JP2011060873A - パターン形成方法およびパターン形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 互いに交差する２つの塗布パターンを形成する際に、少なくとも一方の塗布パターンを厚膜（高アスペクト比）に形成することができるとともに、その交差部における表面が凸凹になることを抑制することができるパターン形成方法およびパターン形成装置を提供する。
【解決手段】 ノズルから基板の主面およびバス配線パターン上にペーストを線状に供給して、基板上にバス配線パターンと交差するフィンガー配線パターンを形成する第２塗布工程おいて、基板の主面に供給されたペーストに対して当該塗布液を硬化させる硬化処理を実行し（ステップＳ５４）、バス配線パターン上に供給されたペーストに対しては光照射を停止する（ステップＳ５２）。
【選択図】図７

Description

本発明は、例えば、太陽電池素子用の基板上に配線パターンなどのパターンを塗布形成する技術に関する。

一般に、図８（ａ）に示すように太陽電池素子用の基板９の表面には出力を取り出すための表面用のバス配線９１と、このバス配線に対して直交する方向に交差するとともに互いに平行に設けられた複数のフィンガー配線９３が形成されている（例えば、特許文献１参照）。基板９は例えばシリコン基板であり、その表面にはｎ型拡散層が形成され、このｎ型拡散層の表面にバス配線９１とフィンガー配線９３が形成されている。また、バス配線９１とフィンガー配線９３を除くｎ型拡散層の表面には反射防止膜が形成されている。

図８（ｂ）に示すように基板９の裏面には裏面用のバス配線９５が形成されている。また、バス配線９５を除く基板９の裏面のほぼ全面に集電用電極９７が形成されている。

また、図９に示すように、一般に太陽電池は複数の基板９ａ，９ｂ，９ｃがリード線９９によって電気的に接続された太陽電池モジュールとして利用される。例えば、リード線９９の一方側は基板９ａの表面に形成されたバス配線９１ａに半田付けされ、リード線９９の他方側は基板９ｂの裏面に形成されたバス配線９５ｂに半田付けされて、基板９ａのバス配線９１ａと基板９ｂのバス配線９５ｂとがリード線９９によって電気的に接続される。

上述のバス配線９１、フィンガー配線９３などの各配線を形成する方法として、スクリーン印刷法を用い、基板上に導電性のペーストを印刷して配線を形成する方法が知られている。スクリーン印刷法により形成されるフィンガー配線は、例えば、その幅が１２０μｍで、その高さが２０μｍであり、その断面は扁平な凸形状である。

近年、太陽電池素子による光電変換効率を向上させるために、上記フィンガー配線９３の幅を小さくして、基板９の表面における受光面積を大きくすることが検討されている。しかしながら、フィンガー配線９３の幅を小さくすると、フィンガー配線９９の断面積が小さくなる。この結果、フィンガー配線９９の電気抵抗が大きくなり、フィンガー配線９３による集電能力が低下する。

集電能力の低下を防止するためにフィンガー配線９３を厚膜化することにより、電気抵抗の増加を抑制する方法が考えられる。換言すれば、フィンガー配線９３の幅は小さくするが、その高さを大きくして高アスペクト比の配線を形成することによりフィンガー配線９３の断面積を大きくし、電気抵抗の増加を抑制する方法が考えられる。

しかしながら、スクリーン印刷法により配線を厚膜化することは容易ではなく、高アスペクト比のフィンガー配線９３を容易に形成することができない、という問題が発生する。

そこで、スクリーン印刷法に替えて、例えば特許文献２に記載されるような塗布方法を用いて配線を塗布形成する方法が考えられる。この塗布方法では基板上に線状に塗布液を供給するとともに、基板上に供給された塗布液に光を照射して塗布液を硬化させることによって、厚膜（高アスペクト比）の塗布パターンを形成することができる。

特開２００５‐３５３８５１号公報（例えば、図１、図２） 特開平２００２‐１８４３０３号公報（例えば、図３）

しかしながら、上述の塗布方法を用いて基板９上にバス配線９１を形成した後、このバス配線９１上を交差するようにフィンガー配線９３を形成すると次のような問題が発生する。すなわち、図１０（ａ）に示すように基板９上に形成されたバス配線９１上に複数のフィンガー配線９３が積層されて形成される。この結果、バス配線９１の表面がフィンガー配線９３間の間隔に対応した凸凹形状となる。

上述のようにバス配線９１の表面が凸凹していると、リード線９９がバス配線９１の凸部の上面に半田付けられることとなる。凸部上面の幅はフィンガー配線９３の幅に対応しているため、その寸法は小さい。この結果、バス配線９１に対するリード線９９の接触面積が小さくなり、半田付けされる範囲が狭くなる。このように半田付けされる範囲が狭くなると半田付けによる接着力が弱くなり、バス配線９１に対してリード線９９が十分な強度で接続されないという問題が発生する。

