塗布装置および着弾状態検査方法
【課題】ノズル近傍に付着した塗布不良を起こしうる異物を検知する着弾状態検査モードを有する塗布装置および着弾状態検査方法を提供する。
【解決手段】液滴を吐出する複数の吐出ノズル１１を有し、各吐出ノズル１１が吐出面１４に配置されている吐出ユニット１３と、液滴を着弾させる検査面３１と、を備え、各吐出ノズル１１から検査面３１へ液滴を吐出し、液滴の着弾状態を検査する着弾状態検査モードを有する塗布装置であって、着弾状態検査モードにおいて、吐出ユニット１３は、検査面３１へ液滴を吐出して着弾パターン２１を形成した後、着弾パターン２１の上を吐出面１４が通過するよう移動し、次に、着弾パターン２１の上を吐出面１４が再度通過するよう先の移動方向と反対の方向に移動し、吐出ユニット１３が両方向に移動した後の着弾パターン２１の各液滴の形状から着弾状態検査が行われることを特徴とする。
【解決手段】液滴を吐出する複数の吐出ノズル１１を有し、各吐出ノズル１１が吐出面１４に配置されている吐出ユニット１３と、液滴を着弾させる検査面３１と、を備え、各吐出ノズル１１から検査面３１へ液滴を吐出し、液滴の着弾状態を検査する着弾状態検査モードを有する塗布装置であって、着弾状態検査モードにおいて、吐出ユニット１３は、検査面３１へ液滴を吐出して着弾パターン２１を形成した後、着弾パターン２１の上を吐出面１４が通過するよう移動し、次に、着弾パターン２１の上を吐出面１４が再度通過するよう先の移動方向と反対の方向に移動し、吐出ユニット１３が両方向に移動した後の着弾パターン２１の各液滴の形状から着弾状態検査が行われることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット方式により基板に塗布を行う塗布装置および着弾状態の検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カラー液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイには、色形成の中核を成す部材としてカラーフィルタが用いられている。カラーフィルタは、ガラス基板上に微細なＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３色の画素が多数並べられて形成されている。
【０００３】
このカラーフィルタを製造する装置として、ガラス基板上に形成された多数の微細な画素部に、Ｒ、Ｇ、Ｂの各インクをインクジェットヘッドから吐出して塗布し、Ｒ、Ｇ、Ｂの色画素を形成するインクジェット装置が近年用いられるようになってきている。
【０００４】
インクジェットヘッドにはインクを吐出するノズルが多数配列されており、これらの吐出ノズルから複数の画素部へ同時にインクを吐出することにより複数の色画素を同時に形成することができるが、これらノズルからインクが正常に吐出されていなかったり、ノズル近傍に異物が存在したりすると、色抜けや混色のある不良のカラーフィルタとなってしまう。そこで、このような塗布に異常をきたす塗布不良要因は事前に検知し、検知結果に基づいて基板へのインクの塗布前にメンテナンスを行うことが必要である。
【０００５】
ここで、下記特許文献１では、図９に示すように透明体に液滴を各ノズルから吐出して着弾パターン９１を形成し、この着弾パターンの画像とあらかじめ記憶していた正常時の着弾パターンとの比較を行って、ノズルが正常か異常かを検査している。具体的には、図９のＡのように液滴が所定位置にないときはノズル詰まりによる異常と判断し、図９のＢのように着弾位置が所定位置よりずれているときは飛行曲がりによる異常と判断し、また、図９のＣのように着弾パターンの大きさが異常であるときはノズルの吐出量の異常と判断している。そうすることで、塗布不良の要因となる吐出異常のノズルを検出し、そのノズルは塗布には使用しないようにすることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４１５９５２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記特許文献１に記載された着弾状態検査方法では、完全に塗布不良要因を検出することができないという問題があった。具体的には、先述の通り、ノズルの吐出異常だけでなく、ノズル近傍に付着した異物によっても塗布不良は引き起こされることがあり、基板への塗布中に、基板に塗布されたインクに異物が接触した場合、その異物がインクを引きずることによって、基板上に形成されていた色画素の形状を崩し、塗布不良が発生する。しかし、このような異物の有無は、特許文献１に示された検査方法のように単に吐出された液滴の状態を確認するだけでは検知できない場合があり、塗布不良を起こしうる異物の存在を見逃してしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ノズル近傍の塗布不良を起こしうる異物を検知する着弾状態検査モードを有する塗布装置および着弾状態検査方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明の塗布装置は、液滴を吐出する複数の吐出ノズルを有し、各吐出ノズルが吐出面に配置されている吐出ユニットと、液滴を着弾させる検査面と、前記検査面に対して平行な方向に、前記吐出ユニットと前記検査面とを相対的に移動させる移動機構と、を備え、前記移動機構によって前記吐出ユニットを走査方向へ移動させながら、各吐出ノズルから基板へ液滴を吐出することにより、基板に塗布膜を形成する塗布モードと、各吐出ノズルから前記検査面へ液滴を吐出し、液滴の着弾状態を検査する着弾状態検査モードと、を有する塗布装置であって、前記着弾状態検査モードは、前記検査面へ液滴を吐出して着弾パターンを形成した後、前記着弾パターンの上を前記吐出面が通過するように前記吐出ユニットを前記走査方向へ移動させ、次に、前記着弾パターンの上を前記吐出面が再度通過するように、先に移動した方向と反対の方向に前記吐出ユニットを移動させ、前記吐出ユニットが両方向に移動した後の前記着弾パターンの各液滴の形状から検査を行うことを特徴としている。
【００１０】
上記塗布装置によれば、検査面へ液滴を吐出して着弾パターンを形成した後、着弾パターンの上を吐出面が通過するように吐出ユニットを走査方向へ移動させ、次に、着弾パターンの上を吐出面が再度通過するように、先に移動した方向と反対の方向に吐出ユニットを移動させることにより、塗布モード時の液滴の塗布に悪影響を及ぼすような異物が吐出面に付着していた場合に、その異物が確実に液滴に接触して液滴を引きずるため、両方向に吐出ユニットが移動した後の着弾パターンの各液滴の形状を評価することで、この異物の有無を検査することが可能である。
【００１１】
また、前記着弾検査モードにおいて、前記着弾パターンの検査を行う前に前記吐出ユニットの前記両方向への移動を複数回行っており、その際、前記両方向への移動が完了して次の前記両方向への移動を実施する前に前記走査方向と直交する方向への移動を行うようにしても良い。
【００１２】
こうすることにより、両方向への移動が完了して次の両方向への移動を実施する前に走査方向と直交する方向への移動を行うことで、走査方向と直交する方向に関する吐出ユニットと液滴との位置関係を少しずつ変えながら走査方向の両方向への移動を繰り返すため、隣り合う吐出ノズル同士の中間位置や隣り合う吐出ユニット同士の中間位置などに異物が付着して吐出ユニットの走査方向の移動だけでは異物が液滴と接触しないおそれがある場合でも、より確実に異物と液滴とを接触させ、異物を検出することができる。
【００１３】
また、前記着弾検査モードにおいて前記吐出ユニットを移動させる際の前記吐出面と前記検査面との距離は、前記塗布モードにおいて前記吐出ユニットを走査させる際の前記吐出面と基板との距離以下であるようにしても良い。
【００１４】
こうすることにより、吐出検査モードにおいて吐出ユニットを移動させる際の吐出面と検査面との距離は、塗布モードにおいて吐出ユニットを走査させる際の吐出面と基板との距離以下であることによって、吐出面に付着して塗布に影響を及ぼす異物を検出することに加え、さらに、基板に塗布した液滴とは接触しないような小さな異物をも検出することも可能となり、その異物が塗布モード中に基板上に落下して塗布不良を生じさせることを未然に防ぐことも可能となる。
【００１５】
また、前記着弾状態検査モードにおいて、前記着弾パターンを形成する際、前記吐出ユニットは、前記検査面上の同等の箇所へ液滴の吐出を複数回行っても良い。
【００１６】
このように検査面上の同等の箇所へ液滴の吐出を複数回行い、液滴の高さを高くすることにより、異物が吐出面に付着していた場合に、この異物がより確実に液滴に接触するため、より精度良く吐出面に付着した異物を検出することができる。
【００１７】
また、上記課題を解決するために本発明の着弾状態検査方法は、液滴を吐出する複数の吐出ノズルを有し、各吐出ノズルが吐出面に配置されている吐出ユニットと、液滴を着弾させる検査面と、前記検査面に対して平行な方向に、前記吐出ユニットと前記検査面とを相対的に移動させる移動機構と、を備える塗布装置の着弾状態検査方法であって、前記吐出ユニットが前記検査面へ液滴を吐出して着弾パターンを形成する、パターン形成工程と、パターン形成工程の後、前記着弾パターンの上を前記吐出面が通過するように前記吐出ユニットを移動させ、次に、前記着弾パターンの上を前記吐出面が再度通過するように、先の移動方向と反対の方向に前記吐出ユニットを移動させ、前記吐出ユニットが両方向に移動した後の前記着弾パターンの各液滴の形状から検査を行う検査工程と、を有することを特徴としている。
【００１８】
上記着弾状態検査方法によれば、パターン形成工程の後、前記着弾パターンの上を前記吐出面が通過するように前記吐出ユニットを移動させ、次に、前記着弾パターンの上を前記吐出面が再度通過するように、先の移動方向と反対の方向に前記吐出ユニットを移動させることにより、塗布モード時の液滴の塗布に悪影響を及ぼすような異物が吐出面に付着していた場合に、その異物が確実に液滴に接触して液滴を引きずるため、両方向に吐出ユニットが移動した後の着弾パターンの各液滴の形状を評価することで、この異物の有無を検査することが可能である。
【発明の効果】
【００１９】
上記の塗布装置および着弾状態検査方法によれば、吐出面に付着した塗布不良を起こしうる異物を検知することができ、検知直後早急にその異物を除去することで品質の安定した塗布を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態を示す模式図であり、側面図である。
【図２】検査面および画像取得部の概略図であり、斜視図である。
【図３】検査面に着弾した検査液体の着弾パターンを示す模式図である。
【図４】異物の接触により塗布不良が生じる過程を示す模式図である。
【図５】塗布ヘッドを一方向に移動させて着弾状態検査を行う過程を示す模式図である。
【図６】塗布ヘッドを反対方向にも移動させて着弾状態検査を行う過程を示す模式図である。
【図７】塗布ヘッドを移動させた後の着弾パターンを示す模式図である。
【図８】本実施形態における着弾状態検査モードの動作フローである。
【図９】従来の着弾状態検査を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態を示す模式図である。塗布装置１は、塗布部２、塗布ステージ３、測定装置４、および制御部５を備えており、塗布部２が塗布ステージ３上の基板Ｗの上方を移動しながら塗布部２内の吐出ノズルから塗布液の液滴を吐出することにより、基板Ｗへの塗布動作が行われる。また、塗布部２が測定装置４へ液滴を吐出し、その測定装置４によって取得された液滴の着弾状態を制御部５が検査し、その結果にもとづいて、着弾異常の検出および使用可能な吐出ノズルの選別が行われる。
