JP2013233472A - 薄膜形成方法及び薄膜形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 スループットの低下を招くことなく、基板に付着した薄膜材料を硬化させることができる薄膜形成方法を提供する。
【解決手段】 ノズルヘッドから紫外線硬化性の薄膜材料の液滴を吐出させて、基板の表面に薄膜材料の液滴を着弾させる。基板に着弾した薄膜材料に、仮硬化用光源から紫外線を照射して、薄膜材料の表層部を硬化させる。液滴の着弾位置を基板の表面上で移動させながら、液滴を着弾させる工程、及び薄膜材料の表層部を硬化させる工程を複数回繰り返した後、表層部が硬化した薄膜材料に、本硬化用光源から紫外線を照射して、薄膜材料からなる薄膜を、その内部まで硬化させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、薄膜材料の液滴を基板に向けて吐出し、基板に付着した薄膜材料に紫外線を照射して硬化させる薄膜形成方法、及び薄膜形成装置に関する。

プリント配線板等の基板のパターン形成面に、薄膜材料、例えばソルダーレジストの液滴を吐出させて薄膜を形成する技術が注目されている。ノズルヘッドに対して基板を移動させながら、形成すべき薄膜パターンの画像データに基づいて、プリント配線板の表面に液滴を着弾させる。これにより、所望のパターンを有する薄膜を形成することができる。フォトリソグラフィにより薄膜パターンを形成する場合に比べて、製造コストの削減を図ることができる。

特開２００４−１０４１０４号公報

紫外線硬化性の液状薄膜材料の液滴を基板に着弾させると、硬化するまでに液滴が広がってしまう。液滴の広がりを抑制するために、着弾後速やかに紫外線を照射することが好ましい。液滴の着弾後、速やかに紫外線を照射するためには、基板を移動させながら紫外線を照射することになる。ところが、スループットを高めるために、薄膜形成時の基板の移動速度を速くすることが好ましい。基板の移動速度を速くすると、薄膜材料を硬化させるのに十分なエネルギの紫外線を照射することが困難になる。薄膜材料に供給される紫外線エネルギを確保するために、基板の移動速度を遅くすると、スループットが低下してしまう。

本発明の目的は、スループットの低下を招くことなく、基板に付着した薄膜材料を硬化させることができる薄膜形成方法、及び薄膜形成装置を提供することである。

本発明の一観点によると、
ノズルヘッドから紫外線硬化性の薄膜材料の液滴を吐出させて、基板の表面に前記薄膜材料の液滴を着弾させる工程と、
前記基板に着弾した前記薄膜材料に、仮硬化用光源から紫外線を照射して、前記薄膜材料の表層部を硬化させる工程と、
前記液滴の着弾位置を前記基板の表面上で移動させながら、前記液滴を着弾させる工程、及び前記薄膜材料の表層部を硬化させる工程を複数回繰り返した後、表層部が硬化した前記薄膜材料に、本硬化用光源から紫外線を照射して、前記薄膜材料からなる薄膜を、その内部まで硬化させる工程と
を有する薄膜形成方法が提供される。
本発明の他の観点によると、
薄膜材料の液滴を吐出する複数のノズル穴が設けられたノズルヘッドと、
前記ノズルヘッドに対向する位置に基板を保持し、前記ノズルヘッドに対して、基板面に平行な方向に前記基板を移動させるステージと、
前記ステージに保持された基板に対向し、前記基板に着弾した前記薄膜材料に、該薄膜材料の表層部を硬化させる強度の紫外線を照射する仮硬化用光源と、
前記ステージに保持された前記基板を本硬化部まで搬送する搬送装置と、
前記本硬化部において、前記基板の表面上の前記薄膜材料に、前記仮硬化用光源から放射される紫外線強度より大きな強度の紫外線を照射する本硬化用光源と
を有する薄膜形成装置が提供される。

仮硬化と本硬化とを別々に行うことにより、薄膜材料の液滴を着弾させる工程を、本硬化の処理と独立して行うことができる。これにより、スループットの低下を抑止することができる。