本発明の目的は、上述のような点に鑑み、例えばバス配線とフィンガー配線のような互いに交差する２つの塗布パターンを形成する際に、少なくとも一方の塗布パターンを厚膜（高アスペクト比）に形成することができるとともに、その交差部における表面が凸凹になることを抑制することができるパターン形成方法およびパターン形成装置を提供することにある。

請求項１に係るパターン形成方法は、基板に対してノズルを第１方向に相対移動させつつ、ノズルから基板の表面に塗布液を線状に供給して、基板上に第１塗布パターンを形成する第１塗布工程と、第１塗布工程後に、基板に対してノズルを、第１方向と交差する第２方向に相対移動させつつ、ノズルから基板の主面および第１塗布パターン上に塗布液を線状に供給して、基板上に第１塗布パターンと交差する第２塗布パターンを形成する第２塗布工程と、を含み、第２塗布工程において、基板の主面に供給された塗布液に対して当該塗布液を硬化させる硬化処理を実行することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載されるパターン形成方法において、塗布液が光硬化性を有する塗布液であり、第２塗布工程にて、基板の主面に供給された塗布液に対して光を照射して当該塗布液を硬化させる硬化処理を実行することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載されるパターン形成方法において、第２塗布工程にて、基板の主面に塗布液が供給された直後に、当該塗布液に光を照射して塗布液を硬化させることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載されるパターン形成方法において、基板が太陽電池素子用の基板であり、塗布液が導電性を有する導電性のペーストであり、第１塗布パターンがバス配線用の塗布パターンであり、第２塗布パターンがバス配線と直交するフィンガー配線用の塗布パターンであることを特徴とする。

請求項５に係るパターン形成装置は、基板に対してノズルを第１方向に相対移動させつつ、ノズルから基板の主面に塗布液を線状に供給して、基板上に第１塗布パターンを形成する第１塗布手段と、基板に対してノズルを、第１方向と交差する第２方向に相対移動させつつ、ノズルから基板の主面、および、第１塗布手段により形成された第１塗布パターン上に塗布液を線状に供給して、基板上に第１塗布パターンと交差する第２塗布パターンを形成する第２塗布手段と、第２塗布手段によって基板の主面に供給された塗布液に対して当該塗布液を硬化させる硬化処理を実行する硬化手段と、を備えることを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項５に記載されるパターン形成装置において、硬化手段が、基板の主面に供給された光硬化性を有する塗布液に対して光を照射して当該塗布液を硬化させる硬化処理を実行することを特徴とする。

請求項７に係る発明は、請求項６に記載されるパターン形成装置において、硬化手段が光を出射する光出射部を有し、第２塗布手段が有するノズルを相対移動方向における前方側に配置するとともに光出射部を相対移動方向における後方側に配置した状態で、当該ノズルと光出射部とを一体的に第２方向に相対移動させることを特徴とする。

請求項１または請求項５に係る発明によれば、基板の主面に第２塗布パターンを厚膜（高アスペクト比）に形成することができる。また、第２塗布パターンを形成する際に、第１塗布パターン上に供給された塗布液に対しては硬化処理が実行されない、若しくは硬化処理が抑制されるため、塗布液が第１パターン上で広がり、扁平な薄膜状となる。この結果、第１塗布パターンと第２塗布パターンの交差部における表面が凸凹になることを抑制することができる。

請求項２または請求項６に係る発明によれば、光硬化性を有する塗布液に光を照射して硬化させるため、厚膜（高アスペクト比）の第２塗布パターンを確実に形成することができる。

請求項３または請求項７に係る発明によれば、基板の主面に供給された直後の形状を維持した状態で光硬化処理が実行されるので、第２塗布パターンの断面形状を所望の形状に形成することができる。

請求項４に係る発明によれば、太陽電池素子用の基板の主面に厚膜（高アスペクト比）のフィンガー配線を形成することができる。また、バス配線用の塗布パターンとフィンガー配線用の塗布パターンの交差部における表面が凸凹になることを抑制することができる。

本発明の実施形態であるパターン形成装置を模式的に示す側面図である。 第１塗布部および第２塗布部の構成を示す側面図および底面図である。 基板の主面上のペーストに光を照射している状態を示す図である。 バス配線パターン上のペーストに光を照射していない状態を示す図である。 パターン形成方法の全体的な流れを示すフロー図である。 バス配線塗布の動作の流れを示すフロー図である。 フィンガー配線塗布の動作の流れを示すフロー図である。 太陽電池素子用の基板の表面および裏面を示す図である。 複数の基板がリード線により接続されている状態を示す側面図である。 交差部における比較例および実施例の状態を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。図１は本発明の実施形態の一つであるパターン形成装置１を模式的に示す側面図である。パターン形成装置１は例えば図８に示す太陽電池用の基板９上にバス配線９１およびフィンガー配線９３に対応する塗布パターンを形成するものである。