【００２２】
なお、以下の説明では、基板Ｗへの液滴吐出時に塗布部２が移動する方向をＸ軸方向（もしくは走査方向）、Ｘ軸方向と水平面上で直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸およびＹ軸方向の双方に直交する方向をＺ軸方向として説明を進めることとする。
【００２３】
塗布部２は、塗布ヘッド１０、および塗布ヘッド移動装置１２を有している。塗布ヘッド１０は塗布ヘッド移動装置１２によって塗布ステージ３上の基板Ｗおよび後述する測定装置４の検査面３１といった吐出対象までの移動が可能であり、各吐出対象まで移動した後、塗布ヘッド１０は吐出ノズル１１から各吐出対象に対して液滴の吐出を行う。
【００２４】
塗布ヘッド１０は、Ｙ軸方向を長手方向とする略直方体の形状を有し、複数の吐出ユニット１３が組み込まれている。吐出ユニット１３は、複数の吐出ノズル１１が設けられており、また、下面にノズルプレート１４（吐出面）を有し、このノズルプレート１４に各吐出ノズル１１が配置されている。この吐出ユニット１３が塗布ヘッド１０に組み込まれることにより、吐出ノズル１１が塗布ヘッド１０の下面に配列される形態をとる。また、塗布ヘッド１０は配管を通じてサブタンク１５とつながっている。サブタンク１５は、塗布ヘッド１０の近傍に設けられており、離間して設けられたメインタンク１６から配管を通じて供給された塗布液を一旦貯蔵し、その塗布液を塗布ヘッド１０へ高精度で供給する役割を有する。サブタンク１５から塗布ヘッド１０へ供給された塗布液は、塗布ヘッド１０内で分岐され、各吐出ユニット１３の全ての吐出ノズル１１へ供給される。
【００２５】
ここで、各吐出ノズル１１からの液滴の吐出を安定させるために、塗布待機時には塗布液が各吐出ノズル１１内で所定の形状の界面（メニスカス）を維持してとどまる必要があり、そのため、サブタンク１５内には真空源１７によって所定の大きさの負圧が付与されている。なお、この負圧は、サブタンク１６と真空源１７との間に設けられた真空調圧弁１８によって調圧されている。
【００２６】
そして、これらの吐出ノズル１１から塗布液の液滴が吐出されることで、塗布ヘッド１０から基板Ｗおよび検査面３１への液滴の吐出が行われる。また、各吐出ノズル１１はそれぞれ図示しない吐出駆動部を有し、制御部５から各吐出ノズル１１において吐出のオン、オフの制御を行うことにより、任意の吐出ノズル１１の吐出駆動部が動作し、液滴を吐出する。なお、本実施形態では、吐出駆動部としてピエゾアクチュエータを用いている。
【００２７】
移動装置１２はリニアステージなどで構成される直動機構であり、これに組み付けられている塗布ヘッド１０をＸ軸方向に移動させることが可能である。制御部５にて塗布ヘッド移動装置１２の駆動を制御することにより、塗布ヘッド１０は基板Ｗおよび後述する検査面３１に対して相対的に移動することができ、基板Ｗの上方および検査面３１の上方へ移動することが可能である。また、塗布ヘッド移動装置１２を駆動させることで、塗布モードにおいて基板Ｗの上で塗布ヘッド１０を走査させながら、各吐出ノズル１１から連続的に液滴を吐出することにより、基板Ｗへの塗布液の塗布を行うことが可能である。
【００２８】
また、本実施形態では、塗布ヘッド１０はＸ軸方向だけでなく、図示しない移動装置によりＹ軸方向にも移動可能としている。これにより、塗布ヘッド１０内で吐出ユニット１３同士が間隔を設けて設置されている場合に、一度塗布を行った後に塗布ヘッド１０をＹ軸方向にずらし、その間隔を補完するように塗布することで、基板Ｗの全面へ塗布を行うことができる。また、基板ＷのＹ軸方向の幅が塗布ヘッド１０の長さよりも長い場合であっても、１回の塗布動作が完了するごとに塗布ヘッド１０をＹ軸方向にずらし、複数回に分けて塗布を行うことにより、基板Ｗの全面へ塗布を行うことが可能となっている。
【００２９】
塗布ステージ３は、基板Ｗを固定する機構を有し、基板Ｗへの塗布動作はこの塗布ステージ３の上に基板Ｗを載置し、固定した状態で行われる。本実施形態では、塗布ステージ３は吸着機構を有しており、図示しない真空ポンプなどを動作させることにより、基板Ｗと当接する面に吸引力を発生させ、基板Ｗを吸着固定している。
【００３０】
測定装置４は、検査面３１、および画像取得部４０を有している。測定装置４による着弾状態の測定は、先述の塗布動作を開始する前、もしくは塗布動作中に行われ、まず塗布ヘッド１０が検査面３１の上方へ移動した後、吐出ノズル１１から検査面３１へ向けて液滴を吐出し、その液滴が検査面３１に着弾して着弾パターン２１を形成する。この着弾パターン２１が形成された検査面３１の画像データを画像取得部４０が取得する。取得した画像データは、後述の解析装置５１に転送され、そのデータをもとに各吐出ノズル１１から吐出された液滴の着弾面積、着弾位置、着弾形状といった着弾状態の解析が行われる。
【００３１】
検査面３１および画像取得部４０の構成の詳細を図２に示す。本実施形態では、検査面３１は帯状フィルム３２であり、その両端は図示しない巻きだしローラおよび巻き取りローラにつながっている。ここで制御部５からの制御により巻き取りローラが回転することで、帯状フィルム３２が巻き取られ、同時に供給ローラから帯状フィルムが巻き出される。帯状フィルム３２の巻き取りおよび巻きだし動作を着弾状態測定を行う前に行うことにより、液滴や異物の無い箇所に着弾パターン２１を形成し、着弾状態測定を行うことができる。
【００３２】
また、この巻き取りおよび巻きだし動作は、着弾状態測定を行う度に行う必要はなく、前回の着弾状態測定を行った後、まだ帯状フィルム３２上に着弾状態測定を行うことができる程度の（液滴や異物の無い）領域が残存するならば、次回の着弾状態測定では塗布ヘッド１０の位置を変えてその領域を用いても良い。この場合、複数回の着弾状態測定を行った結果、帯状フィルム３２上に着弾状態測定を行うことができる程度の領域が無くなったときに、巻き取りおよび巻きだし動作が実施され、液滴や異物の無い面が準備される。本実施形態では、Ｘ軸方向に１００ｍｍの幅を有する帯状フィルム３２に対し、Ｘ軸方向に吐出位置をずらしながら８回程度の着弾状態測定を行った後、巻き取りおよび巻きだし動作を行っている。こうすることにより、帯状フィルム３２を効率的に使用し、かつ、他の着弾状態測定で形成された着弾パターン２１の影響を受けることの無い着弾状態測定を行っている。
【００３３】
また、巻きだしローラと巻き取りローラの間には複数のガイドローラ３３が帯状フィルム３２に当接しており、図上に鎖線で示す帯状フィルム３２上の液滴が着弾する着弾領域３４が水平になるよう、帯状フィルム３２はガイドローラ３３によりガイドされている。また、着弾領域３４の下方には、帯状フィルム３２を吸着するための吸着テーブル３５が備えられている。吸着テーブル３５は、帯状フィルム３２と当接する面がほぼ平坦である。また、帯状フィルム３２と当接する面は吸引口を有し、図示しない真空ポンプなどを駆動させることにより吸引力を持つことが可能である。着弾状態測定中はこの吸着テーブル３５が着弾領域３４を含む領域分の帯状フィルム３２を吸着固定することにより、着弾状態測定中に着弾領域３４にかかる部分で着弾パターン２１の位置がずれてしまうことを防いでいる。
【００３４】
画像取得部４０は、画像認識カメラ４１、第１カメラ移動装置４２および第２カメラ移動装置４３を有している。画像認識カメラ４１は第１カメラ移動装置４２および第２カメラ移動装置４３に組み付けられており、これらの移動装置を駆動させることにより、画像認識カメラ４１はＸ軸方向およびＹ軸方向に移動することが可能である。
【００３５】
画像認識カメラ４１は、本実施形態ではモノクロのＣＣＤカメラであり、画像取得のタイミングについて外部からの制御が可能である。制御部５により指示を与えることで、この画像認識カメラ４１は連続して画像データを取得し、この取得した画像データはケーブルを介して後述の解析装置５１へ転送される。
【００３６】
第１カメラ移動装置４２は、リニアステージなどで構成される直動機構であり、画像認識カメラ４１を塗布ヘッド１０の長手方向（Ｙ軸方向）に移動させることが可能である。また、第２カメラ移動装置４３は、リニアステージなどで構成される直動機構であり、画像認識カメラ４１および第１カメラ移動装置４２を塗布ヘッド１０が塗布時に走査する方向（Ｘ軸方向）に移動させることが可能である。
【００３７】
ここで、制御部５により第１カメラ移動装置４２および第２カメラ移動装置４３の駆動を制御することにより、画像認識カメラ４１は検査面３１に対してＸ軸方向およびＹ軸方向に相対的に移動することが可能である。着弾状態測定中にこれらの移動機構を駆動させて画像認識カメラ４１が移動しながら検査面３１の画像データを連続して取得することにより、着弾領域３４に形成された全ての着弾パターン２１を撮像し、測定を行うことが可能である。
【００３８】
また、液滴を検査面３１に着弾させる時には塗布ヘッド１０が検査面３１の真上に位置する必要があるため、第２カメラ移動装置４３を駆動させることにより、塗布ヘッド１０が検査面３１の真上に位置する間、画像認識カメラ４１をＸ軸方向に移動させて退避させることも可能である。
【００３９】
また、画像取得部４０のその他の構成として、複数台の画像認識カメラ４１がＹ軸方向に並べて設けられ、画像取得時に画像認識カメラ４１は移動せずに全ての着弾パターン２１の画像を取得する構成であっても良い。
【００４０】
制御部５は、コンピュータ、シーケンサなどを有し、塗布ヘッド１０への送液、吐出ノズル１１からの液滴の吐出および吐出量の調節、画像認識カメラ４１による画像取得、各移動機構の駆動などの動作の制御を行う。さらに、本実施形態では、塗布装置１は塗布モードおよび着弾状態検査モードとを有しており、塗布モードでは塗布ヘッド１０が基板Ｗの上方を走査方向（Ｘ軸方向）に移動しながら吐出ノズル１１から液滴を吐出するように、制御部５が制御を行う。また、着弾状態検査モードはさらにパターン形成工程および検査工程を有しており、パターン形成工程では検査面３１上に吐出ノズル１１から液滴を吐出して着弾パターン２１を形成し、検査工程ではパターン形成工程で形成された着弾パターン２１に対して良否を判定し、そこから異物の検出を行うように、制御部５が制御を行う。
【００４１】
また、制御部５は、解析装置５１を有し、画像認識カメラ４１によって得られた着弾パターン２１の画像をもとに各着弾パターン２１の着弾状態の良否を判定する。
【００４２】
解析装置５１は、ＣＰＵおよびＲＡＭやＲＯＭを有するコンピュータであり、画像認識カメラ４１によって得られた画像より各着弾パターン２１の着弾状態を確認する。解析装置５１には、画像データの各構成画素の輝度情報をもとに画像データから着弾パターン２１の外形データを抽出する画像処理部、画像処理部により抽出した各着弾パターン２１の外形データから重心位置、形状、面積などの着弾状態のデータを算出し、これらのデータから各着弾パターン２１を形成した吐出ノズル１１の吐出状態の良否を判定する解析部など、各機能を実行するためのプログラムが記憶されている。また、解析装置５１は、ハードディスクや、ＲＡＭまたはＲＯＭなどのメモリからなる、各種情報を記憶する記憶装置を有しており、画像データや、解析部により算出された各着弾パターン２１の着弾状態のデータ、良否判定時の基準データ（各吐出ノズル１１において正常に液滴が吐出された場合の着弾状態のデータ）およびしきい値データ、使用可能な吐出ノズル１１の情報などがこの記憶装置に記憶される。
【００４３】
また、解析装置５１は、画像認識カメラ４１とケーブルを介して連結されており、画像認識カメラ４１で取得された画像データを自身に取り込み、記憶装置に記憶することができる。
