JP2008182002A - 基板加工装置、基板加工方法、表示装置構成部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】メンテナンス作業を円滑かつ迅速に行うと共に、稼働率及び生産効率を向上させることを可能とする基板加工装置を提供する。
【解決手段】メンテナンス領域３３−１及びメンテナンス領域３３−２は、加工領域３１を挟んで左右両側に設けられる。２つの加工装置１７−１及び加工装置１７−２は、Ｙ方向移動装置１９によって同一の移動軸に沿って、メンテナンス領域３３−１〜加工領域３１〜メンテナンス領域３３−２の間を移動する。メンテナンス領域３３は、加工装置１７毎に設けられ、２つの加工装置１７に共用されない。例えば、一方の加工装置１７−１は、加工領域３１と左側のメンテナンス領域３３−１との間を移動し、他方の加工装置１７−２は、加工領域３１と右側のメンテナンス領域３３−２との間を移動する。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置におけるカラーフィルタ等のパターンを形成する基板加工装置に関する。

従来、基板加工装置は、ガラス基板等の薄板状の基板（ワーク）をステージ上に載置し、当該ステージを介して位置決めを行い、基板上に精密パターニング加工を行う。加工装置としてインクジェット方式によりインク塗布を行うインクジェットヘッドを用いる場合には、加工対象の品目に応じて、ヘッドの位置決め等の段取り作業、インクやヘッドの交換作業、その他のメンテナンス作業を適宜行う必要がある。
また、インクジェットヘッドの交換位置の近傍において、定盤に切り欠きを設け、当該定盤の切り欠き部分を作業領域として、インクジェットヘッドの交換位置近傍まで台車、人等のアクセスを可能とするパターン形成装置が提案されている（例えば、［特許文献１］参照。）。

特開２００５−１８１４７６号公報

しかしながら、従来のパターン形成装置では、定盤の形状は一般に矩形状であるので、台車や人等のアクセスに際し定盤が障害となり、インクジェットヘッドのメンテナンス作業が困難になるという問題点がある。また、基板が大型である場合、基板を支持するステージ、定盤、インクジェットヘッドユニットも大型化するので（例えば、数メートル規模等）、上記問題点は特に顕著である。
また、従来のパターン形成装置では、インクジェットヘッドのメンテナンス作業を行う際には、パターン形成処理を停止させる必要があるので、稼働率及び生産効率が低下するという問題点がある。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、メンテナンス作業を円滑かつ迅速に行うと共に、稼働率及び生産効率を向上させることを可能とする基板加工装置を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するために第１の発明は、基板の加工を行う基板加工装置であって、前記基板の加工処理を行う２つの加工装置と、前記加工装置による加工処理が行われる加工領域と、前記加工装置のメンテナンス処理が行われる２つのメンテナンス領域と、の間で、前記２つの加工装置を移動させる移動装置と、を具備することを特徴とする基板加工装置である。

基板加工装置は、インクジェットヘッド、ダイコート、レーザ照射ヘッド等の加工装置により基板にパターン形成等の加工処理を行う装置である。基板加工装置は、例えば、コータ、インクジェット装置、レーザ描画装置等である。加工対象の基板は、例えば、ガラス基板等の基板、シリコンウェハ等のウェハである。

基板加工装置には、２つ一組の加工装置が設けられる。また、基板加工装置には、加工領域と２つのメンテナンス領域が設けられる。
各加工装置は、１つまたは複数の加工部あるいは加工ユニットにより構成される。例えば、加工装置をインクジェットヘッドとし、全体として８つのヘッドユニットを用いる場合、２つの加工装置にはそれぞれ４つのヘッドユニットが設けられ、一方の加工装置に設けられる４つのヘッドユニットは加工側として使用され、他方の加工装置に設けられる４つのヘッドユニットはメンテナンス側として分けて使用される。
加工領域は、加工装置による加工処理が行われる領域である。メンテナンス領域は、加工装置のメンテナンス処理が行われる領域である。メンテナンス処理は、加工装置をインクジェットヘッドとした場合、インクジェットヘッドの位置決め等の段取り作業、ヘッド交換、インク交換、クリーニング等の作業である。移動装置は、加工領域と２つのメンテナンス領域との間で、２つの加工装置を移動させる装置である。
また、加工装置の移動方向に沿って前記加工領域の両外側にメンテナンス領域を設け、同一の移動軸に沿って、加工領域と２つのメンテナンス領域との間で、２つの加工装置を移動させることが望ましい。また、メンテナンス処理を行うメンテナンス装置を設けてもよい。