基板９は、例えば、単結晶シリコンや多結晶シリコンなどからなるｐ型半導体であるシリコン基板である。また、上記バス配線９１およびフィンガー配線９３が形成される基板９の表面側にはｎ型拡散層が形成され、このｎ型拡散層上には反射防止膜が形成されている。

パターン形成装置１は、図１に示すように基板載置部２０、駆動部３０、第１塗布部４０、第２塗布部５０および制御部６０を備える。基板載置部２０は上からステージ２１、ターンテーブル２３およびナット部２５が積層された構造を有する。ステージ２１はその上面にて基板９を水平に保持する。ターンテーブル２３はステージ２１を水平面内において９０度、回動させる。ナット部２５はターンテーブル２３の下面に固定されている。

駆動部３０は、基台３１の（＋Ｘ）側端部にブラケットを介して固定されたモータ３５を備える。モータ３５はサーボモータでありエンコーダを内蔵している。モータ３５の回転軸にはボール螺子３３が固定されている。ボール螺子３３の（−Ｘ）側端部は基台３１の（−Ｘ）側端部の上面に、Ｘ軸周りに回転自在に固定されている。ボール螺子３３は上記ナット部２３に挿入されるようにナット部２３に取り付けられている。ガイドレール３７は基台３１の上面にＸ方向に沿って延設されている。ガイドレール３７は上記ナット部２５を滑動自在に支持するとともに基板載置部２０の移動方向を規定する。

第１塗布部４０はバス配線用の塗布パターン（バス配線パターン７１）を基板９の主面に塗布形成するための塗布部である。なお、バス配線パターン７１が本発明の第１塗布パターンに相当する。第１塗布部４０は塗布液である例えば導電性のペースト７を吐出する第１ノズル４１を備える。第１ノズル４１は基板載置部２０をＹ方向に沿って跨ぐように基台３１に設けられたフレーム８１の梁部の下面に取り付けられている。

第１ノズル４１には配管４２の一方端が流路接続されている。配管４２の他方端はタンク４３に貯留されたペースト７中に配置される。配管４１の途中には流路を開閉するためのバルブ４５が介装されている。また、配管４４の一方端はタンク４３内の上部空間に対して流路接続され、その他方端は図示しない窒素ガスの供給源に流路接続されている。配管４４の途中にはタンク４３に供給する窒素ガスの圧力を調整するレギュレータ４６が介装されている。

塗布液であるペースト７は導電性および光硬化性を有し、例えば、導電性粒子、有機ビヒクル（溶剤、樹脂、増粘剤等の混合物）および光重合開始剤を含む。導電性粒子は例えば銀粉末であり、有機ビヒクルは樹脂材料としてのエチルセルロースと有機溶剤を含む。また、ペースト７の粘度は、後述する光照射などによる硬化処理を実行する前において例えば５０Ｐａ・ｓ（パスカル秒）以下で、硬化処理を実行した後は３５０Ｐａ・ｓ以上になることが好ましい。

図２（ａ）に示すように第１ノズル４１の下端部はその下面が（＋Ｘ）方向を向くようなテーパ形状となっている。第１ノズル４１内にはＹ方向に並ぶ２本の流路８３が形成され、これらの流路８３は図示しないマニホールドを介して上記配管４２に連通している。第１ノズル４１の下面には図２（ｂ）に示すように２つの吐出口８５が形成されている。２つの吐出口８５はそれぞれ２本の流路８３と連通している。吐出口８５のＹ方向の幅寸法は、塗布形成すべきバス配線パターン７１（図３）の幅寸法とほぼ等しく、例えば２ｍｍであり、２つの吐出口８５の間隔は２本のバス配線パターン７１の間隔とほぼ等しい。

第１塗布部４０は第１光照射部４７をさらに備える。第１光照射部４７は第１ノズル４１の（＋Ｘ）側の位置に所定間隔を空けて配置されるようにフレーム８１に固定される。つまり、第１ノズル４１と第１光照射部４７はフレーム８１に一体的に固定されている。第１照射部４７には光ファイバー４８の一方端が光学的に接続されている。光ファイバー４８の他方端は第１光源ユニット４９に光学的に接続されている。第１光源ユニット４９は紫外線を放射する光源と、光源と光ファイバー４８との間に配置されたシャッター機構を有する。