【００４４】
ここで、着弾状態検査モードの検査工程は、良否判定工程を有し、着弾パターン２１の良否を判定している。この良否判定工程について、以下に説明する。
【００４５】
まず、解析装置５１自身に取り込んだ各着弾パターン２１の画像データに対して、画像処理部がその画像データの各構成画素ごとの輝度値を計測する。そして、輝度値の計測により得られた、隣接画素間の輝度値の変化の度合いの情報をもとに、画像処理部が画像データから各着弾パターン２１の外形データを抽出する。ここで、本実施形態では、着弾パターン２１の外形データを抽出するにあたって、着弾パターン２１の外形をより明確に確認し、抽出を容易とするために、画像処理部は、まず画像データを構成する各画素の輝度に対して所定の輝度値をしきい値として二値化し、例えば液滴部分が黒く、その他の部分が白くなるような白黒データに置き換え、この白黒データに対して着弾パターン２１の外形データの抽出を行っている。
【００４６】
そして、解析部が各外形データに対し、それぞれの重心位置、着弾形状、および着弾面積といった着弾状態データを解析部が算出する。
【００４７】
各着弾パターン２１の外形データの重心位置を算出する方法としては、各着弾パターン２１の外形データに対して、個々に外接する矩形を求め、その矩形の重心を算出する方法などが用いられる。また、各着弾パターン２１の着弾形状は、外形データの円形度を求める方法などを用いて求められる。また、各着弾パターン２１の着弾面積は、画像データ上で外形データを形成する画素数を計算する方法などを用いて求められる。
【００４８】
次に、解析装置５１の解析部が、各着弾パターン２１の着弾状態の良否を判定する。このときの着弾ＮＧの検出例について、図３に示す。まず、図３（ａ）のような、全ての吐出ノズル１１からの吐出が正常であった場合の各着弾パターン２１の重心位置、円形度、面積のデータが計算され、基準データとしてあらかじめ解析装置５１の記憶装置に計算され、記憶されている。また、この基準データに対して実際に吐出された着弾パターン２１が許容される着弾状態の差異の範囲（しきい値）のデータも、あらかじめ検査条件として設定され、解析装置５１の記憶装置に記憶されている。
【００４９】
ここで、実際に塗布ヘッド１０から液滴が吐出され、検査面３１に着弾して図３（ｂ）の着弾パターン２１が描かれたとする。この着弾パターン２１の画像データは、画像認識カメラ４１によって取得され、解析装置５１へ転送される。そして、解析装置５１の解析部が取得された画像データより各着弾パターン２１の重心位置、円形度、面積を計算し、それらと基準データとの差異を評価する。
【００５０】
図３（ｂ）を確認すると、まず、図３（ｂ）のＡで示した箇所が基準データに対して重心位置がずれている点で異なっている。重心位置のずれの検出において、解析部は、図３（ｂ）の着弾パターン２１の重心位置を算出して基準データとの差異を算出し、まず、図３（ｂ）のＡで示した箇所ではｄの差異があることを認識する。ここで、解析装置５１には、重心位置の差異の許容範囲として、しきい値ｄ’があらかじめ設定、記憶されており、解析部はｄとｄ’の大小を確認することにより、着弾位置の良否を判定する。もし、ｄがｄ’以下であると、この重心位置の差異は許容範囲内であると解析部は判定し、この着弾は正常であると判定する。逆に、ｄがｄ’より大きいと、この重心位置の差異は許容範囲を外れていると解析部は判定し、この着弾は異常であると判定する。
【００５１】
また、着弾異常の現象は、図３（ｂ）のＡような重心位置に異常があるもののほかに、図３（ｂ）のＢのように、着弾パターン２１の形状が円でなく涙目状や楕円状となり、形状に異常があるもの、および図３（ｂ）のＣのように、着弾パターン２１の面積に異常があるものなどがある。ここで、先述の通り、各着弾パターン２１に対して重心位置、円形度、面積を算出し、それらと基準データとの差異が所定のしきい値内に収まっているかどうかの評価を行うことで、図３（ｂ）のＡ、Ｂ、およびＣのような着弾異常を検出することが可能である。
【００５２】
そして、これらの着弾異常が単独で、もしくは複合して、着弾パターン２１に現れた場合、この着弾パターン２１はＮＧとして解析部は判定する。また、このような吐出ノズル１１の吐出異常による着弾異常が検出された場合、この着弾異常の液滴を吐出した吐出ノズル１１はＮＧであるとの情報が解析装置５１から制御部などへ出力される。
【００５３】
以上の方法によって各着弾パターン２１の良否が判定される。そして、この判定によりＮＧとなった吐出ノズル１１は、使用ＮＧとなり、その情報にもとづいて、解析装置５１の記憶装置に記憶されている、使用可能な吐出ノズル１１の情報が更新され、以降の基板Ｗへの塗布や検査面３１への吐出には、その使用ＮＧと判定された吐出ノズル１１は使用されなくなる。
【００５４】
また、着弾状態検査モードの検査工程は、さらに異物検出工程を有している。この異物検出工程について、以下に説明する。
【００５５】
まず、異物の存在により塗布不良が生じる過程を模式的に図４に示す。
【００５６】
塗布装置１の使用を続けていると、吐出ノズル１１が配置されているノズルプレート１４に異物が付着する場合がある。この異物とは、例えば、塗布装置１の内部や基板Ｗなどに付着していたパーティクル、ノズルプレート１４を清掃する清掃部材の一部（繊維くずなど）、清掃で拭き取りきれなかったノズルプレート１４上の液滴などである。
【００５７】
ここで、先述の通り、本実施形態では、塗布ヘッド移動装置１２を駆動させることで基板Ｗの上で塗布ヘッド１０をＸ軸方向に走査させながら、吐出ノズル１１から連続的に液滴を吐出することにより、基板Ｗへの塗布液の塗布を行っている。このとき、図４（ａ）に示すようにノズルプレート１４に異物２２が付着していた場合、基板Ｗに形成された着弾パターン２１の上をノズルプレート１４が通過する際に異物２２が着弾パターン２１に接触し、そのまま着弾パターンを引きずってしまう。その結果、図４（ｂ）に示すように着弾パターン２１は形状が崩れてしまって塗布不良となり、基板Ｗ全体が不良品となる。
【００５８】
このような異物２２の付着によって塗布不良が生じることを防ぐためには、迅速に異物２２をノズルプレート１４から除去する必要がある。そのために、異物検出工程によって異物２２の存在を迅速に検出している。
【００５９】
そのために、本発明では、着弾状態検査モードにおいて、パターン形成工程で検査面３１へ着弾パターン２１を形成した後、移動装置１２によって塗布ヘッド１０を走査方向（Ｘ軸方向）に移動させ、その後の着弾パターン２１に対して異物検出工程を行っている。この動作について、以下、図５および図６をもとに説明を行う。
【００６０】
図５は、塗布ヘッド１０を一方向に移動させ、着弾状態検査を行った場合の例である。図５（ａ）に示すように、まず、塗布ヘッド１０の各吐出ノズル１１より検査面３１に液滴を吐出し、着弾パターン２１を形成する。その後、塗布ヘッド１０をＸ軸方向に移動させる。こうすることで、図５（ａ）に示すように異物２２が塗布ヘッド１０の移動方向に対して液滴パターン２１よりも後方にある場合、着弾パターン２１の上をノズルプレート１４が通過する際に異物２２が着弾パターン２１に接触するため、塗布ヘッド１０の移動中は異物２２が着弾パターンを引きずり、移動が完了すると、図５（ｂ）で示すように着弾パターン２１は形状が崩された状態となる。この痕跡の有無を確認することにより、異物２２の有無が確認できる。なお、この塗布ヘッド１０の移動にあたり、着弾パターン２１の形成も塗布ヘッド１０を移動させながら実施し、着弾パターン２１の形成後、引き続き所定距離だけ塗布ヘッド１０を移動させるようにしても良い。
【００６１】
ここで、塗布ヘッド１０が移動する距離は、液滴１個分の距離でも構わないが、例えば、図５（ｂ）に示すようにノズルプレート１４全体が着弾パターン２１の存在する領域を通過するように、長く設定することが望ましい。こうすることにより、異物２２が複数の液滴パターン２１を引きずるため、異物２２の検出が容易となる。
【００６２】
一方、図６（ａ）に示すように異物２２が塗布ヘッド１０の移動方向に対して液滴パターン２１よりも前方にある場合、着弾パターン２１の形成後、塗布ヘッド１０を移動させて、図６（ｂ）の状態としても、異物２２は着弾パターン２１に接触しないため、着弾パターン２１の形状は崩れず、着弾パターン２１の形状を確認しても異物２２を検出することができない。そこで、本発明では、図６（ｂ）の状態となった後、そのときに移動した方向の反対方向にも塗布ヘッド１０を移動させ、図６（ｃ）の状態とすることによって、ノズルプレート１４のどの位置に異物２２が付着していても確実に異物２２と着弾パターン２１とが接触するようにしている。このようにして塗布ヘッド１０を両方向に移動させた後、着弾パターン２１の状態を画像認識カメラ４１で画像取得し、解析装置５１によってその画像を評価し、形状の崩れた着弾パターン２１の有無を確認することにより、異物２２の有無の検査を行うことが可能である。
【００６３】
ここで、Ｙ軸方向に隣り合う吐出ノズル１１同士の間隔が広い場合、両者の吐出ノズル１１の中間位置に異物２２が付着していても、塗布ヘッド１０がＸ軸方向の両方向に移動するだけでは異物２２が着弾パターン２１に接触せず、検出ができないおそれがある。また、隣り合う吐出ユニット１３同士の間隔が広い場合も、両者の吐出ユニット１３の中間位置に異物２２が付着していると、同様に異物２２が検出できないおそれがある。
【００６４】
そのような場合は、一度塗布ヘッド１０がＸ軸方向の両方向へ移動を行った後、これらの異物２２が着弾パターン２１と接触しうるように塗布ヘッド１０がＹ軸方向に移動し、そして、もう一度Ｘ軸方向の両方向の移動を行うと良い。例えば、Ｘ軸方向の両方向への移動と次の両方向への移動との間に、吐出ノズル１１同士の間隔の半分の距離のＹ軸方向の移動や、吐出ユニット１３同士の間隔分のＹ軸方向の移動を行うと良い。このように、Ｙ軸方向の移動を間にはさんでＸ軸方向の両方向への移動を複数回行うことにより、より確実に異物２２と着弾パターン２１とを接触させ、異物２２を検出することが可能である。また、Ｘ軸方向の両方向への移動は１回または２回に限らず、塗布ヘッド１０のＹ軸方向の位置を少しずつ変えながら、３回以上実施しても良い。Ｘ軸方向の両方向への移動の回数が多いほど、より確実に異物２２を検出することができる。
【００６５】
また、図６（ａ）に示した、塗布ヘッド１０を移動させる際のノズルプレート１４と検査面３１との距離ｄ２は、図４（ａ）に示した、ノズルプレート１４と基板Ｗとの距離ｄ１以下であることが望ましい。こうすることにより、ノズルプレート１４に付着して塗布に影響を及ぼす異物２２を検出することに加え、さらに、基板Ｗに塗布した液滴とは接触しないような小さな異物２２をも検出することも可能となり、その異物２２が塗布モード中に基板Ｗ上に落下して塗布不良を生じさせることを未然に防ぐことも可能となる。なお、このように距離ｄ２をｄ１以下にするにあたり、液滴を吐出するときからノズルプレート１４と検査面３１との距離をｄ２にしても良く、また、液滴を吐出した後にノズルプレート１４と検査面３１との距離を縮めてｄ２にしても良い。
【００６６】
また、着弾パターン２１を形成する際、吐出ユニットは、検査面３１上の同等の箇所へ液滴の吐出を複数回行っても良い。こうすることによって液滴の高さを高くすることにより、異物２２がノズルプレート１４に付着していた場合に、この異物２２がより確実に液滴に接触するため、より精度良く異物２２を検出することができる。
【００６７】
次に、塗布ヘッド１０を移動させた後の着弾パターン２１の状態を図７に示す。
【００６８】
