JP2014090210A - パターン形成装置、及びパターン形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 テンプレートを用いることなく基板に凹凸状のパターンを形成することができるパターン形成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 パターン形成装置（１０Ｆ、１０Ｇ）は、基板（ＦＢ）の表面に凹凸状のパターンを形成する。そして、パターン形成装置（１０Ｆ）は紫外線の照射により硬化する硬化性材料（ＬＲ）の液体を基板（ＦＢ）の表面に均一に供給する供給部（４２、４２Ｇ）と、基板（ＦＢ）を一方向に搬送している間に、パターンに対応するパターン情報に基づいて基板（ＦＢ）の表面と接触した硬化性材料（ＬＲ）に紫外線を付与し該硬化性材料（ＬＲ）を硬化させる紫外線照射装置（４１）と、を備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、硬化性材料を用いて基板に凹凸状のパターンを形成するパターン形成装置、及びパターン形成方法に関する。

基板に凹凸状のパターンを形成する技術としてナノインプリント技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されるように、ナノインプリント技術は、凹凸状のパターンを有する原版としてのテンプレートを、基板に塗布された紫外線硬化材料等の硬化性材料に押圧する。これにより、テンプレートのパターンに対して凹部と凸部とが反転した凹凸状のパターンが基板上に転写される。

特開２００６−０２６８７３号公報

上述のナノインプリント技術では、基板にパターンを形成するために、パターンに対応したテンプレートをあらかじめ製作する必要がある。また、相互に異なる複数のパターンを基板に形成する場合には、その複数のパターンごとに異なるテンプレートを用意する必要がある。

そこで、本発明の態様は、テンプレートを用いることなく基板に凹凸状のパターンを形成することができるパターン形成装置及びその方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に従えば、可撓性の基板の表面に凹凸状のパターンを形成するパターン形成装置は、基板を表面に沿って連続的に搬送する搬送部と、紫外線を含む光エネルギーを受けて硬化する硬化性材料の液体を、基板の搬送方向の上流側に配置されるノズルを通して基板の表面に均一に供給する供給部と、該供給部のノズルに対して基板の搬送方向の下流側に配置されて、所定のパターン情報に基づくパターンに対応した光エネルギーを、基板の搬送の位置に応じて基板の表面上の硬化性材料の液体に付与する点滅可能な複数の発光部を有し、基板の表面に硬化性材料の硬化したパターンを基板の搬送の間に形成する硬化装置と、該硬化装置に対して基板の搬送方向の下流側に配置されるノズルを通して、基板の表面上の硬化されなかった硬化性材料の液体を回収する回収部と、を備える。

本発明の第２の態様に従えば、可撓性の帯状の基板の表面に凹凸状のパターンを形成するパターン形成方法は、基板を帯状の方向に連続的に搬送する搬送工程と、紫外線を受けて硬化する硬化性材料の液体を、基板の搬送方向の上流側に設けた供給部から基板の表面に均一に供給する供給工程と、供給部に対して基板の搬送方向の下流側に設けられた紫外線照射装置によって、基板を搬送させた状態で、所定のパターン情報に基づくパターンに対応する紫外線を、基板の搬送の位置に応じて基板上の硬化性材料の液体に付与し、基板の表面に硬化性材料の硬化したパターンを形成する硬化工程と、該硬化工程で硬化されなかった硬化性材料の液体を、紫外線照射装置に対して基板の搬送方向の下流側に設けた回収部によって回収する回収工程と、を備える。