図１は、実施例１による薄膜形成装置の概略図である。 図２は、実施例１による薄膜形成装置の第１のアライメントステーション、第１の薄膜材料吐出ステーション、及び反転ステーションの平面図である。 図３Ａは、図２の一点鎖線３А−３Ａにおける断面図であり、図３Ｂは、図３Ａの一点鎖線３Ｂ−３Ｂにおける断面図である。 図４Ａは、実施例１による薄膜形成装置のノズルヘッドユニットの斜視図であり、図４Ｂは、ノズルヘッド及び仮硬化用光源の底面図であり、図４Ｃは、ノズルユニット及び基板の平面図である。 図５Ａ〜図５Ｄは、実施例１による薄膜形成装置でステージから基板を受け取るときのステージ及び搬送装置の側面図である。 図６Ａは、基板、リフタピン、及び仮硬化用光源の位置関係を示す平面図であり、図６Ｂは、基板及び仮硬化後の薄膜の断面図であり、図６Ｃは、基板及び部分硬化後の薄膜の断面図である。 図７Ａ及び図７Ｂは、反転ステーションの反転ステージ及び本硬化用光源の斜視図である。 図７Ｃ及び図７Ｄは、反転ステーションの反転ステージ及び本硬化用光源の斜視図である。 図７Ｅ及び図７Ｆは、反転ステーションの反転ステージ及び本硬化用光源の斜視図である。 図８は、実施例２による薄膜形成装置の第１の薄膜材料吐出ステーションの平面図である。 図９Ａ〜図９Ｄは、実施例２による薄膜形成装置で薄膜の部分硬化を行うときの第１の薄膜材料吐出ステーションの平面図である。 図１０Ａは、実施例３による薄膜形成方法で作製される基板及び薄膜の平面図であり、図１０Ｂは、図１０Ａの一点鎖線１０Ｂ−１０Ｂにおける断面図である。 図１１Ａ及び図１１Ｂは、実施例４による薄膜形成装置の搬送装置、基板、及びステージの断面図である。 図１２Ａ〜図１２Ｄは、実施例５による薄膜形成装置で基板をステージから搬送装置に受け渡すときの基板、ステージ、及び搬送装置の断面図である。 図１３Ａ〜図１３Ｅは、実施例６による薄膜形成装置で、本硬化と表裏の反転を同時併行的に行う手順を示す図である。 図１４Ａ〜図１４Ｄは、実施例７による薄膜形成装置で、本硬化と表裏の反転を同時併行的に行う例を示す図である。

［実施例１］
図１に、実施例１による薄膜形成装置の概略図を示す。実施例１による薄膜形成装置は、搬入ステーション２１、第１のアライメントステーション２２、第１の薄膜材料吐出ステーション２３、基板反転ステーション２４、第２のアライメントステーション２５、第
２の薄膜材料吐出ステーション２６、及び搬出ステーション２７に区分されている。各ステーションは、筐体２０内に収容される。

リニアガイド３０、及びリニアガイド３０に支持された４つのリフタ３１〜３４が、搬送装置を構成する。搬送装置は、基板４０を前段のステーションから後段のステーションに搬送する。基板４０は、例えば、両面に配線パターンが形成されたプリント配線板である。制御装置５０が、リフタ３１〜３４の移動、各ステーションの制御を行う。基板４０の搬送方向をｘ軸の正の向きとし、鉛直上方をｚ軸の正の向きとするｘｙｚ直交座標系を定義する。

搬入コンベア３５が、筐体２０の外部から搬入口３６を通して搬入ステーション２１内に、基板４０を搬入する。搬入ステーション２１に搬入された基板４０は、リフタ３１により第１のアライメントステーション２２に搬送される。第１のアライメントステーション２２において、基板４０の上面に形成されたアライメントマークが検出され、基板４０の姿勢及び歪が検知される。第１のアライメントステーション２２に搬送された時点で上方を向く面を「第１の面」といい、下方を向く面を「第２の面」ということとする。姿勢及び歪が検知された基板４０は、リフタ３１により、第１の薄膜材料吐出ステーション２３に搬送される。

第１の薄膜材料吐出ステーション２３で、形成すべき薄膜パターンの画像データに基づいて、基板４０の第１の面に薄膜材料の液滴を着弾させる。これにより、基板４０の第１の面に薄膜材料からなる薄膜が形成される。薄膜が形成された基板４０が、リフタ３２により、反転ステーション２４に搬送される。

反転ステーション２４では、基板４０の表面に形成された薄膜に紫外線を照射することにより、薄膜を硬化させる。さらに、基板４０の上下を反転させる。すなわち、薄膜が形成された第１の面が下方を向き、薄膜が形成されていない第２の面が上方を向く。

上下が反転した基板４０が、リフタ３３により、第２のアライメントステーション２５に搬送される。第２のアライメントステーション２５で、基板４０の第２の面に形成されたアライメントマークを検出することにより、基板４０の姿勢及び歪を検知する。姿勢及び歪が検知された基板４０は、リフタ３３により、第２の薄膜材料吐出ステーション２６に搬送される。

第２の薄膜材料吐出ステーション２６で、形成すべき薄膜パターンの画像データに基づいて、基板４０の第２の面に薄膜材料の液滴を着弾させる。これにより、基板４０の第２の面に薄膜材料からなる薄膜が形成される。第２の面に薄膜が形成された基板４０が、リフタ３４により、搬出ステーション２７に搬送される。搬出コンベア３７が、搬出口３８を通して搬出ステーション２７から筐体２０の外部に、基板４０を搬出する。基板４０が搬出コンベア３７で搬送されている間に、本硬化用光源５１から基板４０の第２の面に紫外線が照射される。これにより、基板４０の第２の面に形成された薄膜材料の膜が硬化される。