図７に二点鎖線で示した位置（ａ）にノズルプレート１４が位置していたときに吐出ノズル１１から液滴を吐出して着弾パターン２１を形成し、その後、塗布ヘッド１０とともにノズルプレート１４も移動して、位置（ｂ）までノズルプレート１４が移動したとする。そのとき、図示したような位置に異物２２が存在していた場合、異物２２が接触した着弾パターン２１を全て引きずった状態でノズルプレート１４は移動する。そのため、図示の通り、異物２２によって形状を崩された着弾パターン２１は、異物２２の移動方向、ずなわちＸ軸方向に並んだ状態となる。したがって、解析装置５１により着弾パターン２１の画像の評価を行った際に、形状が崩れた着弾パターン２１がＸ軸方向に複数個並んだ状態で確認された場合、これはノズルプレート１４に付着した異物２２によるものであると判断することが可能である。
【００６９】
次に、塗布装置１による着弾状態検査モードの動作フローを図８に示す。なお、下記ステップＳ４乃至ステップＳ６がパターン形成工程に相当し、ステップＳ７乃至ステップＳ２０が検査工程に相当する。
【００７０】
まず、検査面３１において、着弾状態測定を行うことができる程度の（液滴や異物の無い）領域を確保する。具体的には、吸着テーブル３５の吸着固定が解除され（ステップＳ１）、巻き取りローラが回転することで検査面３１が所定の長さだけ巻き取られ（ステップＳ２）、あらためて吸着テーブル３５の吸着固定が行われる（ステップＳ３）。ここで、このステップを行う前に、検査面３１に着弾状態測定を行うことができる程度の領域が残存しているならば、このステップはスキップしても良い。
【００７１】
次に、検査面３１上で塗布ヘッド１０と干渉することが無いよう、第２カメラ移動装置４３が駆動することによって画像認識カメラ４１が退避する（ステップＳ４）。画像認識カメラ４１の退避が完了すると、塗布ヘッド移動装置１２が駆動することによって塗布ヘッド１０が検査面３１へ移動する（ステップＳ５）。
【００７２】
次に、各吐出ノズル１１から液滴が検査面３１へ吐出され、着弾パターン２１が形成される（ステップＳ６）。なお、本実施形態では、塗布ヘッド１０の走査方向（Ｘ軸方向）の移動を伴って、液滴の吐出を行っている。
【００７３】
吐出ノズル１１からの液滴の吐出が完了したら、塗布ヘッド１０はＸ軸方向に移動し（ステップＳ７）、次にその移動方向と反対の方向に塗布ヘッド１０が移動する（ステップＳ８）。この往復動作により、ノズルプレート１４に異物２２が存在していた場合に異物２２が液滴パターン２１を引きずる状態が発生する。なお、ステップＳ７において、塗布ヘッド１０がＸ軸方向のどちら向きから移動するかに関しては、どちらでも構わない。また、本実施形態では、ステップＳ６の塗布ヘッド１０の移動動作に引き続き、同じ方向へのステップＳ７の移動を実施している。
【００７４】
検査面３１上での塗布ヘッド１０の往復動作が完了したら、次に、着弾パターン２１の画像取得が行えるように、塗布ヘッド移動装置１２が駆動することによって塗布ヘッド１０が退避し（ステップＳ９）、退避が完了した後、第１カメラ移動装置４２および第２カメラ移動装置４３が駆動することによって画像認識カメラ４１が検査面３１の真上まで移動する（ステップＳ１０）。そして、第１カメラ移動装置４２および第２カメラ移動装置４３によって画像認識カメラ４１が移動しながら連続して画像を取得することにより、全ての着弾パターン２１の着弾状態の画像データが取得される（ステップＳ１１）。そしてその画像データが解析装置５１へ転送され、記憶装置へ記憶される（ステップＳ１２）。
【００７５】
次に、解析装置４２の画像処理部によって、解析装置５１に記憶された画像データから着弾パターン２１の外形データが抽出され（ステップＳ１３）、そして、解析装置５１の解析部によって、着弾パターン２１の外形データから各着弾パターン２１の着弾状態データが算出される（ステップＳ１４）。
【００７６】
次に、得られた各着弾パターン２１の着弾状態データをもとに、各着弾パターン２１の良否の判定が行われ（ステップＳ１５）、着弾不良である着弾パターン２１が検出された場合、その着弾パターン２１の液滴を吐出した吐出ノズル１１が検出される（ステップＳ１６）。
【００７７】
次に、着弾状態の判定結果より、ノズルプレート１４に付着した異物２２による着弾異常の有無の判断が行われる。具体的には、異物２２に引きずられてＸ軸方向に複数並んでＮＧとなった着弾パターン２１があったかどうかの判断が行われる（ステップＳ１７）。
【００７８】
ステップＳ１７の判断において、異物２２による着弾異常が無かったと判断された場合、この着弾状態検査でＮＧとなった着弾パターン２１は、その着弾パターン２１を形成した吐出ノズル１１によるものと考えられ、この吐出ノズル１１を使用しないように塗布条件を設定すれば、逐一ノズル清掃などを行わなくても以降の塗布動作は可能である。そこで、この検査結果が反映され、ＮＧとなった吐出ノズル１１は以降の塗布動作に使用しないよう、解析装置５１の記憶装置に保存されている使用可能ノズル情報が更新され（ステップＳ１８）、一連の着弾状態検査動作が完了する。
【００７９】
これに対し、ステップＳ１７の判断において、異物２２による着弾異常が有ったと判断された場合、この異物２２を除去しないまま塗布動作を続けると、異物２２が基板Ｗに塗布された液滴を引きずって塗布不良を発生させる可能性が非常に大きいため、塗布動作を中止させる必要がある。そこで、まずは異物２２による着弾異常以外の着弾異常を発生させた吐出ノズル１１に対して、以降の塗布動作に使用しないよう、解析装置５１の記憶装置に保存されている使用可能ノズル情報が更新され（ステップＳ１９）、次に、アラームなどをともなって動作が停止し、異物２２が除去されたとの何らかの確認がされるまで塗布動作は中止される（ステップＳ２０）。
【００８０】
以上説明した通りの着弾状態検査動作を有する塗布装置および着弾状態検査方法により、ノズルプレート１４に付着した塗布不良を起こしうる異物２２を検知することができ、検知直後早急にその異物２２を除去することで品質の安定した塗布を行うことが可能である。
【００８１】
また、ここまでの説明では、ノズルプレート１４に付着した異物を検出するために、ノズルプレート１４全体が着弾パターン２１を通過するように移動させて着弾状態検査を行っているが、例えば、塗布ヘッド１０全体が着弾パターン２１を通過するように移動させて検査を実施し、塗布ヘッド１０に付着した異物を検出できるようにしても良い。
【００８２】
また、塗布ヘッド１０および画像認識カメラ４１が塗布ステージ３および検査面３１に対して相対移動する構成について、本実施形態では、第２カメラ移動装置４３および塗布ヘッド移動装置１２を備え、塗布ヘッド１０および画像認識カメラ４１がそれぞれ独立してＸ軸方向に移動しているが、塗布ヘッド１０と画像認識カメラ４１を一つの架台にまとめて固定し、それをＸ軸方向に移動させるようにすることにより、上記の二つの移動機構を一つにまとめた構成としても良い。
【００８３】
また、塗布ヘッド１０および画像認識カメラ４１に移動機構を設けるのではなく、検査面３１および塗布ステージ３に移動機構を設け、塗布ヘッド１０および画像認識カメラ４１に対して検査面３１および塗布ステージ３が相対移動する構成としても良い。
【００８４】
また、画像認識カメラ４１および解析装置５１を設けず、検査面３１に吐出した液滴の着弾パターン２１を目視で確認し、着弾異常の有無の検査を行っても良い。
【００８５】
また、検査面３１は、本実施形態のようなフィルム状だけでなく、ガラス板など板状であっても良い。ただし、この場合は、液滴を吐出させる領域が無くなる毎に検査面３１を交換する必要がある。また、検査面３１を基板Ｗに対して別個に設けず、基板Ｗに液滴を吐出して着弾パターン２１を形成し、この着弾パターン２１に対して吐出状態検査を実施しても良い。
【符号の説明】
【００８６】
１ 塗布装置
２ 塗布部
３ 塗布ステージ
４ 測定装置
５ 制御部
１０ 塗布ヘッド
１１ 吐出ノズル
１２ 塗布ヘッド移動装置
１３ 吐出ユニット
１４ ノズルプレート
１５ サブタンク
１６ メインタンク
１７ 真空源
１８ 真空調圧弁
２１ 着弾パターン
２２ 異物
３１ 検査面
３２ 帯状フィルム
３３ ガイドローラ
３４ 着弾領域
３５ 吸着テーブル
４０ 画像取得部
４１ 画像認識カメラ
４２ 第１カメラ移動装置
４３ 第２カメラ移動装置
５１ 解析装置
９１ 着弾パターン
Ｗ 基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット方式により基板に塗布を行う塗布装置および着弾状態の検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カラー液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイには、色形成の中核を成す部材としてカラーフィルタが用いられている。カラーフィルタは、ガラス基板上に微細なＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３色の画素が多数並べられて形成されている。
【０００３】
このカラーフィルタを製造する装置として、ガラス基板上に形成された多数の微細な画素部に、Ｒ、Ｇ、Ｂの各インクをインクジェットヘッドから吐出して塗布し、Ｒ、Ｇ、Ｂの色画素を形成するインクジェット装置が近年用いられるようになってきている。
【０００４】
インクジェットヘッドにはインクを吐出するノズルが多数配列されており、これらの吐出ノズルから複数の画素部へ同時にインクを吐出することにより複数の色画素を同時に形成することができるが、これらノズルからインクが正常に吐出されていなかったり、ノズル近傍に異物が存在したりすると、色抜けや混色のある不良のカラーフィルタとなってしまう。そこで、このような塗布に異常をきたす塗布不良要因は事前に検知し、検知結果に基づいて基板へのインクの塗布前にメンテナンスを行うことが必要である。
【０００５】
ここで、下記特許文献１では、図９に示すように透明体に液滴を各ノズルから吐出して着弾パターン９１を形成し、この着弾パターンの画像とあらかじめ記憶していた正常時の着弾パターンとの比較を行って、ノズルが正常か異常かを検査している。具体的には、図９のＡのように液滴が所定位置にないときはノズル詰まりによる異常と判断し、図９のＢのように着弾位置が所定位置よりずれているときは飛行曲がりによる異常と判断し、また、図９のＣのように着弾パターンの大きさが異常であるときはノズルの吐出量の異常と判断している。そうすることで、塗布不良の要因となる吐出異常のノズルを検出し、そのノズルは塗布には使用しないようにすることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４１５９５２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記特許文献１に記載された着弾状態検査方法では、完全に塗布不良要因を検出することができないという問題があった。具体的には、先述の通り、ノズルの吐出異常だけでなく、ノズル近傍に付着した異物によっても塗布不良は引き起こされることがあり、基板への塗布中に、基板に塗布されたインクに異物が接触した場合、その異物がインクを引きずることによって、基板上に形成されていた色画素の形状を崩し、塗布不良が発生する。しかし、このような異物の有無は、特許文献１に示された検査方法のように単に吐出された液滴の状態を確認するだけでは検知できない場合があり、塗布不良を起こしうる異物の存在を見逃してしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ノズル近傍の塗布不良を起こしうる異物を検知する着弾状態検査モードを有する塗布装置および着弾状態検査方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明の塗布装置は、液滴を吐出する複数の吐出ノズルを有し、各吐出ノズルが吐出面に配置されている吐出ユニットと、液滴を着弾させる検査面と、前記検査面に対して平行な方向に、前記吐出ユニットと前記検査面とを相対的に移動させる移動機構と、を備え、前記移動機構によって前記吐出ユニットを走査方向へ移動させながら、各吐出ノズルから基板へ液滴を吐出することにより、基板に塗布膜を形成する塗布モードと、各吐出ノズルから前記検査面へ液滴を吐出し、液滴の着弾状態を検査する着弾状態検査モードと、を有する塗布装置であって、前記着弾状態検査モードは、前記検査面へ液滴を吐出して着弾パターンを形成した後、前記着弾パターンの上を前記吐出面が通過するように前記吐出ユニットを前記走査方向へ移動させ、次に、前記着弾パターンの上を前記吐出面が再度通過するように、先に移動した方向と反対の方向に前記吐出ユニットを移動させ、前記吐出ユニットが両方向に移動した後の前記着弾パターンの各液滴の形状から検査を行うことを特徴としている。