第１光照射部４７の先端には図２（ａ），（ｂ）に示すようにレンズ８７が取り付けられている。レンズ８７は第１光照射部４７から所定範囲に向けて光（紫外線）を出射させる機能を有する。レンズ８７のＹ方向の幅寸法は２個の第１吐出口８５が配置されたＹ方向における領域よりも大きくなるように設定されている。

第２塗布部５０は第１塗布部４０より（＋Ｘ）側に配置されている。第２塗布部５０はフィンガー配線用の塗布パターン（フィンガー配線パターン７３）を基板９の主面に塗布形成するための塗布部である。なお、フィンガー配線パターン７３が本発明の第２塗布パターンに相当する。第２塗布部５０はペースト７を吐出する第２ノズル５１を備える。第２ノズル５１は基板載置部２０をＹ方向に沿って跨ぐように基台３１に設けられたフレーム８２の梁部の下面に取り付けられている。

第２ノズル５１には配管５２の一方端が流路接続されている。配管５２の他方端はタンク５３に貯留されたペースト７中に配置される。配管５１の途中には流路を開閉するためのバルブ５５が介装されている。また、配管５４の一方端はタンク５３内の上部空間に対して流路接続され、その他方端は図示しない窒素ガスの供給源に流路接続されている。配管５４の途中にはタンク５３に供給する窒素ガスの圧力を調整するレギュレータ５６が介装されている。

図２（ａ）に示すように第２ノズル５１の下端部はその下面が（＋Ｘ）方向を向くようなテーパ形状となっている。第２ノズル５１内にはＹ方向に並ぶ複数本（例えば１９本）の流路８４が形成され、これらの流路８４は図示しないマニホールドを介して上記配管５２に連通している。第２ノズル５１の下面には図２（ｃ）に示すように複数個（例えば１９個）の吐出口８６が形成されている。複数の吐出口８６はそれぞれ複数の流路８４と連通している。吐出口８６のＹ方向の幅寸法は、塗布形成すべきフィンガー配線パターン７３（図３）の幅寸法とほぼ等しく、例えば５０μｍであり、複数の吐出口８６の間隔は複数本のフィンガー配線パターン７３の間隔とほぼ等しい。

第２塗布部５０は第２光照射部５７をさらに備える。第２光照射部５７は第２ノズル５１の（＋Ｘ）側の位置に所定間隔を空けて配置されるようにフレーム８２に固定される。つまり、第２ノズル５１と第２光照射部５７はフレーム８２に一体的に固定されている。第２照射部５７には光ファイバー５８の一方端が光学的に接続されている。光ファイバー５８の他方端は第２光源ユニット５９に光学的に接続されている。第２光源ユニット５９は紫外線を放射する光源と、光源と光ファイバー５８との間に配置されたシャッター機構を有する。

第２光照射部５７の先端には図２（ａ），（ｃ）に示すようにレンズ８８が取り付けられている。レンズ８８は第２光照射部５７から所定範囲に向けて光（紫外線）を出射させる機能を有する。レンズ８８のＹ方向の幅寸法は複数の第２吐出口８６が配置されたＹ方向における領域よりも大きくなるように設定されている。

制御部６０はＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどから構成されるコンピュータである。制御部６０はターンテーブル２３に電気的に接続され、ターンテーブル２３の回動動作を制御する。制御部６０はモータ３５に電気的に接続され、モータ３５の駆動・停止、回転数および回転方向などを制御するとともに、モータ３５からのフィードバック情報を取得する。制御部６０は第１光源ユニット４９および第２光源ユニット５９にそれぞれ電気的に接続され、各光源ユニット内の光源の点灯・消灯やシャッター機構の開閉動作を制御する。制御部６０はバルブ４５，５５に電気的に接続され、各バルブの開閉動作を制御する。

また、制御部６０はモータ３５からのフィードバック情報に基づいて基板載置部２０のＸ方向における原点位置からの移動距離を算出して検出する。換言すれば、制御部６０はステージ２１に載置された基板９のＸ方向における位置を算出して検出する。

次にパターン形成装置１の動作について、図５、図６および図７に示すフローチャートを参照して説明する。

まず、図５に示すステップＳ１０において、図１の（−Ｘ）側端部（原点位置）に配置されたステージ２１上の所定位置に図示しない搬送ロボットまたは操作者により基板９が載置され、基板が搬入される（搬入工程）。基板が搬入されると制御部６０はモータ３５の駆動を開始してボール螺子３７を回転駆動する。ボール螺子３７が回転駆動されるとナット部２５が（＋Ｘ）方向に駆動されて、ステージ２１を含む基板載置部２０が（＋Ｘ）方向への移動を開始する（ステップＳ２０、移動開始工程）。