図２に、実施例１による薄膜形成装置の第１のアライメントステーション２２、第１の薄膜材料吐出ステーション２３、及び反転ステーション２４の平面図を示す。リフタ３１、３２が、リニアガイド３０に案内されてｘ方向に移動する。第１の薄膜材料吐出ステーション２３内に、ステージ５５が収容されている。ステージ５５は、リニアガイド５６に案内されて、ｘ方向と交差する方向（ｙ方向）に移動する。リフタ３１が基板４０を保持して第１の薄膜材料吐出ステーション２３内まで移動し、基板４０をステージ５５の上に載せる。ステージ５５は、基板４０を吸着する。

ステージ５５が移動する経路の上方に、ノズルヘッドユニット５７が配置されている。ノズルヘッドユニット５７は、支持部材５８により支持されており、ステージ５５はノズルヘッドユニット５７の下方を通過する。ステージ５５がノズルヘッドユニット５７の下を通過するとき、形成すべき薄膜パターンの画像データに基づいて、ノズルヘッドユニット５７の複数のノズル穴から薄膜材料の液滴を基板４０に向けて吐出させる。

リフタ３２が、薄膜が形成された基板４０を保持して、第１の薄膜材料吐出ステーション２３から反転ステーション２４まで移動する。反転ステーション２４内に、反転ステージ６０及び本硬化用光源６１が収容されている。反転ステーション２４内に移動したリフタ３２は、基板４０を反転ステージ６０の上に載せる。本硬化用光源６１から放射された紫外線を、基板４０の第１の面に照射することにより、基板４０に形成された薄膜を本硬化させる。その後、反転ステージ６０を１８０°回転させることにより、基板４０の上下を反転させる。上下が反転した状態で、基板４０がリフタ３３（図１）により、第２のアライメントステーション２５（図１）に搬送される。

図３Ａに、図２の一点鎖線３Ａ−３Ａにおける断面図を示す。図３Ｂに、図３Ａの一点鎖線３Ｂ−３Ｂにおける断面図を示す。基台７０の上に、リニアガイド５６を介してＹステージ７１が支持されている。Ｙステージ７１は、リニアガイド５６に案内されてｙ方向に移動可能である。Ｙステージ７１の上にステージ５５が、ｘ方向に移動可能に支持されている。ステージ５５の上面に基板４０が保持される。Ｙステージ７１のｙ方向への移動及びステージ５５のｘ方向への移動は、制御装置５０（図１）によって制御される。

ノズルヘッドユニット５７が、支持部材５８によりステージ５５の上方に支持されている。ノズルヘッドユニット５７は、ステージ５５に保持された基板４０に、間隙を挟んで対向する。ノズル昇降機構５９が、ノズルヘッドユニット５７をステージ５５に対して昇降させる。ノズル昇降機構５９は、制御装置５０（図１）により制御される。

図４Ａに、ノズルヘッドユニット５７の概略斜視図を示す。キャリッジ６４に複数（例えば２個）のノズルヘッド６５が組み付けられている。ノズルヘッド６５の各々に、ｘ方向に配列する複数のノズル穴６６が配置されている。制御装置５０（図１）からの制御を受けて、ノズル穴６６から、紫外線硬化性の薄膜材料の液滴が吐出される。複数のノズルヘッド６５は、ｙ方向に配列されている。ｙ方向に関して、ノズルヘッド６５の各々の両側に仮硬化用光源６８が配置されている。仮硬化用光源６８の各々は、ｘ方向に並んだ複数の発光ダイオードを含み、基板４０に紫外線を照射する。

図４Ｂに、ノズルヘッド６５及び仮硬化用光源６８の底面図を示す。ノズルヘッド６５の各々は、ｘ方向に間隔を隔てて配置された２列のノズル列６７を含む。ノズル列６７の各々は、ｙ方向に配列した複数のノズル穴６６を含む。各ノズル列６７においては、ノズル穴６６がピッチ２Ｐで配列している。一方のノズル列６７のノズル穴６６は、他方のノズル列６７のノズル穴６６に対して、ｙ方向にＰだけずれている。１つのノズルヘッド６５に着目すると、複数のノズル穴６６のｙ方向のピッチはＰに等しくなる。ピッチＰは、例えば３００ｄｐｉの解像度に相当する。

一方のノズルヘッド６５は、他方のノズルヘッド６５に対して、ｙ方向にＰ／２だけずれてキャリッジ６４（図４Ａ）に組み付けられている。このため、１つのノズルヘッドユニット５７（図４Ａ）は、ｙ方向にピッチＰ／２で配列された複数のノズル穴６６を含むことになる。ピッチＰ／２は、例えば６００ｄｐｉの分解能に相当する。

図４Ｃに、複数のノズルヘッド６５と、基板４０との平面的な位置関係を示す。例えば
、キャリッジ６４に、１０個のノズルヘッド６５が取り付けられている。ノズルヘッド６５は、ｙ方向に２個、ｘ方向に５個配列する２行５列の行列状に配置されている。ｙ方向に並ぶ２個のノズルヘッド６５によって、ｘ方向の幅Ｗの領域に、薄膜材料の液滴を着弾させることができる。行列状に配置されたノズルヘッドのｘ方向のピッチは２Ｗである。