基板加工装置は、２つの加工装置のうちいずれか一方の加工装置を加工領域に移動させて当該加工装置によって基板の加工処理を行い、他方の加工装置をメンテナンス領域に移動させて当該加工装置にメンテナンス処理を行う。
従って、一方の加工装置によって加工処理を行っている間に、他方の加工装置のメンテナンス処理を行うので、メンテナンス処理を行うために加工処理を停止させる必要がなく、稼働率及び生産効率を向上させることができる。
また、メンテナンス領域に加工装置を移動させて、当該加工装置のメンテナンス処理を行うので、台車や人のアクセスに際し定盤が障害とならず、メンテナンス処理を円滑かつ迅速に行うことができる。

第２の発明は、基板の加工を行う基板加工方法であって、加工処理が行われる加工領域と、メンテナンス処理が行われる２つのメンテナンス領域と、の間で、前記基板の加工処理を行う２つの加工装置を移動させる移動ステップ、を具備することを特徴とする基板加工方法である。
第２の発明は、基板の加工を行う基板加工方法に関する発明である。

第３の発明は、第２の発明の基板加工方法を用いて表示装置の構成部材を製造する表示装置構成部材の製造方法である。表示装置構成部材は、例えば、有機ＥＬ（ｏｒｇａｎｉｃ ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子やカラーフィルタ等である。

本発明によれば、メンテナンス作業を円滑かつ迅速に行うと共に、稼働率及び生産効率を向上させることを可能とする基板加工装置を提供することができる。

以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る基板加工装置の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明及び添付図面において、略同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略することにする。

（１．基板加工装置１の構成）
最初に、図１を参照しながら、本発明の実施形態に係る基板加工装置１の構成について説明する。
図１は、基板加工装置１の概略斜視図である。
尚、Ｘ方向は基板３の搬送方向を示し、Ｙ方向は加工装置１７−１及び加工装置１７−２の移動方向や基板３あるいは吸着盤４の幅方向を示し、Ｚ方向は鉛直方向回転軸を示し、θ方向はその回転方向を示す。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、互いに直角をなす。

基板加工装置１は、Ｘ方向移動装置５、θ方向回転装置７、エア浮上装置１１、加工装置１７−１及び加工装置１７−２、Ｙ方向移動装置１９、アライメントカメラ２１、ガントリ２３、ベース２４等から構成される。

基板加工装置１は、基板３に対して加工装置１７−１あるいは加工装置１７−２により加工処理を施し、カラーフィルタ、電子回路等の微細ピッチのパターン等を形成する装置である。
基板３は、加工処理の対象物であり、例えば、ガラス基板、シリコンウェハ、プリント基板等の基板である。

Ｘ方向移動装置５は、ベース２４のＸ方向中央部に設置される。Ｘ方向移動装置５は、基板３を支持し、Ｘ方向に移動させると共に、Ｘ方向の位置決めを行う装置である。Ｘ方向移動装置５は、ガイド機構及び移動用アクチュエータを備える。ガイド機構は、例えば、スライダ及びスライドレール、エアースライドである。移動用アクチュエータは、例えば、ステップモータ、サーボモータ、リニアモータである。

θ方向回転装置７は、Ｘ方向移動装置５の上部に設けられ、Ｘ方向に移動可能である。θ方向回転装置７の上部には、吸着盤４が設けられる。θ方向回転装置７は、吸着盤４に吸着された基板３をθ方向に回転させてアライメント処理を行う。θ方向回転装置７は、例えば、フリーベアリングやダイレクトドライブモータである。

吸着盤４は、基板３を吸着して固定支持する装置である。基板３の吸着は、吸着盤４と基板３との間の空気を減圧あるいは真空にすることにより行われる（バキューム、吸気）。吸着盤４には、空気を吸引するための小孔（図示しない）が設けられる。

エア浮上装置１１は、エアフロートであり、基板３を空気圧で押し上げあるいは吸引することにより、非接触に支持する装置である。エア浮上装置１１は、複数のエアフロートユニットや多孔質板等により構成することができる。エア浮上装置１１は、所定のＺ方向精度（基板３と加工装置１７−１及び加工装置１７−２との間の相対距離精度）を実現する。