次にステップＳ３０においてバス配線パターン７１の塗布工程（第１塗布工程）が実行され、Ｘ方向に沿った互いに平行な２本のバス配線パターン７１（第１塗布パターン）が基板９の主面に塗布形成される。このステップＳ３０の詳細については後述する。

ステップＳ３０が完了すると、制御部６０はターンテーブル２３によって、基板９を保持したステージ２１を９０度、回動させる。ステージ２１が９０度、回動すると基板９上に形成されたバス配線パターン７１の長手方向がＹ方向と平行になる（ステップＳ４０、回動工程）。

次にステップＳ５０においてフィンガー配線の塗布工程（第２塗布工程）が実行され、Ｘ方向に沿った互いに平行な１９本のフィンガー配線パターン７３（第２塗布パターン）が基板９上に形成されたバス配線パターン７１と直交関係で交差するように基板９上に塗布形成される。このステップＳ５０内の詳細な工程については後述する。

ステップＳ５０が完了し、ステージ２１が図１に示す（＋Ｘ）側の端部に到達したことを制御部６０が検出すると、制御部６０はモータ３５の駆動を停止して、ステージ２１の移動を停止する（ステップＳ６０、移動停止工程）。停止したステージ２１上から図示しない搬送ロボットまたは操作者が基板９を受け取り搬出する（ステップＳ７０、搬出工程）。

上述したステップＳ３０（第１塗布工程）の詳細について図６に示すフローチャートを参照して説明する。制御部６０はモータ３５から取得したフィードバック情報に基づいてステージ２１のＸ方向における位置を算出して、基板９がバス配線パターン７１の塗布開始位置に到達したか否かを監視する（ステップＳ３１）。制御部６０は基板９が塗布開始位置に到達していないと判断した場合（ＮＯと判断した場合）は監視を継続する。制御部６０は基板９が塗布開始位置に到達したと判断した場合（ＹＥＳと判断した場合）は次のステップＳ３２に移行する。

ステップＳ３２において制御部６０はバルブ４５を開ける。タンク４３内は配管４４を介して供給された窒素ガスにより加圧されているので、バルブ４５が開くと、タンク４３内に貯留されたペースト７が配管４２を介してタンク４３外に押し出される。配管４２により第１ノズル４１に送液されたペースト７は、第１ノズル４１の２個の吐出口８５から基板９の進行方向における前方端側（＋Ｘ方向端側）の主面に向けてそれぞれ吐出される。第１ノズル４１の２個の吐出口８５から吐出されたペースト７は、Ｘ方向に移動する基板９の主面にそれぞれ線状に供給されてＸ方向に沿うとともに互いに平行な２本のバス配線パターン７１が塗布形成される。

また、ステップＳ３３において、制御部６０は第１光源ユニット４９内のシャッターを開き、点灯状態にある光源から放射された光（紫外線）を、光ファイバー４８を介して第１光照射部４７に導く。第１光照射部４７に導かれた光は、第１光照射部４７の先端に設けられたレンズ８７から基板９の主面に供給されたペースト７に向けて出射されて、ペースト７に光が照射される。ペースト７は光硬化性を有するので、第１光照射部４７から光が照射されるとペースト７の粘度が例えば、３５０Ｐａ・ｓ以上になり、ペースト７は硬化する。このように基板９の主面に供給された直後のペースト７に光が照射されて硬化処理が実行されるため、バス配線パターン７１（第１塗布パターン）の断面形状は吐出口８５から吐出されたペースト７の形状が維持される。この結果、バス配線パターン７１の断面形状を例えば幅が２ｍｍ、高さが５０μｍである所望の形状にすることが容易となる。

次に制御部６０は、モータ３５から取得したフィードバック情報に基づいてステージ２１のＸ方向における位置を算出して、基板９がバス配線パターン７１の塗布停止位置に到達したか否かを監視する（ステップＳ３４）。制御部６０は基板９が塗布停止位置に到達していないと判断した場合（ＮＯと判断した場合）は監視を継続し、上述のステップＳ３２およびステップＳ３３の工程が継続して実行される。制御部６０は基板９が塗布停止位置に到達したと判断した場合（ＹＥＳと判断した場合）は次のステップＳ３５に移行する。

ステップＳ３５において制御部６０はバルブ４５を閉じて第１ノズル４１へのペースト７の送液を停止し、第１ノズル４１からのペースト７の吐出を停止する。また、制御部６０は上記ステップＳ３５を実行し、所定時間が経過した後、第１光源ユニット４９内のシャッターを閉じて、第１光照射部４７からの光の照射を停止する（ステップＳ３６）。前記所定時間は、バス配線パターン７１の（−Ｘ）側の端部まで光を照射するために必要な時間に基づいて設定される。