基板４０をｙ方向に移動させながら、２つのノズルヘッド６５から薄膜材料の液滴を吐出させることにより、ｘ方向の解像度６００ｄｐｉで薄膜材料の液滴を着弾させることができる。基板４０をｙ方向にＰ／８ずつずらしながらｘ方向の走査を４回（２往復）行うことにより、ｘ方向の解像度を２４００ｄｐｉまで高めることができる。基板４０をｙ方向にＷだけ移動させて、同様のｘ方向の走査を行うことにより、基板４０のほぼ全域に薄膜材料の液滴を着弾させることができる。ｙ方向に関する解像度は、基板４０のｙ方向の移動速度と、薄膜材料の液滴を吐出する周期によって決まる。形成する薄膜のパターンの画像データに基づいて、ノズル穴６６ごとに、薄膜材料の液滴を吐出させるタイミングを制御することにより、所望のパターンの薄膜を形成することができる。

基板４０に付着した薄膜材料は、基板４０の移動方向に関してノズルヘッド５７よりも下流側に配置された仮硬化用光源６８から放射された紫外線によって、仮硬化される。ここで、「仮硬化」とは、薄膜材料の全体が硬化されるのではなく、その表層部のみが硬化されることを意味する。薄膜材料の液滴が基板４０に着弾した後、速やかに仮硬化が行われるため、薄膜材料の広がりを抑制することができる。

図５Ａ〜図５Ｄ、図６Ａ〜図６Ｃを参照して、第１の薄膜材料吐出ステーション２３から反転ステーション２４に基板４０を搬送する方法について説明する。

図５Ａに示すように、リフタ３２が、リニアガイド３０にｘ方向に移動可能に支持されている。さらに、リフタ３２はステージ５５に対して昇降可能である。リフタ３２は、リフタプレート７０、複数のリフタピン７１、吸着パッド７２、部分硬化用光源７３を含む。リフタピン７１は、リフタプレート７０に取り付けられ、リフタプレート７０から下方に伸びる。リフタピン７１の各々の下端に吸着パッド７２が取り付けられている。吸着パッド７２が基板４０の上面に接触して基板４０を吸着することにより、リフタ３２が基板４０を保持することができる。

リフタピン７１の各々の近傍に、部分硬化用光源７３が配置されている。部分硬化用光源７３は、基板４０の上面のうち、吸着パッド７２が接触する領域（パッド接触領域）に紫外線を照射する。ステージ５５から基板４０を搬出する際に、まず、リフタ３２をステージ５５の上方に移動させる。

図６Ａに、リフタプレート７０、リフタピン７１、部分硬化用光源７３の平面位置関係を示す。一例として、基板４０は長方形の平面形状を有し、基板４０の四隅よりもやや内側に、リフタピン７１が配置されている。リフタピン７１よりもやや外側に、部分硬化用光源７３が配置されている。部分硬化用光源７３は、基板４０の内側に向かって紫外線を放射する。これにより、吸着パッド７２（図５Ａ）が接触するパッド接触領域に、紫外線を照射することができる。

図５Ｂに示すように、リフタ３２を下降させると共に、部分硬化用光源７３から基板４０に紫外線を照射する。部分硬化用光源７３から放射される紫外線は、仮硬化用光源６８（図４Ａ、図４Ｂ）から放射される紫外線よりも高強度である。

図６Ｂに、部分硬化用光源７３から紫外線を照射する前の基板４０の断面図を示す。基板４０の上面に薄膜材料からなる薄膜８０が形成されている。薄膜８０の表層部８１は、
仮硬化用光源６８（図４Ａ、図４Ｂ）からの紫外線照射により硬化している。ただし、薄膜８０の内部は未硬化のままである。

図６Ｃに、部分硬化用光源７３によって紫外線が照射された後の基板４０の断面図を示す。吸着パッド７２が接触するパッド接触領域８２内の薄膜８３が、その内部まで硬化されている。薄膜の内部まで硬化させることを「本硬化」ということとする。他の領域の薄膜８０は、表層部８１のみが硬化された状態である。一例として、薄膜材料を本硬化させるためには、エネルギ密度１Ｊ／ｃｍ^２程度の紫外線の照射が必要とされる。部分硬化用光源７３から放射された紫外線のパワー密度が、基板４０の表面において１Ｗ／ｃｍ^２である場合、約１秒間の照射を行うことにより、薄膜を本硬化させることができる。

図５Ｃに示すように、リフタ３２をさらに降下させて、吸着パッド７２を基板４０の上面に接触させる。図６Ｃに示したように、パッド接触領域８２内の薄膜材料８３は、内部まで硬化されているため、吸着パッド７２が薄膜８３に接触しても、薄膜８３の変形や薄膜材料の再流動は生じない。リフタピン７１及び吸着パッド７２の内部に、吸引流路８４が形成されている。吸着パッド７２が薄膜８３に接触した後、吸引流路８４を通して基板４０を吸引することにより、吸着パッド７２に基板４０を吸着する。

図５Ｄに示すように、リフタ３２を上昇させる。基板４０は、吸着パッド７２に吸着されて、リフタ３２と共に上昇する。その後、リフタ３２を反転ステーション２３（図１）まで移動させる。