【００１０】
上記塗布装置によれば、検査面へ液滴を吐出して着弾パターンを形成した後、着弾パターンの上を吐出面が通過するように吐出ユニットを走査方向へ移動させ、次に、着弾パターンの上を吐出面が再度通過するように、先に移動した方向と反対の方向に吐出ユニットを移動させることにより、塗布モード時の液滴の塗布に悪影響を及ぼすような異物が吐出面に付着していた場合に、その異物が確実に液滴に接触して液滴を引きずるため、両方向に吐出ユニットが移動した後の着弾パターンの各液滴の形状を評価することで、この異物の有無を検査することが可能である。
【００１１】
また、前記着弾検査モードにおいて、前記着弾パターンの検査を行う前に前記吐出ユニットの前記両方向への移動を複数回行っており、その際、前記両方向への移動が完了して次の前記両方向への移動を実施する前に前記走査方向と直交する方向への移動を行うようにしても良い。
【００１２】
こうすることにより、両方向への移動が完了して次の両方向への移動を実施する前に走査方向と直交する方向への移動を行うことで、走査方向と直交する方向に関する吐出ユニットと液滴との位置関係を少しずつ変えながら走査方向の両方向への移動を繰り返すため、隣り合う吐出ノズル同士の中間位置や隣り合う吐出ユニット同士の中間位置などに異物が付着して吐出ユニットの走査方向の移動だけでは異物が液滴と接触しないおそれがある場合でも、より確実に異物と液滴とを接触させ、異物を検出することができる。
【００１３】
また、前記着弾検査モードにおいて前記吐出ユニットを移動させる際の前記吐出面と前記検査面との距離は、前記塗布モードにおいて前記吐出ユニットを走査させる際の前記吐出面と基板との距離以下であるようにしても良い。
【００１４】
こうすることにより、吐出検査モードにおいて吐出ユニットを移動させる際の吐出面と検査面との距離は、塗布モードにおいて吐出ユニットを走査させる際の吐出面と基板との距離以下であることによって、吐出面に付着して塗布に影響を及ぼす異物を検出することに加え、さらに、基板に塗布した液滴とは接触しないような小さな異物をも検出することも可能となり、その異物が塗布モード中に基板上に落下して塗布不良を生じさせることを未然に防ぐことも可能となる。
【００１５】
また、前記着弾状態検査モードにおいて、前記着弾パターンを形成する際、前記吐出ユニットは、前記検査面上の同等の箇所へ液滴の吐出を複数回行っても良い。
【００１６】
このように検査面上の同等の箇所へ液滴の吐出を複数回行い、液滴の高さを高くすることにより、異物が吐出面に付着していた場合に、この異物がより確実に液滴に接触するため、より精度良く吐出面に付着した異物を検出することができる。
【００１７】
また、上記課題を解決するために本発明の着弾状態検査方法は、液滴を吐出する複数の吐出ノズルを有し、各吐出ノズルが吐出面に配置されている吐出ユニットと、液滴を着弾させる検査面と、前記検査面に対して平行な方向に、前記吐出ユニットと前記検査面とを相対的に移動させる移動機構と、を備える塗布装置の着弾状態検査方法であって、前記吐出ユニットが前記検査面へ液滴を吐出して着弾パターンを形成する、パターン形成工程と、パターン形成工程の後、前記着弾パターンの上を前記吐出面が通過するように前記吐出ユニットを移動させ、次に、前記着弾パターンの上を前記吐出面が再度通過するように、先の移動方向と反対の方向に前記吐出ユニットを移動させ、前記吐出ユニットが両方向に移動した後の前記着弾パターンの各液滴の形状から検査を行う検査工程と、を有することを特徴としている。
【００１８】
上記着弾状態検査方法によれば、パターン形成工程の後、前記着弾パターンの上を前記吐出面が通過するように前記吐出ユニットを移動させ、次に、前記着弾パターンの上を前記吐出面が再度通過するように、先の移動方向と反対の方向に前記吐出ユニットを移動させることにより、塗布モード時の液滴の塗布に悪影響を及ぼすような異物が吐出面に付着していた場合に、その異物が確実に液滴に接触して液滴を引きずるため、両方向に吐出ユニットが移動した後の着弾パターンの各液滴の形状を評価することで、この異物の有無を検査することが可能である。
【発明の効果】
【００１９】
上記の塗布装置および着弾状態検査方法によれば、吐出面に付着した塗布不良を起こしうる異物を検知することができ、検知直後早急にその異物を除去することで品質の安定した塗布を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態を示す模式図であり、側面図である。
【図２】検査面および画像取得部の概略図であり、斜視図である。
【図３】検査面に着弾した検査液体の着弾パターンを示す模式図である。
【図４】異物の接触により塗布不良が生じる過程を示す模式図である。
【図５】塗布ヘッドを一方向に移動させて着弾状態検査を行う過程を示す模式図である。
【図６】塗布ヘッドを反対方向にも移動させて着弾状態検査を行う過程を示す模式図である。
【図７】塗布ヘッドを移動させた後の着弾パターンを示す模式図である。
【図８】本実施形態における着弾状態検査モードの動作フローである。
【図９】従来の着弾状態検査を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態を示す模式図である。塗布装置１は、塗布部２、塗布ステージ３、測定装置４、および制御部５を備えており、塗布部２が塗布ステージ３上の基板Ｗの上方を移動しながら塗布部２内の吐出ノズルから塗布液の液滴を吐出することにより、基板Ｗへの塗布動作が行われる。また、塗布部２が測定装置４へ液滴を吐出し、その測定装置４によって取得された液滴の着弾状態を制御部５が検査し、その結果にもとづいて、着弾異常の検出および使用可能な吐出ノズルの選別が行われる。
【００２２】
なお、以下の説明では、基板Ｗへの液滴吐出時に塗布部２が移動する方向をＸ軸方向（もしくは走査方向）、Ｘ軸方向と水平面上で直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸およびＹ軸方向の双方に直交する方向をＺ軸方向として説明を進めることとする。
【００２３】
塗布部２は、塗布ヘッド１０、および塗布ヘッド移動装置１２を有している。塗布ヘッド１０は塗布ヘッド移動装置１２によって塗布ステージ３上の基板Ｗおよび後述する測定装置４の検査面３１といった吐出対象までの移動が可能であり、各吐出対象まで移動した後、塗布ヘッド１０は吐出ノズル１１から各吐出対象に対して液滴の吐出を行う。
【００２４】
塗布ヘッド１０は、Ｙ軸方向を長手方向とする略直方体の形状を有し、複数の吐出ユニット１３が組み込まれている。吐出ユニット１３は、複数の吐出ノズル１１が設けられており、また、下面にノズルプレート１４（吐出面）を有し、このノズルプレート１４に各吐出ノズル１１が配置されている。この吐出ユニット１３が塗布ヘッド１０に組み込まれることにより、吐出ノズル１１が塗布ヘッド１０の下面に配列される形態をとる。また、塗布ヘッド１０は配管を通じてサブタンク１５とつながっている。サブタンク１５は、塗布ヘッド１０の近傍に設けられており、離間して設けられたメインタンク１６から配管を通じて供給された塗布液を一旦貯蔵し、その塗布液を塗布ヘッド１０へ高精度で供給する役割を有する。サブタンク１５から塗布ヘッド１０へ供給された塗布液は、塗布ヘッド１０内で分岐され、各吐出ユニット１３の全ての吐出ノズル１１へ供給される。
【００２５】
ここで、各吐出ノズル１１からの液滴の吐出を安定させるために、塗布待機時には塗布液が各吐出ノズル１１内で所定の形状の界面（メニスカス）を維持してとどまる必要があり、そのため、サブタンク１５内には真空源１７によって所定の大きさの負圧が付与されている。なお、この負圧は、サブタンク１６と真空源１７との間に設けられた真空調圧弁１８によって調圧されている。
【００２６】
そして、これらの吐出ノズル１１から塗布液の液滴が吐出されることで、塗布ヘッド１０から基板Ｗおよび検査面３１への液滴の吐出が行われる。また、各吐出ノズル１１はそれぞれ図示しない吐出駆動部を有し、制御部５から各吐出ノズル１１において吐出のオン、オフの制御を行うことにより、任意の吐出ノズル１１の吐出駆動部が動作し、液滴を吐出する。なお、本実施形態では、吐出駆動部としてピエゾアクチュエータを用いている。
【００２７】
移動装置１２はリニアステージなどで構成される直動機構であり、これに組み付けられている塗布ヘッド１０をＸ軸方向に移動させることが可能である。制御部５にて塗布ヘッド移動装置１２の駆動を制御することにより、塗布ヘッド１０は基板Ｗおよび後述する検査面３１に対して相対的に移動することができ、基板Ｗの上方および検査面３１の上方へ移動することが可能である。また、塗布ヘッド移動装置１２を駆動させることで、塗布モードにおいて基板Ｗの上で塗布ヘッド１０を走査させながら、各吐出ノズル１１から連続的に液滴を吐出することにより、基板Ｗへの塗布液の塗布を行うことが可能である。
【００２８】
また、本実施形態では、塗布ヘッド１０はＸ軸方向だけでなく、図示しない移動装置によりＹ軸方向にも移動可能としている。これにより、塗布ヘッド１０内で吐出ユニット１３同士が間隔を設けて設置されている場合に、一度塗布を行った後に塗布ヘッド１０をＹ軸方向にずらし、その間隔を補完するように塗布することで、基板Ｗの全面へ塗布を行うことができる。また、基板ＷのＹ軸方向の幅が塗布ヘッド１０の長さよりも長い場合であっても、１回の塗布動作が完了するごとに塗布ヘッド１０をＹ軸方向にずらし、複数回に分けて塗布を行うことにより、基板Ｗの全面へ塗布を行うことが可能となっている。
【００２９】
塗布ステージ３は、基板Ｗを固定する機構を有し、基板Ｗへの塗布動作はこの塗布ステージ３の上に基板Ｗを載置し、固定した状態で行われる。本実施形態では、塗布ステージ３は吸着機構を有しており、図示しない真空ポンプなどを動作させることにより、基板Ｗと当接する面に吸引力を発生させ、基板Ｗを吸着固定している。
【００３０】
測定装置４は、検査面３１、および画像取得部４０を有している。測定装置４による着弾状態の測定は、先述の塗布動作を開始する前、もしくは塗布動作中に行われ、まず塗布ヘッド１０が検査面３１の上方へ移動した後、吐出ノズル１１から検査面３１へ向けて液滴を吐出し、その液滴が検査面３１に着弾して着弾パターン２１を形成する。この着弾パターン２１が形成された検査面３１の画像データを画像取得部４０が取得する。取得した画像データは、後述の解析装置５１に転送され、そのデータをもとに各吐出ノズル１１から吐出された液滴の着弾面積、着弾位置、着弾形状といった着弾状態の解析が行われる。
【００３１】