本発明の態様によれば、テンプレートを用いることなく凹凸状のパターンを基板の表面に連続的に形成することができる。

第１の実施例のパターン形成装置１０Ａを用いたデバイス製造装置１００の説明図である。 第１の実施例のパターン形成装置１０Ａの斜視図である。 （ａ）は、パターン形成装置１０Ａの断面図である。 （ｂ）は、パターン形成装置１０Ａにより凹凸状のパターンが形成された帯状の基板ＦＢの側面図である。 第１の実施例のデバイス製造装置１００によるデバイス製造方法を示したフローチャートである。 第２の実施例のパターン形成装置１０Ｆを用いたデバイス製造装置１１０の説明図である。 第２の実施例のパターン形成装置１０Ｆの一例の斜視図である。 （ａ）は、第２の実施例のパターン形成装置１０Ｆの断面図である。 （ｂ）は、帯状の基板ＦＢにおいて第２の実施例のパターン形成装置１０Ｆにより凹凸状のパターンが形成される際の硬化した紫外線硬化樹脂ＳＲの厚さを示したグラフである。 パターン形成装置１０Ｆの配管の配置を変えた一例の平面図である。 第３の実施例のパターン形成装置１０Ｇの斜視図である。

（第１の実施例）
＜デバイス製造装置１００＞
第１の実施例のパターン形成装置１０Ａを用いたデバイス製造装置１００について、図１を参照しながら説明する。図１は、第１の実施例のパターン形成装置１０Ａを用いたデバイス製造装置１００の説明図である。デバイス製造装置１００は、パターン形成装置１０Ａとは反対側の帯状の基板ＦＢの片面に凹凸パターンを形成する。

第１の実施例のデバイス製造装置１００は、図１に示されたようにロール状に巻かれた可撓性の帯状の基板ＦＢを送り出すための供給ロールＲＬと複数の搬送ローラＦＲとを備えている。また、供給ロールＲＬと複数の搬送ローラＦＲとが所定速度で回転することで、帯状の基板ＦＢは矢印方向に沿って搬送される。第１の実施例において、デバイス製造の全ての工程が帯状の基板ＦＢの片面に実施されるように、パターン形成装置１０Ａが−Ｚ側に設けられ、液滴塗布装置６０及び印刷ローラＰＲが＋Ｚ側に設けられている。

本実施形態で用いる帯状の基板ＦＢは、耐熱性の樹脂フィルムであり、具体的には、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、エチレンビニル共重合体樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、セルロース樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、酢酸ビニル樹脂で光透過機能があるものを使うことができる。さらに帯状の基板ＦＢは、熱を受けても寸法が変わらないように無機フィラーを樹脂フィルムに混合して、熱膨張係数を小さくすることができる。無機フィラーの例としては、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミナ、酸化ケイ素などが挙げられる。帯状の基板ＦＢは例えば長さ２００ｍ、幅２ｍ、厚さ１００μｍである。帯状の基板ＦＢの少なくとも片面は、後述する液状の硬化性樹脂が接するため、撥水処理されていることが好ましい。

なお、本実施形態において、帯状の基板ＦＢは、ロール状に巻かれた可撓性の帯状の基板に限定されず、ガラスプレート又はシリコンなどの半導体ウエハのような基板であってもよい。また、本実施形態における帯状の基板ＦＢは、ロール状に巻かれている必要もない。さらに、本実施形態におけるデバイス製造装置１００は、帯状の基板ＦＢを供給ロールＲＬ１及びＲＬ２から搬送する構成に限らず、所定の大きさの帯状の基板ＦＢを交換、又は複数の所定の大きさの帯状の基板ＦＢを個別に搬送するような構成であってもよい。

まず、帯状の基板ＦＢが供給ロールＲＬを介して第１の実施例のパターン形成装置１０Ａに搬送される。パターン形成装置１０Ａにより凹凸状のパターンが形成される。パターン形成装置１０Ａは、一定間隔で上下動しながらパターンが形成する。そのため、帯状の基板ＦＢの搬送途中には、必要な箇所に帯状の基板ＦＢのたまり部Ｄ１が設けられる。パターン形成装置１０Ａについては、図２などで後述する。

パターン形成装置１０Ａを通過した帯状の基板ＦＢは、供給ロールＲＬを介して液滴塗布装置６０に搬送される。なお、液滴塗布装置６０はメタルインクＭＴをゲート電極用の凹凸状のパターンに塗布する。液滴塗布装置６０は、インクジェット方式又はディスペンサー方式を採用することができる。インクジェット方式としては、帯電制御方式、加圧振動方式、電気機械変換式、電気熱変換方式、静電吸引方式などが挙げられる。搬送ローラＦＲが回転することで帯状の基板ＦＢが矢印方向に送り出され、温風ヒータＨＴに搬送される。温風ヒータＨＴは、２００度前後の温風を噴出し、メタルインクＭＴを焼成する。これによりゲート電極が乾燥される。