図７Ａ〜図７Ｆを参照して、反転ステーション２３での反転動作について説明する。回転軸６２の先端に反転ステージ６０が固定されている。反転ステージ６０は、連結部６０ｘと２本の腕部６０ｙとを含む。連結部６０ｘは、ｘ方向に長く、その中点において回転軸６２に連結されている。２本の腕部６０ｙは、それぞれ連結部６０ｘの両端からｙ方向に伸びる。ｘ方向に長い本硬化用光源６１が、反転ステージ６０の近傍に配置されている。本硬化用光源６１には、例えば水銀ランプ、メタルハライドランプ等が用いられる。

図７Ｂに示すように、リフタ３２（図１、図２）から反転ステージ６０に基板４０を引き渡す。基板４０の３つの縁が、それぞれ連結部６０ｘ及び腕部６０ｙによって支持される。連結部６０ｘ及び腕部６０ｙの上面に、複数の吸引孔が設けられており、基板４０が反転ステージ６０に吸着される。なお、吸引孔の代わりに、基板４０の縁の近傍を押さえて保持する機構を採用してもよい。例えば、ローラで基板４０を押さえてもよいし、クランプ機構で基板４０を押さえてもよい。

図７Ｃに示すように、本硬化用光源６１をｙ方向に移動させながら、基板４０の表面に紫外線を照射する。これにより、基板４０の上面（第１の面）に形成されている薄膜８０（図６Ｃ）が、内部まで硬化（本硬化）される。本明細書において、反転ステーション２４を「本硬化部」という場合がある。基板４０の表面に供給される紫外線のエネルギ密度は、仮硬化用光源６８（図４Ａ、図４Ｂ）により基板４０の表面に供給される紫外線のエネルギ密度の約１００倍である。例えば、仮硬化用光源６８及び本硬化用光源６１により基板４０の表面に供給される紫外線のエネルギ密度は、それぞれ１０ｍＷ／ｃｍ^２及び１Ｗ／ｃｍ^２である。

図７Ｄに示すように、回転軸６２を１８０°回転させる。これにより、基板４０の上下が反転し、薄膜が付着していない面（第２の面）が上方を向く。図７Ｅに示すように、リフタ３３を下降させる。リフタ３３は、リフタ３２（図５Ａ）と同様に、リフタピン及び吸着パッド７４を含む。吸着パッド７４を基板４０の第２の面に接触させる。その後、吸着パッド７４で基板４０を吸着する。図７Ｆに示すように、反転ステージ６０（図７Ｅ）
をリフタ３３と基板４０との間から引き抜く。その後、リフタ３３を上昇させ、第２のアライメントステーション２５（図１）まで移動させる。

図１に示した第２のアライメントステーション２５及び第２の薄膜材料吐出ステーション２６における処理は、第１のアライメントステーション２２及び第１の薄膜材料吐出ステーション２３における処理と同一である。これにより、基板４０の第２の面にも薄膜を形成することができる。第２の面に形成された薄膜は、搬出コンベア３７で輸送されるときに、本硬化用光源５１から放射される紫外線により本硬化される。

実施例１では、図４Ｃに示した基板４０をｙ方向に移動させながら薄膜材料の液滴を着弾させる工程において、基板４０に形成された薄膜の表層部のみを硬化（仮硬化）させる。これにより、基板４０の表面に付着した薄膜材料の、面内方向への広がりを抑制することができる。液滴の着弾の直後に、薄膜を本硬化させようとすると、薄膜に供給される十分なエネルギ密度を確保するために、基板４０の移動速度を遅くしなければならない。実施例１では、薄膜の表層部のみを硬化させるため、基板４０の移動速度を速くすることができる。これにより、スループットの向上を図ることが可能になる。

仮硬化した薄膜に吸着パッド７２（図６Ｃ）を接触させると、硬化した表層部が破壊され、未硬化の薄膜材料が流れ出す場合がある。実施例１では、吸着パッド７２を薄膜に接触させる前に、パッド接触領域８２内の薄膜を内部まで硬化させているため、薄膜材料の流出や変形を防止することができる。第２の薄膜材料吐出ステーション２６（図１）で、基板４０の第２の面に薄膜材料を付着させる前に、本硬化部（反転ステーション）２４で、第１の面の全域において薄膜がその内部まで硬化（本硬化）される。第１の薄膜材料吐出ステーション２３で薄膜材料の液滴を基板４０に着弾させるときの基板４０の移動速度は、本硬化部２４における本硬化処理とは独立して、最適な値に設定することができる。

［実施例２］
図８に、実施例２による薄膜形成装置の第１の薄膜材料吐出ステーションの平面図を示す。以下、実施例１との相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。実施例１では、部分硬化用光源７３（図５Ａ）がリフタ３２に取り付けられていたが、実施例２では、部分硬化用光源９０が、支持部材５８に取り付けられている。すなわち、部分硬化用光源９０は、ステージ５５の上方に配置され、基板４０に対向する。基板４０をｙ方向に移動させたときに、基板４０の表面に画定されたパッド接触領域８２が、部分硬化用光源９０から放射された紫外線の経路内を通過するように、部分硬化用光源９０のｘ方向の位置が調整されている。