検査面３１および画像取得部４０の構成の詳細を図２に示す。本実施形態では、検査面３１は帯状フィルム３２であり、その両端は図示しない巻きだしローラおよび巻き取りローラにつながっている。ここで制御部５からの制御により巻き取りローラが回転することで、帯状フィルム３２が巻き取られ、同時に供給ローラから帯状フィルムが巻き出される。帯状フィルム３２の巻き取りおよび巻きだし動作を着弾状態測定を行う前に行うことにより、液滴や異物の無い箇所に着弾パターン２１を形成し、着弾状態測定を行うことができる。
【００３２】
また、この巻き取りおよび巻きだし動作は、着弾状態測定を行う度に行う必要はなく、前回の着弾状態測定を行った後、まだ帯状フィルム３２上に着弾状態測定を行うことができる程度の（液滴や異物の無い）領域が残存するならば、次回の着弾状態測定では塗布ヘッド１０の位置を変えてその領域を用いても良い。この場合、複数回の着弾状態測定を行った結果、帯状フィルム３２上に着弾状態測定を行うことができる程度の領域が無くなったときに、巻き取りおよび巻きだし動作が実施され、液滴や異物の無い面が準備される。本実施形態では、Ｘ軸方向に１００ｍｍの幅を有する帯状フィルム３２に対し、Ｘ軸方向に吐出位置をずらしながら８回程度の着弾状態測定を行った後、巻き取りおよび巻きだし動作を行っている。こうすることにより、帯状フィルム３２を効率的に使用し、かつ、他の着弾状態測定で形成された着弾パターン２１の影響を受けることの無い着弾状態測定を行っている。
【００３３】
また、巻きだしローラと巻き取りローラの間には複数のガイドローラ３３が帯状フィルム３２に当接しており、図上に鎖線で示す帯状フィルム３２上の液滴が着弾する着弾領域３４が水平になるよう、帯状フィルム３２はガイドローラ３３によりガイドされている。また、着弾領域３４の下方には、帯状フィルム３２を吸着するための吸着テーブル３５が備えられている。吸着テーブル３５は、帯状フィルム３２と当接する面がほぼ平坦である。また、帯状フィルム３２と当接する面は吸引口を有し、図示しない真空ポンプなどを駆動させることにより吸引力を持つことが可能である。着弾状態測定中はこの吸着テーブル３５が着弾領域３４を含む領域分の帯状フィルム３２を吸着固定することにより、着弾状態測定中に着弾領域３４にかかる部分で着弾パターン２１の位置がずれてしまうことを防いでいる。
【００３４】
画像取得部４０は、画像認識カメラ４１、第１カメラ移動装置４２および第２カメラ移動装置４３を有している。画像認識カメラ４１は第１カメラ移動装置４２および第２カメラ移動装置４３に組み付けられており、これらの移動装置を駆動させることにより、画像認識カメラ４１はＸ軸方向およびＹ軸方向に移動することが可能である。
【００３５】
画像認識カメラ４１は、本実施形態ではモノクロのＣＣＤカメラであり、画像取得のタイミングについて外部からの制御が可能である。制御部５により指示を与えることで、この画像認識カメラ４１は連続して画像データを取得し、この取得した画像データはケーブルを介して後述の解析装置５１へ転送される。
【００３６】
第１カメラ移動装置４２は、リニアステージなどで構成される直動機構であり、画像認識カメラ４１を塗布ヘッド１０の長手方向（Ｙ軸方向）に移動させることが可能である。また、第２カメラ移動装置４３は、リニアステージなどで構成される直動機構であり、画像認識カメラ４１および第１カメラ移動装置４２を塗布ヘッド１０が塗布時に走査する方向（Ｘ軸方向）に移動させることが可能である。
【００３７】
ここで、制御部５により第１カメラ移動装置４２および第２カメラ移動装置４３の駆動を制御することにより、画像認識カメラ４１は検査面３１に対してＸ軸方向およびＹ軸方向に相対的に移動することが可能である。着弾状態測定中にこれらの移動機構を駆動させて画像認識カメラ４１が移動しながら検査面３１の画像データを連続して取得することにより、着弾領域３４に形成された全ての着弾パターン２１を撮像し、測定を行うことが可能である。
【００３８】
また、液滴を検査面３１に着弾させる時には塗布ヘッド１０が検査面３１の真上に位置する必要があるため、第２カメラ移動装置４３を駆動させることにより、塗布ヘッド１０が検査面３１の真上に位置する間、画像認識カメラ４１をＸ軸方向に移動させて退避させることも可能である。
【００３９】
また、画像取得部４０のその他の構成として、複数台の画像認識カメラ４１がＹ軸方向に並べて設けられ、画像取得時に画像認識カメラ４１は移動せずに全ての着弾パターン２１の画像を取得する構成であっても良い。
【００４０】
制御部５は、コンピュータ、シーケンサなどを有し、塗布ヘッド１０への送液、吐出ノズル１１からの液滴の吐出および吐出量の調節、画像認識カメラ４１による画像取得、各移動機構の駆動などの動作の制御を行う。さらに、本実施形態では、塗布装置１は塗布モードおよび着弾状態検査モードとを有しており、塗布モードでは塗布ヘッド１０が基板Ｗの上方を走査方向（Ｘ軸方向）に移動しながら吐出ノズル１１から液滴を吐出するように、制御部５が制御を行う。また、着弾状態検査モードはさらにパターン形成工程および検査工程を有しており、パターン形成工程では検査面３１上に吐出ノズル１１から液滴を吐出して着弾パターン２１を形成し、検査工程ではパターン形成工程で形成された着弾パターン２１に対して良否を判定し、そこから異物の検出を行うように、制御部５が制御を行う。
【００４１】
また、制御部５は、解析装置５１を有し、画像認識カメラ４１によって得られた着弾パターン２１の画像をもとに各着弾パターン２１の着弾状態の良否を判定する。
【００４２】
解析装置５１は、ＣＰＵおよびＲＡＭやＲＯＭを有するコンピュータであり、画像認識カメラ４１によって得られた画像より各着弾パターン２１の着弾状態を確認する。解析装置５１には、画像データの各構成画素の輝度情報をもとに画像データから着弾パターン２１の外形データを抽出する画像処理部、画像処理部により抽出した各着弾パターン２１の外形データから重心位置、形状、面積などの着弾状態のデータを算出し、これらのデータから各着弾パターン２１を形成した吐出ノズル１１の吐出状態の良否を判定する解析部など、各機能を実行するためのプログラムが記憶されている。また、解析装置５１は、ハードディスクや、ＲＡＭまたはＲＯＭなどのメモリからなる、各種情報を記憶する記憶装置を有しており、画像データや、解析部により算出された各着弾パターン２１の着弾状態のデータ、良否判定時の基準データ（各吐出ノズル１１において正常に液滴が吐出された場合の着弾状態のデータ）およびしきい値データ、使用可能な吐出ノズル１１の情報などがこの記憶装置に記憶される。
【００４３】
また、解析装置５１は、画像認識カメラ４１とケーブルを介して連結されており、画像認識カメラ４１で取得された画像データを自身に取り込み、記憶装置に記憶することができる。
【００４４】
ここで、着弾状態検査モードの検査工程は、良否判定工程を有し、着弾パターン２１の良否を判定している。この良否判定工程について、以下に説明する。
【００４５】
まず、解析装置５１自身に取り込んだ各着弾パターン２１の画像データに対して、画像処理部がその画像データの各構成画素ごとの輝度値を計測する。そして、輝度値の計測により得られた、隣接画素間の輝度値の変化の度合いの情報をもとに、画像処理部が画像データから各着弾パターン２１の外形データを抽出する。ここで、本実施形態では、着弾パターン２１の外形データを抽出するにあたって、着弾パターン２１の外形をより明確に確認し、抽出を容易とするために、画像処理部は、まず画像データを構成する各画素の輝度に対して所定の輝度値をしきい値として二値化し、例えば液滴部分が黒く、その他の部分が白くなるような白黒データに置き換え、この白黒データに対して着弾パターン２１の外形データの抽出を行っている。
【００４６】
そして、解析部が各外形データに対し、それぞれの重心位置、着弾形状、および着弾面積といった着弾状態データを解析部が算出する。
【００４７】
各着弾パターン２１の外形データの重心位置を算出する方法としては、各着弾パターン２１の外形データに対して、個々に外接する矩形を求め、その矩形の重心を算出する方法などが用いられる。また、各着弾パターン２１の着弾形状は、外形データの円形度を求める方法などを用いて求められる。また、各着弾パターン２１の着弾面積は、画像データ上で外形データを形成する画素数を計算する方法などを用いて求められる。
【００４８】
次に、解析装置５１の解析部が、各着弾パターン２１の着弾状態の良否を判定する。このときの着弾ＮＧの検出例について、図３に示す。まず、図３（ａ）のような、全ての吐出ノズル１１からの吐出が正常であった場合の各着弾パターン２１の重心位置、円形度、面積のデータが計算され、基準データとしてあらかじめ解析装置５１の記憶装置に計算され、記憶されている。また、この基準データに対して実際に吐出された着弾パターン２１が許容される着弾状態の差異の範囲（しきい値）のデータも、あらかじめ検査条件として設定され、解析装置５１の記憶装置に記憶されている。
【００４９】
ここで、実際に塗布ヘッド１０から液滴が吐出され、検査面３１に着弾して図３（ｂ）の着弾パターン２１が描かれたとする。この着弾パターン２１の画像データは、画像認識カメラ４１によって取得され、解析装置５１へ転送される。そして、解析装置５１の解析部が取得された画像データより各着弾パターン２１の重心位置、円形度、面積を計算し、それらと基準データとの差異を評価する。
【００５０】
図３（ｂ）を確認すると、まず、図３（ｂ）のＡで示した箇所が基準データに対して重心位置がずれている点で異なっている。重心位置のずれの検出において、解析部は、図３（ｂ）の着弾パターン２１の重心位置を算出して基準データとの差異を算出し、まず、図３（ｂ）のＡで示した箇所ではｄの差異があることを認識する。ここで、解析装置５１には、重心位置の差異の許容範囲として、しきい値ｄ’があらかじめ設定、記憶されており、解析部はｄとｄ’の大小を確認することにより、着弾位置の良否を判定する。もし、ｄがｄ’以下であると、この重心位置の差異は許容範囲内であると解析部は判定し、この着弾は正常であると判定する。逆に、ｄがｄ’より大きいと、この重心位置の差異は許容範囲を外れていると解析部は判定し、この着弾は異常であると判定する。
【００５１】
また、着弾異常の現象は、図３（ｂ）のＡような重心位置に異常があるもののほかに、図３（ｂ）のＢのように、着弾パターン２１の形状が円でなく涙目状や楕円状となり、形状に異常があるもの、および図３（ｂ）のＣのように、着弾パターン２１の面積に異常があるものなどがある。ここで、先述の通り、各着弾パターン２１に対して重心位置、円形度、面積を算出し、それらと基準データとの差異が所定のしきい値内に収まっているかどうかの評価を行うことで、図３（ｂ）のＡ、Ｂ、およびＣのような着弾異常を検出することが可能である。
【００５２】
そして、これらの着弾異常が単独で、もしくは複合して、着弾パターン２１に現れた場合、この着弾パターン２１はＮＧとして解析部は判定する。また、このような吐出ノズル１１の吐出異常による着弾異常が検出された場合、この着弾異常の液滴を吐出した吐出ノズル１１はＮＧであるとの情報が解析装置５１から制御部などへ出力される。
【００５３】
以上の方法によって各着弾パターン２１の良否が判定される。そして、この判定によりＮＧとなった吐出ノズル１１は、使用ＮＧとなり、その情報にもとづいて、解析装置５１の記憶装置に記憶されている、使用可能な吐出ノズル１１の情報が更新され、以降の基板Ｗへの塗布や検査面３１への吐出には、その使用ＮＧと判定された吐出ノズル１１は使用されなくなる。
【００５４】
また、着弾状態検査モードの検査工程は、さらに異物検出工程を有している。この異物検出工程について、以下に説明する。
【００５５】