また、液滴塗布装置６０の上流及び下流にはアライメントカメラＣＡ１及びＣＡ２がそれぞれ配置されている。アライメントカメラＣＡ１及びＣＡ２は、帯状の基板ＦＢに設けられたアライメントマークＡＭ（図示しない）を観察するための観察光を照射する照明光源と画像を撮像するＣＣＤとを備えている。さらに、液滴塗布装置６０はアライメントカメラＣＡ１及びＣＡ２の検出結果に基づいてＸ軸方向及びＹ軸方向の位置調整を行う。液滴塗布装置６０を通過した帯状の基板ＦＢは、印刷ローラＰＲに搬送される。

印刷ローラＰＲによるオフセット印刷法などにより、帯状の基板ＦＢに絶縁体ＩＳの層が形成される。この絶縁体ＩＳは温風ヒータＨＴなどを使用して乾燥される。また、印刷ローラＰＲの上流及び下流にもアライメントカメラＣＡ３及びＣＡ４がそれぞれ配置されている。また、印刷ローラＰＲはアライメントカメラＣＡ３及びＣＡ４の検出結果に基づいてＸ軸方向及びＹ軸方向の位置調整を行う。

さらに、デバイス製造装置１００は搬送制御部７０を有する。なお、搬送制御部７０は供給ロールＲＬと、パターン形成装置１０Ａと、液滴塗布装置６０と、印刷ローラＰＲとにそれぞれ接続されている。これにより、搬送制御部７０が供給ロールＲＬ及び印刷ローラＰＲの速度を制御することができる。また、搬送制御部７０は、複数のアライメントカメラＣＡ（ＣＡ１〜ＣＡ４）からアライメントマーク（図示しない）の検出結果を受け取り、液滴塗布装置６０などの位置を制御する。このような工程を経ることにより、デバイス製造装置１００は有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子、液晶表示素子又は電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ：フィールドエミッション・ディスプレイ）などフラットパネル表示素子を製造することができる。

以下、図１の破線で囲まれた第１の実施例のパターン形成装置１０Ａについて、図２を参照しながら詳述する。
＜パターン形成装置１０Ａ＞
図２は、第１の実施例のパターン形成装置１０Ａの説明図である。図２は、第１の実施例のパターン形成装置１０Ａの斜視図である。図２では、帯状の基板ＦＢは、矢印で示されるように−Ｘ軸方向に搬送されている。

図２は、図１で破線に囲まれた部分の斜視図である。図２に示されたように、パターン形成装置１０Ａは硬化装置である紫外線照射装置１１と接触装置の一部である紫外線硬化性材料容器１２とが設けられている。紫外線照射装置１１が帯状の基板ＦＢの＋Ｚ側に、紫外線硬化性材料容器（以下材料容器という）１２が帯状の基板ＦＢの−Ｚ側に配置されている。

紫外線照射装置１１は、その底面が紫外線を透過する平面の透明板が配置され、その透明板に向けて複数の紫外線ＬＥＤ光源１３が配置されている。紫外線ＬＥＤ光源１３はエネルギーとして紫外線を含む光を発光するＬＥＤであり、図示しない制御装置により点滅する。図２では、Ｘ軸方向に８つＹ軸方向に６つの４８個の紫外線ＬＥＤ光源１３が描かれているが、実際には紫外線照射装置１１は、数千から数万個の紫外線ＬＥＤ光源１３を格子状に配置している。また、第１の実施例では硬化性材料として液状の紫外線硬化樹脂ＬＲが用いられる。

なお、紫外線照射装置１１は紫外線ＬＥＤ光源１３の代わりに光ファイバ束を配置してもよい。光ファイバ束の入射端がレーザ又は高圧水銀ランプなどの紫外線光源に配置され、光ファイバ束の射出端が格子状に配置されていれば、紫外線照射装置１１は紫外線ＬＥＤ光源１３と同様に紫外線を照射することができる。

