에서는, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태와는 다른 액적 토출 장치에 대하여 설명한다. 구체적으로는, 액적 토출 장치가 취득부 및 설정부를 포함하지 않고, 검사 장치가 검사부와 더불어 취득부 및 설정부를 포함하는 예에 대하여 설명한다.
도 12는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 액적 토출 장치(100B) 및 검사 장치(300)를 포함하는 액적 토출 시스템(10)의 개략도이다. 액적 토출 장치(100B)는 제어부(110), 기억부(115), 전원부(120), 구동부(130), 액적 토출부(140) 및 대상물 유지부(160)를 포함한다.
검사 장치(300)는 제어부(310), 기억부(315) 및 검사부(350)를 포함한다. 제어부(310)는 취득부(311) 및 설정부(313)를 포함한다. 취득부(311)는 취득부(111)와 마찬가지의 기능을 갖는다. 설정부(313)는 설정부(113)와 마찬가지의 기능을 갖는다.
본 실시 형태의 경우, 제1 실시 형태와는 달리, 검사 장치에서 액적 토출 조건을 기준값으로부터 보정할 수 있다. 보정에 의해 새롭게 설정된 액적 토출 조건을 포함하는 정보는 네트워크(NW)를 경유하여 액적 토출 장치(100B)의 기억부(115)에 의해 수신된다. 또한, 액적 토출 조건을 포함하는 정보는 기억 매체에 기억되어 액적 토출 장치(100B)에 접속되어도 된다. 본 실시 형태를 사용함으로써, 액적 토출 장치(100B)에 관한 제어부(110)의 부담을 경감할 수 있는 것과 더불어, 액적 토출 시스템 전체로서 소정의 위치에 액적을 안정적으로 토출할 수 있다.
< 변형 예 >
본 발명의 사상의 범주에 있어서, 당업자라면, 각종 변경예 및 수정예에 생각이 미칠 수 있는 것이며, 이들 변경예 및 수정예에 대해서도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해된다. 예를 들면, 전술한 각 실시 형태에 대하여, 당업자가 적절히 구성 요소의 추가, 삭제 또는 설계 변경을 행한 것, 또는 공정의 추가, 생략 또는 조건 변경을 행한 것도, 본 발명의 요지를 구비하는 한 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명의 제1 실시 형태에서는, 검사부(150)에서 광학 현미경이 사용되었지만 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 레이저 현미경, 주사형 전자 현미경 등이 사용되어도 된다. 또한, 검사부(150)는 현미경으로서의 형태를 가지지 않고, 촬상 장치(카메라)로서의 형태를 가져도 된다.
또한, 본 발명의 제1 실시 형태에서는 노즐(141)의 개구부(141a)의 형상을 검사하는 예에 대하여 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 노즐(141)의 선단의 방향을 검사해도 되고, 노즐(141)의 측부의 형상을 검사해도 된다.
또한, 본 발명의 제1 실시 형태에서는, 검사부(150)가 액적 토출 장치(100)의 내부에 형성되는 예를 나타냈지만 이에 한정되는 것은 아니다. 검사부(150)는 액적 토출 장치와 별도의 장치로 제공되어도 된다. 이 경우, 노즐(141)의 개구부(141a)의 정보는 액적 토출 장치(100)의 외부에서 기억부(115)에 보관되어도 된다.
또한, 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서, 노즐(141)의 개구부(141a)의 정보는 검사부(150)에 기억되어도 된다. 취득부(111)는 네트워크를 경유하여 검사부(150)로부터 취득해도 된다.
또한, 노즐(141)의 개구부(141a)의 정보는, 검사부(150) 이외에, 접속된 HDD, SSD 등의 외부 기억 장치 또는 외부 서버의 기억부에 기억되어도 된다.
또한, 본 발명의 제1 실시 형태에서는, 구동부(130)에 의해 액적 토출부(140)가 대상물(200) 위를 이동하는 예를 나타내었지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 액적 토출 장치에서, 구동부(130)는 대상물(200)을 이동시켜도 된다. 이 경우, 액적 토출부(140)는 동일한 위치에 고정되어도 된다.