まず、異物の存在により塗布不良が生じる過程を模式的に図４に示す。
【００５６】
塗布装置１の使用を続けていると、吐出ノズル１１が配置されているノズルプレート１４に異物が付着する場合がある。この異物とは、例えば、塗布装置１の内部や基板Ｗなどに付着していたパーティクル、ノズルプレート１４を清掃する清掃部材の一部（繊維くずなど）、清掃で拭き取りきれなかったノズルプレート１４上の液滴などである。
【００５７】
ここで、先述の通り、本実施形態では、塗布ヘッド移動装置１２を駆動させることで基板Ｗの上で塗布ヘッド１０をＸ軸方向に走査させながら、吐出ノズル１１から連続的に液滴を吐出することにより、基板Ｗへの塗布液の塗布を行っている。このとき、図４（ａ）に示すようにノズルプレート１４に異物２２が付着していた場合、基板Ｗに形成された着弾パターン２１の上をノズルプレート１４が通過する際に異物２２が着弾パターン２１に接触し、そのまま着弾パターンを引きずってしまう。その結果、図４（ｂ）に示すように着弾パターン２１は形状が崩れてしまって塗布不良となり、基板Ｗ全体が不良品となる。
【００５８】
このような異物２２の付着によって塗布不良が生じることを防ぐためには、迅速に異物２２をノズルプレート１４から除去する必要がある。そのために、異物検出工程によって異物２２の存在を迅速に検出している。
【００５９】
そのために、本発明では、着弾状態検査モードにおいて、パターン形成工程で検査面３１へ着弾パターン２１を形成した後、移動装置１２によって塗布ヘッド１０を走査方向（Ｘ軸方向）に移動させ、その後の着弾パターン２１に対して異物検出工程を行っている。この動作について、以下、図５および図６をもとに説明を行う。
【００６０】
図５は、塗布ヘッド１０を一方向に移動させ、着弾状態検査を行った場合の例である。図５（ａ）に示すように、まず、塗布ヘッド１０の各吐出ノズル１１より検査面３１に液滴を吐出し、着弾パターン２１を形成する。その後、塗布ヘッド１０をＸ軸方向に移動させる。こうすることで、図５（ａ）に示すように異物２２が塗布ヘッド１０の移動方向に対して液滴パターン２１よりも後方にある場合、着弾パターン２１の上をノズルプレート１４が通過する際に異物２２が着弾パターン２１に接触するため、塗布ヘッド１０の移動中は異物２２が着弾パターンを引きずり、移動が完了すると、図５（ｂ）で示すように着弾パターン２１は形状が崩された状態となる。この痕跡の有無を確認することにより、異物２２の有無が確認できる。なお、この塗布ヘッド１０の移動にあたり、着弾パターン２１の形成も塗布ヘッド１０を移動させながら実施し、着弾パターン２１の形成後、引き続き所定距離だけ塗布ヘッド１０を移動させるようにしても良い。
【００６１】
ここで、塗布ヘッド１０が移動する距離は、液滴１個分の距離でも構わないが、例えば、図５（ｂ）に示すようにノズルプレート１４全体が着弾パターン２１の存在する領域を通過するように、長く設定することが望ましい。こうすることにより、異物２２が複数の液滴パターン２１を引きずるため、異物２２の検出が容易となる。
【００６２】
一方、図６（ａ）に示すように異物２２が塗布ヘッド１０の移動方向に対して液滴パターン２１よりも前方にある場合、着弾パターン２１の形成後、塗布ヘッド１０を移動させて、図６（ｂ）の状態としても、異物２２は着弾パターン２１に接触しないため、着弾パターン２１の形状は崩れず、着弾パターン２１の形状を確認しても異物２２を検出することができない。そこで、本発明では、図６（ｂ）の状態となった後、そのときに移動した方向の反対方向にも塗布ヘッド１０を移動させ、図６（ｃ）の状態とすることによって、ノズルプレート１４のどの位置に異物２２が付着していても確実に異物２２と着弾パターン２１とが接触するようにしている。このようにして塗布ヘッド１０を両方向に移動させた後、着弾パターン２１の状態を画像認識カメラ４１で画像取得し、解析装置５１によってその画像を評価し、形状の崩れた着弾パターン２１の有無を確認することにより、異物２２の有無の検査を行うことが可能である。
【００６３】
ここで、Ｙ軸方向に隣り合う吐出ノズル１１同士の間隔が広い場合、両者の吐出ノズル１１の中間位置に異物２２が付着していても、塗布ヘッド１０がＸ軸方向の両方向に移動するだけでは異物２２が着弾パターン２１に接触せず、検出ができないおそれがある。また、隣り合う吐出ユニット１３同士の間隔が広い場合も、両者の吐出ユニット１３の中間位置に異物２２が付着していると、同様に異物２２が検出できないおそれがある。
【００６４】
そのような場合は、一度塗布ヘッド１０がＸ軸方向の両方向へ移動を行った後、これらの異物２２が着弾パターン２１と接触しうるように塗布ヘッド１０がＹ軸方向に移動し、そして、もう一度Ｘ軸方向の両方向の移動を行うと良い。例えば、Ｘ軸方向の両方向への移動と次の両方向への移動との間に、吐出ノズル１１同士の間隔の半分の距離のＹ軸方向の移動や、吐出ユニット１３同士の間隔分のＹ軸方向の移動を行うと良い。このように、Ｙ軸方向の移動を間にはさんでＸ軸方向の両方向への移動を複数回行うことにより、より確実に異物２２と着弾パターン２１とを接触させ、異物２２を検出することが可能である。また、Ｘ軸方向の両方向への移動は１回または２回に限らず、塗布ヘッド１０のＹ軸方向の位置を少しずつ変えながら、３回以上実施しても良い。Ｘ軸方向の両方向への移動の回数が多いほど、より確実に異物２２を検出することができる。
【００６５】
また、図６（ａ）に示した、塗布ヘッド１０を移動させる際のノズルプレート１４と検査面３１との距離ｄ２は、図４（ａ）に示した、ノズルプレート１４と基板Ｗとの距離ｄ１以下であることが望ましい。こうすることにより、ノズルプレート１４に付着して塗布に影響を及ぼす異物２２を検出することに加え、さらに、基板Ｗに塗布した液滴とは接触しないような小さな異物２２をも検出することも可能となり、その異物２２が塗布モード中に基板Ｗ上に落下して塗布不良を生じさせることを未然に防ぐことも可能となる。なお、このように距離ｄ２をｄ１以下にするにあたり、液滴を吐出するときからノズルプレート１４と検査面３１との距離をｄ２にしても良く、また、液滴を吐出した後にノズルプレート１４と検査面３１との距離を縮めてｄ２にしても良い。
【００６６】
また、着弾パターン２１を形成する際、吐出ユニットは、検査面３１上の同等の箇所へ液滴の吐出を複数回行っても良い。こうすることによって液滴の高さを高くすることにより、異物２２がノズルプレート１４に付着していた場合に、この異物２２がより確実に液滴に接触するため、より精度良く異物２２を検出することができる。
【００６７】
次に、塗布ヘッド１０を移動させた後の着弾パターン２１の状態を図７に示す。
【００６８】
図７に二点鎖線で示した位置（ａ）にノズルプレート１４が位置していたときに吐出ノズル１１から液滴を吐出して着弾パターン２１を形成し、その後、塗布ヘッド１０とともにノズルプレート１４も移動して、位置（ｂ）までノズルプレート１４が移動したとする。そのとき、図示したような位置に異物２２が存在していた場合、異物２２が接触した着弾パターン２１を全て引きずった状態でノズルプレート１４は移動する。そのため、図示の通り、異物２２によって形状を崩された着弾パターン２１は、異物２２の移動方向、ずなわちＸ軸方向に並んだ状態となる。したがって、解析装置５１により着弾パターン２１の画像の評価を行った際に、形状が崩れた着弾パターン２１がＸ軸方向に複数個並んだ状態で確認された場合、これはノズルプレート１４に付着した異物２２によるものであると判断することが可能である。
【００６９】
次に、塗布装置１による着弾状態検査モードの動作フローを図８に示す。なお、下記ステップＳ４乃至ステップＳ６がパターン形成工程に相当し、ステップＳ７乃至ステップＳ２０が検査工程に相当する。
【００７０】
まず、検査面３１において、着弾状態測定を行うことができる程度の（液滴や異物の無い）領域を確保する。具体的には、吸着テーブル３５の吸着固定が解除され（ステップＳ１）、巻き取りローラが回転することで検査面３１が所定の長さだけ巻き取られ（ステップＳ２）、あらためて吸着テーブル３５の吸着固定が行われる（ステップＳ３）。ここで、このステップを行う前に、検査面３１に着弾状態測定を行うことができる程度の領域が残存しているならば、このステップはスキップしても良い。
【００７１】
次に、検査面３１上で塗布ヘッド１０と干渉することが無いよう、第２カメラ移動装置４３が駆動することによって画像認識カメラ４１が退避する（ステップＳ４）。画像認識カメラ４１の退避が完了すると、塗布ヘッド移動装置１２が駆動することによって塗布ヘッド１０が検査面３１へ移動する（ステップＳ５）。
【００７２】
次に、各吐出ノズル１１から液滴が検査面３１へ吐出され、着弾パターン２１が形成される（ステップＳ６）。なお、本実施形態では、塗布ヘッド１０の走査方向（Ｘ軸方向）の移動を伴って、液滴の吐出を行っている。
【００７３】
吐出ノズル１１からの液滴の吐出が完了したら、塗布ヘッド１０はＸ軸方向に移動し（ステップＳ７）、次にその移動方向と反対の方向に塗布ヘッド１０が移動する（ステップＳ８）。この往復動作により、ノズルプレート１４に異物２２が存在していた場合に異物２２が液滴パターン２１を引きずる状態が発生する。なお、ステップＳ７において、塗布ヘッド１０がＸ軸方向のどちら向きから移動するかに関しては、どちらでも構わない。また、本実施形態では、ステップＳ６の塗布ヘッド１０の移動動作に引き続き、同じ方向へのステップＳ７の移動を実施している。
【００７４】
検査面３１上での塗布ヘッド１０の往復動作が完了したら、次に、着弾パターン２１の画像取得が行えるように、塗布ヘッド移動装置１２が駆動することによって塗布ヘッド１０が退避し（ステップＳ９）、退避が完了した後、第１カメラ移動装置４２および第２カメラ移動装置４３が駆動することによって画像認識カメラ４１が検査面３１の真上まで移動する（ステップＳ１０）。そして、第１カメラ移動装置４２および第２カメラ移動装置４３によって画像認識カメラ４１が移動しながら連続して画像を取得することにより、全ての着弾パターン２１の着弾状態の画像データが取得される（ステップＳ１１）。そしてその画像データが解析装置５１へ転送され、記憶装置へ記憶される（ステップＳ１２）。
【００７５】
次に、解析装置４２の画像処理部によって、解析装置５１に記憶された画像データから着弾パターン２１の外形データが抽出され（ステップＳ１３）、そして、解析装置５１の解析部によって、着弾パターン２１の外形データから各着弾パターン２１の着弾状態データが算出される（ステップＳ１４）。
【００７６】
次に、得られた各着弾パターン２１の着弾状態データをもとに、各着弾パターン２１の良否の判定が行われ（ステップＳ１５）、着弾不良である着弾パターン２１が検出された場合、その着弾パターン２１の液滴を吐出した吐出ノズル１１が検出される（ステップＳ１６）。
【００７７】
次に、着弾状態の判定結果より、ノズルプレート１４に付着した異物２２による着弾異常の有無の判断が行われる。具体的には、異物２２に引きずられてＸ軸方向に複数並んでＮＧとなった着弾パターン２１があったかどうかの判断が行われる（ステップＳ１７）。
【００７８】
ステップＳ１７の判断において、異物２２による着弾異常が無かったと判断された場合、この着弾状態検査でＮＧとなった着弾パターン２１は、その着弾パターン２１を形成した吐出ノズル１１によるものと考えられ、この吐出ノズル１１を使用しないように塗布条件を設定すれば、逐一ノズル清掃などを行わなくても以降の塗布動作は可能である。そこで、この検査結果が反映され、ＮＧとなった吐出ノズル１１は以降の塗布動作に使用しないよう、解析装置５１の記憶装置に保存されている使用可能ノズル情報が更新され（ステップＳ１８）、一連の着弾状態検査動作が完了する。