次に、図９Ａ〜図９Ｄを参照して、パッド接触領域８２内の薄膜を本硬化させる方法について説明する。

図９Ａに示すように、基板４０の第１の面の全域に薄膜を形成した後、基板４０をｙ方向に移動させる。図９Ｂに示すように、パッド接触領域８２（図８）が部分硬化用光源９０の直下に配置されたとき、部分硬化用光源９０からパッド接触領域８２内の薄膜に紫外線を照射する。例えば、部分硬化用光源９０から放射される紫外線のパワー密度が、基板４０の表面において１Ｗ／ｃｍ^２であるとき、１秒程度の紫外線の照射を行うことにより、薄膜を本硬化させることができる。

図９Ｃに示すように、さらに基板４０をｙ方向に移動させ、他のパッド接触領域８２が部分硬化用光源９０の直下に配置されたとき、部分硬化用光源９０からパッド接触領域内の薄膜に紫外線を照射する。図９Ｄに示すように、基板４０を、リフタ３２（図２）と受け渡し可能場所まで移動させる。この時点で、パッド接触領域８２内の薄膜は本硬化して
いる。

パッド接触領域８２内の薄膜のみを本硬化させるため、基板４０の全域の薄膜を本硬化させる場合に比べて、本硬化に必要な時間を短くすることができる。このため、基板４０が第１の薄膜材料吐出ステーション２３に留まる時間を短縮することができる。これにより、本硬化処理に起因するスループットの低下を抑制することができる。

部分硬化用光源９０のパワーを大きくすると、薄膜材料を基板４０に着弾させるときの移動速度で、基板４０が部分硬化用光源９０の下方を通過する場合でも、十分な紫外線のエネルギ密度を薄膜に供給できるようになる。この場合には、薄膜材料の液滴の着弾中に、部分硬化用光源９０から紫外線を照射して本硬化を行うことが可能である。このとき、本硬化させる領域は、パッド接触領域８２のみとしてもよいし、パッド接触領域８２を含むｙ方向に平行な帯状の領域としてもよい。

［実施例３］
図１０Ａ及び図１０Ｂを参照して、実施例３による薄膜形成装置、及び薄膜形成方法について説明する。以下、実施例１との相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。

図１０Ａに、実施例３による方法で薄膜形成の対象となる基板、及び形成される薄膜のパターンの平面図を示す。実施例１では、基板４０の表面のほぼ全域に薄膜が形成される。実施例３では、基板４０に、複数のプリント配線領域４１が画定されており、プリント配線領域４１の内部に薄膜が形成される。プリント配線領域４１以外の領域には、薄膜が形成されない。複数のプリント配線領域４１は、例えばｘ方向を行方向とし、ｙ方向を列方向とする行列状に配置されている。ｘ方向及びｙ方向に隣り合う２つのプリント配線領域４１の間、及びプリント配線領域４１と基板４０の縁との間に、薄膜を形成しないストリート４２が確保されている。パッド接触領域８２が、ストリート４２の内部に配置される。

図１０Ｂに、図１０Ａの一点鎖線１０Ｂ−１０Ｂにおける断面図を示す。図１０Ｂでは、リフタ３３の吸着パッド７４を基板４０に接触させた状態を示している。基板４０の第１の面のプリント配線領域４１に薄膜８０が形成されている。この時点では、薄膜８０は仮硬化された状態であり、本硬化されていない。ストリート４２には薄膜８０が形成されていない。

リフタ３３の吸着パッド７４は、ストリート４２内のパッド接触領域８２（図１０Ａ）に接触する。吸着パッド７４が薄膜８０に接触しないため、薄膜８０が仮硬化の状態であっても、リフタ３３で基板４０を搬送することができる。

［実施例４］
図１１Ａ及び図１１Ｂを参照して、実施例４による薄膜形成装置、及び薄膜形成方法について説明する。以下、実施例１との相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。

図１１Ａに示すように、ステージ５５の上に基板４０が保持されている。基板４０の上面（第１の面）に仮硬化状態の薄膜８０が形成されている。リフタ３３が、下方に伸びる複数のホールドピン７５を有する。ホールドピン７５は、支点を中心として開閉する。ホールドピン７５が開いた状態では、平面視において、ホールドピン７５の先端が基板４０の外周線よりも外側に位置する。

図１１Ｂに示すように、ホールドピン７５の先端が基板４０の端面と同じ高さに位置するまでリフタ３３を下降させる。ホールドピン７５を閉じ、その先端を基板４０の端面に接触させる。ホールドピン７５の先端が基板４０の端面に接触することにより、基板４０がリフタ３３に保持される。基板４０の端面には薄膜８０が形成されていないため、薄膜８０が仮硬化の状態であっても、リフタ３３で基板４０を保持して搬送することができる。