加工装置１７−１及び加工装置１７−２は、基板３に対して加工処理を施す装置であり、例えば、インクジェットヘッドユニット、ダイコートユニット、レーザ照射ヘッドユニット等である。加工装置１７−１と加工装置１７−２とは、同様の加工装置である。
加工装置１７−１及び加工装置１７−２は、それぞれ、１つまたは複数の加工部あるいは加工ユニットにより構成される。例えば、加工装置１７−１及び加工装置１７−２をインクジェットヘッドとし、全体として８つのヘッドユニットを用いる場合、加工装置１７−１及び加工装置１７−２にはそれぞれ４つのヘッドユニットが設けられ、一方の加工装置に設けられる４つのヘッドユニットは加工側として使用され、他方の加工装置に設けられる４つのヘッドユニットはメンテナンス側として分けて使用される。
加工装置１７−１及び加工装置１７−２は、Ｙ方向移動装置１９を介してガントリ２３に設けられる。Ｙ方向移動装置１９は、加工装置１７−１及び加工装置１７−２をＹ方向に移動させて位置決めを行う。

アライメントカメラ２１は、θ方向回転装置７に吸着固定された基板３のθ方向角度及びＸＹ座標を検出するために、基板３の所定箇所（基板上に形成されるアライメントマークやパターン等）を撮像するカメラである。アライメントカメラ２１は、基板加工装置１のフレーム２０に固定支持される。アライメントカメラ２１を複数設けてもよいし、異なる視野（例えば、高精度用、粗精度用）のアライメントカメラ２１を設けるようにしてもよい。

また、ベース２４のＹ方向両外側には、メンテナンススペース２５−１及びメンテナンススペース２５−２が設けられる。Ｙ方向移動装置１９は、メンテナンススペース２５−１上のメンテナンス領域３３−１〜エア浮上装置１１上の加工領域３１〜メンテナンススペース２５−２上のメンテナンス領域３３−２に渡って、加工装置１７−１及び加工装置１７−２をＹ方向に移動させる。

（２．プロセス制御）
次に、図２を参照しながら、基板加工装置１のプロセス制御について説明する。
図２は、基板加工装置１のプロセス制御の流れを示す図である。
アライメントカメラ２１の撮像画像は、画像処理装置３７に入力される。画像処理装置３７は、撮像画像に基づいて基板３のθ方向角度及びＸＹ座標を抽出する処理を行う。ステージコントローラ３９は、抽出したデータを所定のデータと比較してそれらの偏差を算出し、偏差を小さくするように制御量を演算する。

サーボアンプθ４１は、ステージコントローラ３９から送られるθ方向制御量に基づいてθ方向回転装置７に制御信号を送出する。θ方向回転装置７は、基板３のθ方向のアライメントを行う。
サーボアンプＸ４３は、ステージコントローラ３９から送られるＸ方向制御量に基づいてＸ方向移動装置５に制御信号を送出する。Ｘ方向移動装置５は、基板３をＸ方向に移動させる。
サーボアンプＹ４５は、ステージコントローラ３９から送られるＹ方向制御量に基づいてＹ方向移動装置１９に制御信号を送出する。Ｙ方向移動装置１９は、加工装置１７−１及び加工装置１７−２をＹ方向に移動させる。
プロセスシステム４７は、ステージコントローラ３９から送られる制御量に基づいて、加工装置１７−１あるいは加工装置１７−２の加工タイミングを調整する。

（３．基板加工装置１の動作）
次に、図３を参照しながら、基板加工装置１の動作について説明する。

図３は、基板加工装置１の動作を示すフローチャートである。
基板加工装置１は、搬送処理（ステップ１０１）、補正量算出処理（ステップ１０２）、アライメント処理（ステップ１０３）、加工処理（ステップ１０４）の各処理を順次行う。

（３−１．搬送処理：ステップ１０１）
基板加工装置１は、基板３の一部を吸着盤４により吸着固定し、基板３の他の部分をエア浮上装置１１によりエア浮上させて非接触支持する。基板加工装置１は、Ｘ方向移動装置５によりθ方向回転装置７及び基板３をＸ方向に移動させて加工装置１７−１あるいは加工装置１７−２の下方まで搬送する。

（３−２．補正量算出処理：ステップ１０２）
基板加工装置１は、アライメントカメラ２１により基板３に付されたアライメントマークを撮像し、当該アライメントマークのＸＹ座標に基づいてθ方向の補正量及びＸ方向ずれ量及びＹ方向ずれ量を算出する。

（３−３．アライメント処理：ステップ１０３）
基板加工装置１は、ステップ１０２の処理により算出したθ方向補正量に基づいて、θ方向回転装置７により基板３をθ方向に回転させてアライメント処理を行う。

（３−４．加工処理：ステップ１０４）
基板加工装置１は、Ｙ方向ずれ量に基づいて加工装置１７−１あるいは加工装置１７−２のＹ方向位置決めを行い、Ｘ方向ずれ量に基づいて加工処理の開始タイミング及び停止タイミングを調整し、加工装置１７−１あるいは加工装置１７−２により基板３に対して加工処理を行う。