次に上述したステップＳ５０（第２塗布工程）の詳細について図７に示すフローチャートを参照して説明する。制御部６０はモータ３５から取得したフィードバック情報に基づいてステージ２１のＸ方向における位置を算出して、基板９がフィンガー配線パターン７３の塗布開始位置に到達したか否かを監視する（ステップＳ５１）。制御部６０は基板９が塗布開始位置に到達していないと判断した場合（ＮＯと判断した場合）は監視を継続する。制御部６０は基板９が塗布開始位置に到達したと判断した場合（ＹＥＳと判断した場合）は次のステップＳ５２に移行する。

ステップＳ５２において制御部６０はバルブ５５を開ける。タンク５３内は配管５４を介して供給された窒素ガスにより加圧されているので、バルブ５５が開くと、タンク５３内に貯留されたペースト７が配管５２を介してタンク５３外に押し出される。配管５２により第２ノズル５１に送液されたペースト７は、図３に示すように第２ノズル５１の１９個の吐出口８６から基板９の進行方向における前方端側（＋Ｘ方向端側）の主面に向けてそれぞれ吐出される。そして、第２ノズル５１の１９個の吐出口８６から吐出されたペースト７は、Ｘ方向に移動する基板９の主面にそれぞれ線状に供給されてＸ方向に沿うとともに互いに平行な１９本のフィンガー配線パターン７３が塗布形成される。

また、制御部６０はモータ３５から取得したフィードバック情報に基づいてステージ２１のＸ方向における位置を算出して、基板９に上記ステップＳ３０により塗布形成されたバス配線パターン７１が第２光照射部の下方に到達したか否かを監視する。換言すれば、バス配線パターン７１上に第２光照射部５７が配置される位置（バス配線位置）に基板９が到達したか否かを監視する（ステップＳ５３）。制御部６０はバス配線位置に基板９が到達していないと判断した場合（ＮＯと判断した場合）は次のステップＳ５４に移行する。制御部６０はバス配線位置に基板９が到達したと判断した場合（ＹＥＳと判断した場合）はステップＳ５５に移行する。

ステップＳ５４において、制御部６０は第２光源ユニット５９内のシャッターを開き、点灯状態にある光源から放射された光（紫外線）を、光ファイバー５８を介して第２光照射部５７に導く。第２光照射部５７に導かれた光は、図３（ａ）に示すように第２光照射部５７の先端に設けられたレンズ８８から基板９の主面に供給されたペースト７に向けて出射されて、ペースト７に光８が照射される。ペースト７は光硬化性を有するので、第１光照射部４７から光が照射されるとペースト７の粘度が例えば、３５０Ｐａ・ｓ以上になり、ペースト７は硬化する。

このように基板９上に供給された直後のペースト７に光が照射されて硬化処理が実行されるため、フィンガー配線パターン７３（第２塗布パターン）の断面形状は吐出口８６から吐出されたペースト７の形状が維持される。この結果、フィンガー配線パターン７３の断面寸法を例えば幅が５０μｍ、高さが５０μｍとなるように形成することができる。従来のスクリーン印刷法を用いた場合のフィンガー配線の断面寸法は例えば幅が１２０μｍ、高さが２０μｍであり、本実施形態のパターン形成方法を用いる方が、厚膜の配線パターンを形成することができて、また、断面寸法の幅に対する高さの比を大きくすることができ、高アスペクト化が図れる。

上記ステップＳ５３において、制御部６０はバス配線位置に基板９が到達したと判断した場合（ＹＥＳと判断した場合）はステップＳ５５に移行する。ステップＳ５５において、制御部６０は第２光源ユニット５９内のシャッターを閉じる。シャッターが閉じられると、図４（ａ）に示すように第２光照射部５７からバス配線パターン７１上に供給されたペースト７に光（紫外線）が照射されず、当該ペースト７に対する硬化処理が実行されない。

このようにバス配線パターン７１上に供給されたペースト７には硬化処理が実行されないため、バス配線パターン７１上のペースト７の粘度は、例えば例えば５０Ｐａ・ｓ以下である。この結果、バス配線パターン７１上に供給されたペースト７はＹ方向に広がり、図１０（ｃ）に示すような扁平部７４を形成する。扁平部７４の断面形状は基板９の主面に形成されたフィンガー配線パターン７３の断面形状よりも高さが低く、幅が広い形状である。