또한, 본 발명의 제1 실시 형태에서, 대상물(200)은 평탄한 표면을 갖는 기판에 한정되지 않는다. 대상물(200)은 배선이 적층된 배선 기판이어도 된다.
또한, 본 발명의 제1 실시 형태에서는, 액적 토출부의 정보로서 노즐의 개구부를 검사하는 예를 나타내었지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 대상물(200)에 토출하기 전에 미리 시험용 기판에 토출했을 때의 액적의 형상을 검사부(150)가 검사해도 된다. 이 경우, 검사부(150)는, 소정의 위치에 액적을 토출했을 때의 액적의 사이즈, 위치 어긋남량을 검사할 수 있다. 액적 토출부(140)의 정보는 액적(147)의 형상에 관련지어진 정보로 할 수 있다. 취득부(111)는 이 토출 결과를 취득하고, 설정부(113)가 각 노즐(141)의 액적의 토출 조건을 설정할 수 있다.
또한, 검사부(150)와 다른 새로운 제2 검사부를 형성해도 된다. 제2 검사부는 액적 토출부(140)와 일체화되어 사용되어도 된다. 액적 토출부(140)가 대상물(200)에 대해 액적(147)을 토출한 후에, 제2 검사부는 노즐(141)로부터 토출된 액적의 형상을 검사해도 된다. 제2 검사부는 촬상 소자를 갖고, 토출 결과를 촬상해도 된다. 또한, 촬상 결과는 제어부(110)에 의해 판단되어도 된다. 제어부(110)는 토출 불량이 있다고 판단한 경우에는 불량 발생 영역에 대해 다시 액적(147)을 토출해도 된다. 이에 의해, 액적 토출 불량을 억제할 수 있다. 또한, 토출 불량 판정 후, 제2 액적 토출부(170)가 토출 불량 발생 영역에 토출해도 된다.
또한, 본 발명의 제1 실시 형태에서는, 액적 토출부(140)의 정보에 기초하여, 제2 액적 토출부가 액적을 토출하는 예를 나타내었지만, 이에 한정되지 않는다. 전술한 바와 같이, 액적 토출부(140)에 의한 첫번째 액적 토출 결과에 기초하여, 액적 토출부(140)가 두번째 액적을 토출해도 된다.
또한, 전술한 검사부(150) 및 제2 검사부와는 상이한 검사부(제3 검사부)가 제공되어도 된다. 제3 검사부는 대상물(200)의 표면 상태, 액체의 점도 등을 검사해도 된다. 취득부(111)는 이들 정보를 취득할 수 있다. 설정부(113)는 취득한 정보에 기초하여 기준이 되는 액체의 점도 및 대상물의 표면 상태의 정보와 비교하여 토출 조건을 보정한다. 이에 따라, 새로운 액적 토출 조건을 설정할 수 있다.
100 … 액적 토출 장치, 110 … 제어부, 111 … 취득부, 113 … 설정부, 115 … 기억부, 120 … 전원부, 130 … 구동부, 140 … 액적 토출부, 141 … 노즐, 141a … 개구부, 145 … 전극, 147 … 액적, 150 … 검사부, 160 … 대상물 유지부, 170 … 제2 액적 토출부, 171 … 노즐, 172 … 구조체, 175 … 전극, 177 … 액적, 200 … 대상물, 300 … 검사 장치, 310 … 제어부, 311 … 취득부, 313 … 설정부, 315 … 기억부, 350 … 검사부

Claims (15)

  1. 대상물에 대하여 제1 방향으로 이동하여 액적을 토출하는 복수의 노즐을 갖는 액적 토출부의 정보를 취득하는 취득부와,
    상기 취득된 상기 액적 토출부의 정보에 기초하여, 상기 복수의 노즐 각각의 상기 액적의 토출 조건을 설정하는 설정부를 갖는,
    액적 토출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 액적 토출부에 형성된 노즐의 형상을 검사하는 검사부를 더 갖고,
    상기 액적 토출부의 정보는 상기 노즐의 개구부의 정보를 포함하는,
    액적 토출 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 액적 토출부에 형성된 노즐로부터 토출된 상기 액적의 형상을 검사하는 검사부를 더 갖고,
    상기 액적 토출부의 정보는 상기 토출된 상기 액적의 형상에 관련지어진 정보를 포함하는,
    액적 토출 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 액적 토출부는, 제1 액적을 토출하는 제1 노즐과, 상기 제1 노즐에 대하여 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향에 인접하여 배치되어 제2 액적을 토출하는 제2 노즐을 갖고,