尚、基板３と加工装置１７−１あるいは加工装置１７−２との間の相対距離精度（Ｚ方向精度）を向上させるべく、加工装置１７−１及び加工装置１７−２に基板３の位置を測定するセンサを設け、リアルタイムにフィードバックして、エア浮上装置１１の空気圧を制御するようにしてもよい。

以上の過程を経て、基板加工装置１は、基板３の一部を吸着盤４により吸着固定し、基板３の他の部分をエア浮上装置１１によりエア浮上させて非接触支持し、Ｘ方向移動装置５により基板３をＸ方向に搬送し、θ方向回転装置７により基板３のθ方向の位置決め行い、エア浮上装置１１によりＺ方向精度を維持して基板３の加工を行う。

（４．加工装置１７−１及び加工装置１７−２の動作）
次に、図４〜図８を参照しながら、加工装置１７−１及び加工装置１７−２の動作について説明する。
図４は、加工装置１７−１及び加工装置１７−２の動作を示すフローチャートである。
図５〜図８は、加工装置１７−１及び加工装置１７−２の動作の流れを示す図である。図５は、加工装置１７−１による加工処理時を示す。図６は、加工装置１７−１の退避時を示す。図７は、加工装置１７−２による加工処理時を示す。図８は、加工装置１７−２の退避時を示す。

図５に示すように、基板加工装置１は、加工領域３１に移動させられた加工装置１７−１によって基板３の加工処理を行う（ステップ２０１（図３のステップ１０１〜ステップ１０４）。メンテナンススペース２５−２において、メンテナンス領域に退避させられた加工装置１７−２のメンテナンス作業が行われる（ステップ２０２）。
図６に示すように、基板加工装置１は、加工装置１７−１による加工処理を終了すると、加工装置１７−１を加工領域３１からメンテナンス領域３３−１に退避させる（ステップ２０３）。基板加工装置１は、加工装置１７−２をメンテナンス領域３３−２から加工領域３１に移動させる（ステップ２０４）。

図７に示すように、加工領域３１に移動させられた加工装置１７−２によって基板３の加工処理を行う（ステップ２０５（図３のステップ１０１〜ステップ１０４）。メンテナンススペース２５−１において、メンテナンス領域に退避させられた加工装置１７−１のメンテナンス作業が行われる（ステップ２０６）。
図８に示すように、基板加工装置１は、加工装置１７−２による加工処理を終了すると、加工装置１７−２を加工領域３１からメンテナンス領域３３−２に退避させる（ステップ２０７）。基板加工装置１は、加工装置１７−１をメンテナンス領域３３−１から加工領域３１に移動させる（ステップ２０８）。

以降、基板加工装置１は、ステップ２０１及びステップ２０２からの処理を繰り返す。以上の過程を経て、基板加工装置１は、２つの加工装置のうち一方を加工領域に移動させて加工処理を行い、他方をメンテナンス領域に退避させ、メンテナンススペースにおいてメンテナンス作業が行われる。

（５．効果等）
メンテナンス領域は、加工領域を挟んで左右両側に設けられる。２つの加工装置は、同一の移動軸に沿ってメンテナンス領域と加工領域との間を移動する。メンテナンス領域は、加工装置毎に設けられ、２つの加工装置に共用されない。例えば、一方の加工装置は、加工領域と左側のメンテナンス領域との間を移動し、他方の加工装置は、加工領域と右側のメンテナンス領域との間を移動する。
従って、一方の加工装置によって加工処理を行っている間に、他方の加工装置のメンテナンス処理を行うので、メンテナンス処理を行うために加工処理を停止させる必要がなく、稼働率及び生産効率を向上させることができる。
また、メンテナンススペース上のメンテナンス領域に加工装置を移動させて、当該加工装置のメンテナンス処理を行うので、台車や人のアクセスに際しベースが障害とならず、メンテナンス処理を円滑かつ迅速に行うことができる。

（６．他の実施形態に係る基板加工装置１ａ）
次に、図９を参照しながら、他の実施形態に係る基板加工装置１ａについて説明する。
図９は、基板加工装置１ａの概略斜視図である。

加工装置１７−１及び加工装置１７−２のメンテナンス処理は、加工装置１７−１及び加工装置１７−２をインクジェットヘッドとした場合、インクジェットヘッドの位置決め等の段取り作業、ヘッド交換、インク交換、クリーニング等の作業である。加工装置１７−１及び加工装置１７−２のメンテナンス処理は、人手により行ってもよいし、メンテナンス装置を用いて行ってもよい。