【００７９】
これに対し、ステップＳ１７の判断において、異物２２による着弾異常が有ったと判断された場合、この異物２２を除去しないまま塗布動作を続けると、異物２２が基板Ｗに塗布された液滴を引きずって塗布不良を発生させる可能性が非常に大きいため、塗布動作を中止させる必要がある。そこで、まずは異物２２による着弾異常以外の着弾異常を発生させた吐出ノズル１１に対して、以降の塗布動作に使用しないよう、解析装置５１の記憶装置に保存されている使用可能ノズル情報が更新され（ステップＳ１９）、次に、アラームなどをともなって動作が停止し、異物２２が除去されたとの何らかの確認がされるまで塗布動作は中止される（ステップＳ２０）。
【００８０】
以上説明した通りの着弾状態検査動作を有する塗布装置および着弾状態検査方法により、ノズルプレート１４に付着した塗布不良を起こしうる異物２２を検知することができ、検知直後早急にその異物２２を除去することで品質の安定した塗布を行うことが可能である。
【００８１】
また、ここまでの説明では、ノズルプレート１４に付着した異物を検出するために、ノズルプレート１４全体が着弾パターン２１を通過するように移動させて着弾状態検査を行っているが、例えば、塗布ヘッド１０全体が着弾パターン２１を通過するように移動させて検査を実施し、塗布ヘッド１０に付着した異物を検出できるようにしても良い。
【００８２】
また、塗布ヘッド１０および画像認識カメラ４１が塗布ステージ３および検査面３１に対して相対移動する構成について、本実施形態では、第２カメラ移動装置４３および塗布ヘッド移動装置１２を備え、塗布ヘッド１０および画像認識カメラ４１がそれぞれ独立してＸ軸方向に移動しているが、塗布ヘッド１０と画像認識カメラ４１を一つの架台にまとめて固定し、それをＸ軸方向に移動させるようにすることにより、上記の二つの移動機構を一つにまとめた構成としても良い。
【００８３】
また、塗布ヘッド１０および画像認識カメラ４１に移動機構を設けるのではなく、検査面３１および塗布ステージ３に移動機構を設け、塗布ヘッド１０および画像認識カメラ４１に対して検査面３１および塗布ステージ３が相対移動する構成としても良い。
【００８４】
また、画像認識カメラ４１および解析装置５１を設けず、検査面３１に吐出した液滴の着弾パターン２１を目視で確認し、着弾異常の有無の検査を行っても良い。
【００８５】
また、検査面３１は、本実施形態のようなフィルム状だけでなく、ガラス板など板状であっても良い。ただし、この場合は、液滴を吐出させる領域が無くなる毎に検査面３１を交換する必要がある。また、検査面３１を基板Ｗに対して別個に設けず、基板Ｗに液滴を吐出して着弾パターン２１を形成し、この着弾パターン２１に対して吐出状態検査を実施しても良い。
【符号の説明】
【００８６】
１ 塗布装置
２ 塗布部
３ 塗布ステージ
４ 測定装置
５ 制御部
１０ 塗布ヘッド
１１ 吐出ノズル
１２ 塗布ヘッド移動装置
１３ 吐出ユニット
１４ ノズルプレート
１５ サブタンク
１６ メインタンク
１７ 真空源
１８ 真空調圧弁
２１ 着弾パターン
２２ 異物
３１ 検査面
３２ 帯状フィルム
３３ ガイドローラ
３４ 着弾領域
３５ 吸着テーブル
４０ 画像取得部
４１ 画像認識カメラ
４２ 第１カメラ移動装置
４３ 第２カメラ移動装置
５１ 解析装置
９１ 着弾パターン
Ｗ 基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する複数の吐出ノズルを有し、各吐出ノズルが吐出面に配置されている吐出ユニットと、
液滴を着弾させる検査面と、
前記検査面に対して平行な方向に、前記吐出ユニットと前記検査面とを相対的に移動させる移動機構と、
を備え、
前記移動機構によって前記吐出ユニットを走査方向へ移動させながら、各吐出ノズルから基板へ液滴を吐出することにより、基板に塗布膜を形成する塗布モードと、
各吐出ノズルから前記検査面へ液滴を吐出し、液滴の着弾状態を検査する着弾状態検査モードと、
を有する塗布装置であって、
前記着弾状態検査モードは、前記検査面へ液滴を吐出して着弾パターンを形成した後、前記着弾パターンの上を前記吐出面が通過するように前記吐出ユニットを前記走査方向へ移動させ、次に、前記着弾パターンの上を前記吐出面が再度通過するように、先に移動した方向と反対の方向に前記吐出ユニットを移動させ、前記吐出ユニットが両方向に移動した後の前記着弾パターンの各液滴の形状から検査を行うことを特徴とする、塗布装置。
【請求項２】
前記着弾検査モードにおいて、前記着弾パターンの検査を行う前に前記吐出ユニットの前記両方向への移動を複数回行っており、その際、前記両方向への移動が完了して次の前記両方向への移動を実施する前に前記走査方向と直交する方向への移動を行うことを特徴とする、請求項１に記載の塗布装置。
【請求項３】
前記着弾検査モードにおいて前記吐出ユニットを移動させる際の前記吐出面と前記検査面との距離は、前記塗布モードにおいて前記吐出ユニットを走査させる際の前記吐出面と基板との距離以下であることを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載の塗布装置。
【請求項４】
前記着弾状態検査モードにおいて、前記着弾パターンを形成する際、前記吐出ユニットは、前記検査面上の同等の箇所へ液滴の吐出を複数回行うことを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の塗布装置。
【請求項５】
液滴を吐出する複数の吐出ノズルを有し、各吐出ノズルが吐出面に配置されている吐出ユニットと、
液滴を着弾させる検査面と、
前記検査面に対して平行な方向に、前記吐出ユニットと前記検査面とを相対的に移動させる移動機構と、
を備える塗布装置の着弾状態検査方法であって、
前記吐出ユニットが前記検査面へ液滴を吐出して着弾パターンを形成する、パターン形成工程と、
パターン形成工程の後、前記着弾パターンの上を前記吐出面が通過するように前記吐出ユニットを移動させ、次に、前記着弾パターンの上を前記吐出面が再度通過するように、先の移動方向と反対の方向に前記吐出ユニットを移動させ、前記吐出ユニットが両方向に移動した後の前記着弾パターンの各液滴の形状から検査を行う検査工程と、
を有することを特徴とする、着弾状態検査方法。
【請求項６】
前記検査工程において、前記着弾パターンの検査を行う前に前記吐出ユニットの前記両方向への移動を複数回行っており、その際、前記両方向への移動が完了して次の前記両方向への移動を実施する前に前記走査方向と直交する方向への移動を行うことを特徴とする、請求項５に記載の着弾状態検査方法。
【請求項７】
前記検査工程において、前記吐出ユニットを移動させる際の前記吐出面と前記検査面との距離は、前記塗布モードにおいて前記吐出ユニットを走査させる際の前記吐出面と基板との距離以下であることを特徴とする、請求項５または６のいずれかに記載の着弾状態検査方法。
【請求項８】
前記パターン形成工程において、前記着弾パターンを形成する際、前記吐出ユニットは、前記検査面上の同等の箇所へ液滴の吐出を複数回行うことを特徴とする、請求項５から７のいずれかに記載の着弾状態検査方法。
【請求項１】
液滴を吐出する複数の吐出ノズルを有し、各吐出ノズルが吐出面に配置されている吐出ユニットと、
液滴を着弾させる検査面と、
前記検査面に対して平行な方向に、前記吐出ユニットと前記検査面とを相対的に移動させる移動機構と、
を備え、
前記移動機構によって前記吐出ユニットを走査方向へ移動させながら、各吐出ノズルから基板へ液滴を吐出することにより、基板に塗布膜を形成する塗布モードと、
各吐出ノズルから前記検査面へ液滴を吐出し、液滴の着弾状態を検査する着弾状態検査モードと、
を有する塗布装置であって、
前記着弾状態検査モードは、前記検査面へ液滴を吐出して着弾パターンを形成した後、前記着弾パターンの上を前記吐出面が通過するように前記吐出ユニットを前記走査方向へ移動させ、次に、前記着弾パターンの上を前記吐出面が再度通過するように、先に移動した方向と反対の方向に前記吐出ユニットを移動させ、前記吐出ユニットが両方向に移動した後の前記着弾パターンの各液滴の形状から検査を行うことを特徴とする、塗布装置。
【請求項２】
前記着弾検査モードにおいて、前記着弾パターンの検査を行う前に前記吐出ユニットの前記両方向への移動を複数回行っており、その際、前記両方向への移動が完了して次の前記両方向への移動を実施する前に前記走査方向と直交する方向への移動を行うことを特徴とする、請求項１に記載の塗布装置。
【請求項３】
前記着弾検査モードにおいて前記吐出ユニットを移動させる際の前記吐出面と前記検査面との距離は、前記塗布モードにおいて前記吐出ユニットを走査させる際の前記吐出面と基板との距離以下であることを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載の塗布装置。
【請求項４】
前記着弾状態検査モードにおいて、前記着弾パターンを形成する際、前記吐出ユニットは、前記検査面上の同等の箇所へ液滴の吐出を複数回行うことを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の塗布装置。
【請求項５】
液滴を吐出する複数の吐出ノズルを有し、各吐出ノズルが吐出面に配置されている吐出ユニットと、
液滴を着弾させる検査面と、
前記検査面に対して平行な方向に、前記吐出ユニットと前記検査面とを相対的に移動させる移動機構と、
を備える塗布装置の着弾状態検査方法であって、
前記吐出ユニットが前記検査面へ液滴を吐出して着弾パターンを形成する、パターン形成工程と、
パターン形成工程の後、前記着弾パターンの上を前記吐出面が通過するように前記吐出ユニットを移動させ、次に、前記着弾パターンの上を前記吐出面が再度通過するように、先の移動方向と反対の方向に前記吐出ユニットを移動させ、前記吐出ユニットが両方向に移動した後の前記着弾パターンの各液滴の形状から検査を行う検査工程と、
を有することを特徴とする、着弾状態検査方法。
【請求項６】
前記検査工程において、前記着弾パターンの検査を行う前に前記吐出ユニットの前記両方向への移動を複数回行っており、その際、前記両方向への移動が完了して次の前記両方向への移動を実施する前に前記走査方向と直交する方向への移動を行うことを特徴とする、請求項５に記載の着弾状態検査方法。
【請求項７】
前記検査工程において、前記吐出ユニットを移動させる際の前記吐出面と前記検査面との距離は、前記塗布モードにおいて前記吐出ユニットを走査させる際の前記吐出面と基板との距離以下であることを特徴とする、請求項５または６のいずれかに記載の着弾状態検査方法。
【請求項８】
前記パターン形成工程において、前記着弾パターンを形成する際、前記吐出ユニットは、前記検査面上の同等の箇所へ液滴の吐出を複数回行うことを特徴とする、請求項５から７のいずれかに記載の着弾状態検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−５９７２０（Ｐ２０１３−５９７２０Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９９０１６（Ｐ２０１１−１９９０１６）
【出願日】平成２３年９月１３日（２０１１．９．１３）
【出願人】（０００２１９３１４）東レエンジニアリング株式会社 (505)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１３日（２０１１．９．１３）
【出願人】（０００２１９３１４）東レエンジニアリング株式会社 (505)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]