    상기 제1 노즐과 상기 제2 노즐은 상기 제2 방향으로 연장되어 배치되는 구조체에 배치되는,
    액적 토출 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 설정부는, 상기 제2 노즐의 개구부의 중심이 상기 제1 노즐의 개구부의 중심보다도 상기 제1 방향으로 어긋나게 배치되어 있을 때에, 상기 제2 노즐로부터의 상기 제2 액적의 토출 개시 시간을, 상기 제1 노즐로부터의 상기 제1 액적의 토출 개시 시간보다도 빠르게 하는,
    액적 토출 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 설정부는, 상기 제2 노즐의 개구부가 상기 제1 노즐의 개구부보다도 작을 때, 상기 제2 노즐로부터의 상기 제2 액적의 토출 시간을 상기 제1 노즐로부터의 상기 제1 액적의 토출 시간보다도 길게 하는,
    액적 토출 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 설정부는, 상기 제2 노즐의 개구부의 중심이 상기 제1 노즐의 개구부의 중심보다도 상기 제2 방향으로 어긋나게 배치되어 있을 때에, 상기 제2 노즐로부터의 상기 제2 액적의 토출 개시 시간을 상기 제1 노즐로부터의 상기 제1 액적의 토출 종료 시간의 후로 설정하는,
    액적 토출 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 액적 토출부와는 상이한 제2 액적 토출부를 갖고,
    상기 제2 액적 토출부는 상기 액적 토출부의 정보에 기초하여 액적을 토출하는,
    액적 토출 장치.
  9. 대상물에 대하여 제1 방향으로 이동하여, 액적을 토출하는 액적 토출부를 검사하고,
    상기 검사된 액적 토출부의 정보를 취득하고,
    상기 취득된 상기 액적 토출부의 정보에 기초하여, 상기 액적의 토출 조건을 설정하는,
    액적 토출 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 검사된 액적 토출부의 정보는, 상기 액적 토출부에 형성된 노즐의 개구부의 정보를 포함하는,
    액적 토출 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 검사된 액적 토출부의 정보는, 상기 액적 토출부에 형성된 노즐로부터 토출된 상기 액적의 형상과 관련지어진 정보를 포함하는,
    액적 토출 방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 액적 토출부에 형성된 상기 노즐은 복수이며, 제1 액적을 토출하는 제1 노즐과, 상기 제1 노즐에 대하여 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 인접하여 배치되어 제2 액적을 토출하는 제2 노즐을 갖고,
    상기 제1 노즐과 상기 제2 노즐은 상기 제2 방향으로 연장되어 배치되는 구조체에 배치되는,
    액적 토출 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 노즐의 개구부의 중심이 상기 제1 노즐의 개구부의 중심보다도 상기 제1 방향으로 어긋나게 배치되어 있을 때에, 상기 제2 노즐로부터의 상기 제2 액적의 토출 개시 시간을 상기 제1 노즐로부터의 상기 제1 액적의 토출 개시 시간보다도 빠르게 하는,
    액적 토출 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제2 노즐의 개구부가 상기 제1 노즐의 개구부보다도 작을 때,
    상기 제2 노즐로부터의 상기 제2 액적의 토출 시간을 상기 제1 노즐로부터의 상기 제1 액적의 토출 시간보다도 길게 하는,
    액적 토출 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제2 노즐의 개구부의 중심이 상기 제1 노즐의 개구부의 중심보다도 상기 제2 방향으로 어긋나게 배치되어 있을 때에,
    상기 제2 노즐로부터의 상기 제2 액적의 토출 개시 시간을 상기 제1 노즐로부터의 상기 제1 액적의 토출 종료 시간의 후로 설정하는,
    액적 토출 방법.
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