基板加工装置１ａでは、ベース２６−１及びベース２６−２が、それぞれ、メンテナンススペース２５−１及びメンテナンススペース２５−２に設けられる。ベース２６−２及びベース２６−２には、それぞれ、Ｙ方向移動装置２７−１及びＹ方向移動装置２７−２を介して、メンテナンスユニット２８−１及びメンテナンスユニット２８−２が設けられる。

メンテナンスユニット２８−１及びメンテナンスユニット２８−２は、それぞれ、加工装置１７−１及び加工装置１７−２のメンテナンスを行う装置である。メンテナンスユニット２８−１及びメンテナンスユニット２８−２は、例えば、クリーニングユニットである。メンテナンスユニット２８−１及びメンテナンスユニット２８−２は、それぞれ、Ｙ方向移動装置２７−１及びＹ方向移動装置２７−２に沿って、ベース２６−１及びベース２６−２上を移動可能である。

メンテナンスユニット２８−１は、メンテナンス領域３３−１に退避させられた加工装置１７−１のメンテナンス処理を行う。メンテナンスユニット２８−２は、メンテナンス領域３３−２に退避させられた加工装置１７−２のメンテナンス処理を行う。

このように、基板加工装置１ａでは、メンテナンスユニットにより加工装置のメンテナンス処理を行うので、人手による作業を軽減させることができる。

以上、添付図面を参照しながら、本発明にかかる基板加工装置の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

基板加工装置１の概略斜視図 基板加工装置１のプロセス制御の流れを示す図 基板加工装置１の動作を示すフローチャート 加工装置１７−１及び加工装置１７−２の動作を示すフローチャート 加工装置１７−１及び加工装置１７−２の動作の流れを示す図（加工装置１７−１による加工処理時） 加工装置１７−１及び加工装置１７−２の動作の流れを示す図（加工装置１７−１の退避時） 加工装置１７−１及び加工装置１７−２の動作の流れを示す図（加工装置１７−２による加工処理時） 加工装置１７−１及び加工装置１７−２の動作の流れを示す図（加工装置１７−２の退避時） 他の実施形態に係る基板加工装置１ａを示す概略斜視図

符号の説明

１………基板加工装置
３………基板
４………吸着盤
５………Ｘ方向移動装置
７………θ方向回転装置
１１………エア浮上装置
１７−１、１７−２………加工装置
１９………Ｙ方向移動装置
２０………フレーム
２１………アライメントカメラ
２３………ガントリ
２４………ベース
２５−１、２５−２………メンテナンススペース
２６−１、２６−２………ベース
２７−１、２７−２………Ｙ方向移動装置
２８−１、２８−２………メンテナンスユニット
３７………画像処理装置
３９………ステージコントローラ
４１………サーボアンプθ
４３………サーボアンプＸ
４５………サーボアンプＹ
４７………プロセスシステム

Claims (7)

1. 基板の加工を行う基板加工装置であって、
   前記基板の加工処理を行う２つの加工装置と、
   前記加工装置による加工処理が行われる加工領域と、前記加工装置のメンテナンス処理が行われる２つのメンテナンス領域と、の間で、前記２つの加工装置を移動させる移動装置と、
   を具備することを特徴とする基板加工装置。
2. 前記２つのメンテナンス領域は、前記加工装置の移動方向に沿って前記加工領域の両外側に設けられ、
   前記移動装置は、同一の移動軸に沿って、前記加工領域と前記２つのメンテナンス領域との間で、前記２つの加工装置を移動させることを特徴とする請求項１に記載の基板加工装置。
3. 前記加工装置のメンテナンス処理を行うメンテナンス装置を具備することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の基板加工装置。
4. 基板の加工を行う基板加工方法であって、
   加工処理が行われる加工領域と、メンテナンス処理が行われる２つのメンテナンス領域と、の間で、前記基板の加工処理を行う２つの加工装置を移動させる移動ステップ、
   を具備することを特徴とする基板加工方法。
5. 前記２つのメンテナンス領域は、前記加工装置の移動方向に沿って前記加工領域の両外側に設けられ、
   前記移動ステップは、同一の移動軸に沿って、前記加工領域と前記２つのメンテナンス領域との間で、前記２つの加工装置を移動させることを特徴とする請求項４に記載の基板加工方法。
6. 前記加工領域において、前記２つの加工装置のうちいずれか一方の加工装置が前記加工処理を行う間に、前記メンテナンス領域において、他方の加工装置に前記メンテナンス処理が行われることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の基板加工方法。
7. 請求項４から請求項６までの少なくともいずれかに記載の基板加工方法を用いて表示装置の構成部材を製造する表示装置構成部材の製造方法。

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