ステップＳ５５からステップＳ５２に戻り、ステップＳ５２においてペースト７の吐出動作およびステップＳ５３の監視動作が継続される。基板９の移動に伴いバス配線パターン７１が第２光照射部５７の下方を通過すると、ステップＳ５３において上述のステップＳ５４に移行する（Ｎｏと判断する）。

ステップＳ５４からステップＳ５６に移行し、ステップＳ５６において制御部６０は、モータ３５から取得したフィードバック情報に基づいてステージ２１のＸ方向における位置を算出して、基板９がフィンガー配線パターン７３の塗布停止位置に到達したか否かを監視する。制御部６０は基板９が塗布停止位置に到達していないと判断した場合（ＮＯと判断した場合）は監視を継続し、上述のステップＳ５２からステップＳ５４の工程が継続して実行される。

制御部６０は基板９が塗布停止位置に到達したと判断した場合（ＹＥＳと判断した場合）は次のステップＳ５７に移行する。本実施形態の場合は、２本のバス配線パターン７１に直交状態で交差する１９本のフィンガー配線パターン７３が基板９の（−Ｘ）側端部まで塗布されたときに、制御部６０は基板９が塗布停止位置に到達したと判断する（ＹＥＳと判断する）。

ステップＳ５７において制御部６０はバルブ５５を閉じて第２ノズル５１へのペースト７の送液を停止し、第２ノズル５１からのペースト７の吐出を停止する。また、制御部６０は上記ステップＳ５７を実行し、所定時間が経過した後、第２光源ユニット５９内のシャッターを閉じて、第２光照射部５７からの光の照射を停止する（ステップＳ５８）。前記所定時間は、フィンガー配線パターン７３の（−Ｘ）側の端部まで光を照射するために必要な時間に基づいて設定される。

上述のようにフィンガー配線パターン７３の塗布工程（ステップＳ５０）において、基板９上の主面に直接、供給されたペースト７に対しては光が照射され、ペースト７の硬化処理が実行される。一方、バス配線パターン７１とフィンガー配線パターン７３の交差部においてバス配線パターン７１上に供給されたペースト７に対しては光が照射されず、硬化処理が実行されない。この結果、バス配線パターン７１上でペースト７が水平方向に広がり、図１０（ｂ），（ｃ）に示すように交差部におけるフィンガー配線パターン７３には幅広で高さの低い扁平形状の扁平部７４が形成される。

上述のパターン形成装置１によってバス配線パターン７１およびフィンガー配線パターン７３が塗布されて、バス配線９１およびフィンガー配線９３が形成された複数の基板９は図９に示すようにリード線９９が電気的に接続される。リード線９９は図１０（ｂ），（ｃ）の実施例に示すようにバス配線９１上に形成されたフィンガー配線９３の表面に半田付けされる。

図１０（ａ）は比較例として、フィンガー配線パターンを塗布形成する際にバス配線パターン上に供給されたペーストに対して光を照射して硬化処理を実行したときの状態を示す。図１０（ｂ）に示すように実施例によると、図１０（ａ）の比較例と比べて、バス配線９１とフィンガー配線９３との交差部であるバス配線９１の表面が凸凹形状となることが抑制されている。この結果、実施例では比較例よりもリード線９９とバス配線９１の表面との接触面積が広くなるので、半田付けによる接着力が強くなり、バス配線９１に対してリード線９９が十分な強度で接続されることとなる。ここで、バス配線９１の表面とはバス配線９１上に形成されたフィンガー配線９３の表面を含む表面である。

なお、基板９の表面にある反射防止膜上に形成されたバス配線９１およびフィンガー配線９３は、後工程である焼成工程においてファイアースルー法により反射防止膜の下に形成されているｎ型拡散層に電気的に接続されることとなる。

本発明の実施形態は上記実施形態に限定されず、例えば以下のように変形実施しても良い。

実施形態においてバス配線パターン７１とフィンガー配線パターン７３の交差部において、バス配線パターン７１上に供給されたペースト７に対して第２光照射部５７から光を照射しない動作を行うが、照射する光量を小さくして硬化処理を抑制する動作でも良い。具体的には図７に示すステップＳ５５において制御部６０は第２光源ユニット５９内のシャッターの開度を小さくして、バス配線パターン７１上に供給されたペースト７に照射する光の光量を小さくして硬化処理を低下させる動作でも良い。要はペースト７がバス配線パターン７１上で広がり扁平部７４を形成できる粘度までなら硬化処理が実行されても良い。

硬化処理は光照射による光硬化処理に限定されず、例えばペースト７に対して熱風などの気体を吹き付けてペースト７の乾燥を促進してペースト７を硬化させる硬化処理を実行しても良い。