［実施例５］
図１２Ａ及び図１２Ｄを参照して、実施例５による薄膜形成装置、及び薄膜形成方法について説明する。以下、実施例１との相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。

図１２Ａに示すように、ステージ５５に基板４０が保持されている。基板４０の第１の面に、仮硬化状態の薄膜８０が形成されている。ステージ５５に、リフトピン７７が備えられている。ステージ５５に基板４０が保持された状態では、リフトピン７７の先端は、ステージ５５の上面（基板保持面）よりも低い位置に退避されている。

図１２Ｂに示すように、リフトピン７７を上昇させる。リフトピン７７の昇降は、制御装置５０（図１）により制御される。基板４０がリフトピン７７の先端に載せられて上昇し、ステージ５５と基板４０との間に空洞が形成される。

図１２Ｃに示すように、ロボットアーム７８を、ステージ５５と基板４０との間の空洞に挿入する。図１２Ｄに示すように、リフトピン７７を下降させ、基板４０をロボットアーム７８で支える。その後、ロボットアーム７８を動作させて、基板４０を反転ステーション２４（図１）に搬送する。

実施例５では、基板４０の搬送時に、基板４０がその下面で支えられる。このため、薄膜８０が仮硬化の状態であっても、基板４０を保持して搬送することができる。

［実施例６］
図１３Ａ〜図１３Ｅに、実施例６による薄膜形成装置において、本硬化と表裏の反転を同時併行的に行う例を示す。以下、実施例１との相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。図１３Ａに示すように、紫外光源１０２の両側に一対の半円形のガイド１０６が設置されている。紫外光源１０２は両側のガイド１０６に沿って移動可能である。紫外光源１０２の移動は制御装置５０によって制御される。紫外光源１０２を出射した紫外光は、表面をＺ軸正方向に向けて、反転ステージ６０に保持されている基板４０の表面に照射される。なお、図１３Ａ〜図１３Ｅに示す例においては、紫外光源１０２は、発散する紫外光を出射する。

図１３Ｂ〜図１３Ｅに示すように、制御装置５０は、回転軸６２を回転中心として基板４０を、例えば一定の角速度で回転させる。基板４０の回転に同期させて、回転中の基板４０の表面に所定強度以上の紫外光が照射されるように、紫外光源１０２をガイド１０６に沿って一定速度で移動させる。紫外光の照射は、たとえば図１３Ｅに示すように、基板４０の裏面がＺ軸正方向を向いたときに終了する。

実施例６では、基板４０の反転と紫外線照射による薄膜の本硬化が同時に行われる。このため、全体の処理時間を短縮することができる。

［実施例７］
図１４Ａ〜図１４Ｄに、実施例７による薄膜形成装置において、本硬化と表裏の反転
を同時併行的に行う例を示す。以下、実施例１との相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。図１４Ａ〜図１４Ｄに示す例においては、紫外光源１０２は、集束する紫外光を出射する。図１４Ａに示すように、支持部材１０１の両端に一対のガイド１０６が設置されている。支持部材１０１は両端のガイド１０６に沿って移動可能である。支持部材１０１の移動は制御装置５０によって制御される。

図１４Ａ〜図１４Ｄに示すように、制御装置５０は、回転軸６２を回転中心として基板４０を、たとえば一定の角速度で回転させる。基板４０の回転に同期させて、支持部材１０１をガイド１０６に沿って一定速度で移動させる。さらに、紫外光源１０２を支持部材１０１に沿って一定速度で移動させる。基板４０の表面がＺ軸正方向を向いている状態を図１４Ａに示し、徐々に回転して、基板４０の裏面がＺ軸正方向に向く状態を図１４Ｄに示した。紫外光源１０２は、図１４Ａに示す状態では、紫外光を基板４０のＹ軸正方向端部に照射する位置にあり、基板４０が回転するに従って、図１４Ａ〜図１４Ｄに示すように、紫外光を基板４０のＹ軸負方向端部に照射する位置まで移動する。紫外光の照射は、基板４０の表面がＺ軸正方向を向いたときに開始され、基板４０の裏面がＺ軸正方向を向いたときに終了する。

実施例７でも、実施例６と同様に、基板４０の反転と紫外線照射による薄膜の本硬化が同時に行われる。このため、全体の処理時間を短縮することができる。

以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。

２０ 筐体
２１ 搬入ステーション
２２ 第１のアライメントステーション
２３ 第１の薄膜材料吐出ステーション
２４ 基板反転ステーション（本硬化部）
２５ 第２のアライメントステーション
２６ 第２の薄膜材料吐出ステーション
２７ 搬出ステーション
３０ リニアガイド
３１〜３４ リフタ
３５ 搬入コンベア
３６ 搬入口
３７ 搬出コンベア
３８ 搬出口
４０ 基板
４１ プリント配線領域
４２ ストリート
５０ 制御装置
５１ 本硬化用光源
５５ ステージ
５６ リニアガイド
５７ ノズルヘッドユニット
５８ 支持部材
５９ ノズル昇降機構
６０ 反転ステージ
６０ｘ 連結部
６０ｙ 腕部
６１ 本硬化用光源
６２ 回転軸
６４ キャリッジ
６５ ノズルヘッド
６６ ノズル穴
６７ ノズル列
６８ 仮硬化用光源
７０ リフタプレート
７１ リフタピン
７２ 吸着パッド
７３ 部分硬化用光源
７４ 吸着パッド
７５ ホールドピン
７７ リフトピン
７８ ロボットアーム
８０ 薄膜
８１ 表層部
８２ パッド接触領域
８３ パッド接触領域内の薄膜材料
８４ 吸引流路
９０ 部分硬化用光源
１０１ 支持部材
１０２ 紫外光源
１０６ ガイド