上述の実施形態においては基板９上に先にバス配線パターン７１を塗布形成した後、このバス配線パターン７１と交差するようにフィンガー配線７３を塗布形成するが、塗布形成の順番は逆でも良い。すなわち、基板上に先にフィンガー配線を塗布形成した後、このバス配線パターンと交差するようにバス配線パターンを塗布形成してもよい。この変形実施の場合、バス配線パターンの塗布形成工程において、基板上に供給されたペーストには光を照射して硬化処理を実行し、フィンガー配線パターンとの交差部においてフィンガー配線パターン上に供給されたペーストに対しては光を照射せず、硬化処理を実行しない。

上記実施形態においては第１塗布部４０および第２塗布部５０に対して基板９が移動する構成であるが、固定配置された基板９に対して第１塗布部４０および第２塗布部５０をＸ方向に移動させても良い。また、固定配置された基板９に対してＸ方向およびＹ方向に沿って移動自在な１本のノズルからペースト７を吐出して、バス配線パターンおよびフィンガー配線パターンをそれぞれ塗布形成する構成であってもよい。

フィンガー配線パターンに比べて高アスペクトに形成する必要性が低いバス配線パターンについては硬化処理を実行しない構成であっても良い。具体的には実施形態において第１光照射部４７などバス配線パターン７１用のペースト７に光を照射する機構を設けない構成でも良い。

塗布パターンは上記バス配線パターンやフィンガー配線パターンに限定されず、例えばプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）を製造する際に基板上に形成される隔壁を塗布形成する際の塗布パターンでも良い。また、基板上に接着剤であるペーストを塗布形成する際の塗布パターンでも良い。

１ パターン形成装置
７ ペースト
８ 光
９ 基板
２０ 基板載置部
３０ 駆動部
４０ 第１塗布部
４１ 第１ノズル
５０ 第２塗布部
５１ 第２ノズル
５７ 第２光照射部
６０ 制御部
７１ バス配線パターン
７２ フィンガー配線パターン

Claims (7)

1. 基板に対してノズルを第１方向に相対移動させつつ、ノズルから基板の主面に塗布液を線状に供給して、基板上に第１塗布パターンを形成する第１塗布工程と、
   第１塗布工程後に、基板に対してノズルを、第１方向と交差する第２方向に相対移動させつつ、ノズルから基板の主面および第１塗布パターン上に塗布液を線状に供給して、基板上に第１塗布パターンと交差する第２塗布パターンを形成する第２塗布工程と、
   を含み、
   第２塗布工程において、基板の主面に供給された塗布液に対して当該塗布液を硬化させる硬化処理を実行することを特徴とするパターン形成方法。
2. 請求項１に記載されるパターン形成方法において、
   塗布液が光硬化性を有する塗布液であり、
   第２塗布工程にて、基板の主面に供給された塗布液に対して光を照射して当該塗布液を硬化させる硬化処理を実行することを特徴とするパターン形成方法。
3. 請求項２に記載されるパターン形成方法において、
   第２塗布工程にて、基板の主面に塗布液が供給された直後に、当該塗布液に光を照射して塗布液を硬化させることを特徴とするパターン形成方法。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載されるパターン形成方法において、
   基板が太陽電池素子用の基板であり、
   塗布液が導電性を有する導電性のペーストであり、
   第１塗布パターンがバス配線用の塗布パターンであり、
   第２塗布パターンがバス配線と直交するフィンガー配線用の塗布パターンであることを特徴とするパターン形成方法。
5. 基板に対してノズルを第１方向に相対移動させつつ、ノズルから基板上に塗布液を線状に供給して、基板の主面に第１塗布パターンを形成する第１塗布手段と、
   基板に対してノズルを、第１方向と交差する第２方向に相対移動させつつ、ノズルから基板の主面、および、第１塗布手段により形成された第１塗布パターン上に塗布液を線状に供給して、基板上に第１塗布パターンと交差する第２塗布パターンを形成する第２塗布手段と、
   第２塗布手段によって基板の主面に供給された塗布液に対して当該塗布液を硬化させる硬化処理を実行する硬化手段と、
   を備えることを特徴とするパターン形成装置。
6. 請求項５に記載されるパターン形成装置において、
   硬化手段が、基板の主面に供給された光硬化性を有する塗布液に対して光を照射して当該塗布液を硬化させる硬化処理を実行することを特徴とするパターン形成装置。
7. 請求項６に記載されるパターン形成装置において、
   硬化手段が光を照射する光照射部を有し、
   第２塗布手段が有するノズルを相対移動方向における前方側に配置するとともに光照射部を相対移動方向における後方側に配置した状態で、当該ノズルと光照射部とを一体的に第２方向に相対移動させることを特徴とするパターン形成装置。

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