Claims (8)

1. ノズルヘッドから紫外線硬化性の薄膜材料の液滴を吐出させて、基板の表面に前記薄膜材料の液滴を着弾させる工程と、
   前記基板に着弾した前記薄膜材料に、仮硬化用光源から紫外線を照射して、前記薄膜材料の表層部を硬化させる工程と、
   前記液滴の着弾位置を前記基板の表面上で移動させながら、前記液滴を着弾させる工程、及び前記薄膜材料の表層部を硬化させる工程を複数回繰り返した後、表層部が硬化した前記薄膜材料に、本硬化用光源から紫外線を照射して、前記薄膜材料からなる薄膜を、その内部まで硬化させる工程と
   を有する薄膜形成方法。
2. 前記液滴の着弾位置を前記基板の表面上で移動させながら、前記液滴を着弾させる工程、及び前記薄膜材料の表層部を硬化させる工程を複数回繰り返した後、前記本硬化用光源から紫外線を照射する前に、
   さらに、
   前記基板の表面の一部であるパッド接触領域に付着した前記薄膜材料に、部分硬化用光源から紫外線を照射して、前記パッド接触領域内の前記薄膜を、その内部まで硬化させる工程と、
   前記パッド接触領域内の前記薄膜を、その内部まで硬化させた後、前記パッド接触領域内の前記薄膜の表面に吸着パッドを接触させて、前記基板を前記本硬化用光源の紫外線が照射される領域まで搬送する工程と
   を有する請求項１に記載の薄膜形成方法。
3. 前記液滴の着弾位置を前記基板の表面上で移動させながら、前記液滴を着弾させる工程、及び前記薄膜材料の表層部を硬化させる工程を複数回繰り返した後、前記本硬化用光源から紫外線を照射する前に、
   前記基板の端面または前記基板の下面に接触して、前記基板を支持し、前記ステージの上から、前記本硬化用光源の紫外線が照射される領域まで搬送する工程を有する請求項１に記載の薄膜形成方法。
4. 前記液滴の着弾位置を前記基板の表面上で移動させながら、前記液滴を着弾させる工程と、前記薄膜材料の表層部を硬化させる工程とを複数回繰り返す工程において、前記基板の表面のうち前記薄膜材料の液滴を着弾させない非形成領域に前記薄膜材料の液滴を着弾させず、他の領域に、薄膜パターンの画像データに基づいて前記薄膜材料の液滴を着弾させ、
   前記基板の前記非形成領域に接触して、前記基板を支持し、前記ステージの上から、前記本硬化用光源の紫外線が照射される領域まで搬送する工程を有する請求項１に記載の薄膜形成方法。
5. 薄膜材料の液滴を吐出する複数のノズル穴が設けられたノズルヘッドと、
   前記ノズルヘッドに対向する位置に基板を保持し、前記ノズルヘッドに対して、基板面に平行な方向に前記基板を移動させるステージと、
   前記ステージに保持された基板に対向し、前記基板に着弾した前記薄膜材料に、該薄膜材料の表層部を硬化させる強度の紫外線を照射する仮硬化用光源と、
   前記ステージに保持された前記基板を本硬化部まで搬送する搬送装置と、
   前記本硬化部において、前記基板の表面上の前記薄膜材料に、前記仮硬化用光源から放射される紫外線強度より大きな強度の紫外線を照射する本硬化用光源と
   を有する薄膜形成装置。
6. 前記搬送装置は、前記基板の上面の一部分であるパッド接触領域に接触して吸着する吸着パッドが設けられ、前記ステージに保持された前記基板に対して昇降可能なリフタを含み、
   さらに、
   前記ステージに保持された状態で、前記基板の前記パッド接触領域内に付着した前記薄膜材料に、前記仮硬化用光源から放射される紫外線の強度よりも大きな強度の紫外線を照射する部分硬化用光源を有する請求項５に記載の薄膜形成装置。
7. 前記部分硬化用光源は、前記リフタに支持されており、前記リフタが前記ステージに保持された前記基板の上方に位置する状態で、前記基板の前記パッド接触領域に紫外線を照射する請求項６に記載の薄膜形成装置。
8. 前記ステージによって前記基板が移動するとき、前記パッド接触領域が、前記部分硬化用光源から放射された紫外線の経路内を通過するように前記部分硬化用光源が配置されている請求項６に記載の薄膜形成装置。

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