図２に示されるように、紫外線照射装置１１は＋Ｚ側の四隅に紫外線照射装置１１の高さの調整が可能である高さ調整部１８がそれぞれ設けられている。紫外線照射装置１１はこの高さ調整部１８によりＺ軸方向に移動可能である。また、材料容器１２の四隅には４つの回転ローラ１９が設けられている。４つの回転ローラ１９は、帯状の基板ＦＢの短手方向（Ｙ軸方向）の端部のみに接する。

図３（ａ）は、図２に示されたパターン形成装置１０Ａの断面図である。図３（ｂ）は、パターン形成装置１０Ａにより凹凸状のパターンが形成された帯状の基板ＦＢの側面図である。

帯状の基板ＦＢが所定距離だけ搬送された後、高さ調整部１８によって紫外線照射装置１１が−Ｚ軸方向に移動する。すると、紫外線照射装置１１の底面が帯状の基板ＦＢに接して、紫外線照射装置１１が帯状の基板ＦＢを平面状に保持する状態となる。さらに、紫外線照射装置１１が−Ｚ軸方向に移動し且つ帯状の基板ＦＢが伸張しないように所定量だけＸ軸方向に送り出される。すると、帯状の基板ＦＢが撓んで液状の紫外線硬化樹脂ＬＲに対向して接した状態になる。図３（ａ）は、帯状の基板ＦＢが撓んで液状の紫外線硬化樹脂ＬＲに接した状態を示している。帯状の基板ＦＢの撥水処理された片面（−Ｚ側の表面）は材料容器１２に収納している液状の紫外線硬化樹脂ＬＲに接している。帯状の基板ＦＢと液状の紫外線硬化樹脂ＬＲとが接した状態において、紫外線ＬＥＤ光源１３（光源１３１〜１３８）のうち所定の紫外線ＬＥＤ光源１３が一定時間点灯する。すると帯状の基板ＦＢに紫外線が照射された液状の紫外線硬化樹脂ＬＲが硬化し、帯状の基板ＦＢに固着する。

詳しく説明すると、図３（ａ）に示される状態において、紫外線ＬＥＤ光源１３２及び１３５が消灯しているため、紫外線ＬＥＤ光源１３２及び１３５の直下部分の液状の紫外線硬化樹脂ＬＲが硬化されない。一方他の紫外線ＬＥＤ光源１３１、１３３、１３４、１３６〜１３８は所定時間点灯されているため、それらの紫外線ＬＥＤ光源下の液状の紫外線硬化樹脂ＬＲは硬化される。

その後、高さ調整部１８によって紫外線照射装置１１が＋Ｚ軸方向に移動する。帯状の基板ＦＢが撓んで液状の紫外線硬化樹脂ＬＲに接した状態から液状の紫外線硬化樹脂ＬＲに接しない状態になる。紫外線によって硬化された紫外線硬化樹脂ＳＲは、帯状の基板ＦＢに固着されている。一方、液状の紫外線硬化樹脂ＬＲは撥水性の帯状の基板ＦＢに付着していない。したがって、図３（ｂ）に示されたように帯状の基板ＦＢの下側（−Ｚ軸側）の片面に厚さＨの硬化された紫外線硬化樹脂ＳＲが形成されている。硬化された紫外線硬化樹脂ＳＲは、紫外線ＬＥＤ光源１３からの光がコリメートされていないため、その断面は台形状に形成される。このようにして、帯状の基板ＦＢに凹凸状のパターンが形成される。
次に、第１の実施例のデバイス製造装置１００によりデバイスを製造する方法について、図４を参照しながら説明する。

＜＜デバイス製造方法＞＞
図４は、第１の実施例のデバイス製造装置１００によるデバイス製造方法を示したフローチャートである。なお、第１の実施例のデバイス製造装置１００によるデバイス製造方法は、第１の実施例のパターン形成装置１０Ａにより帯状の基板ＦＢに凹凸状のパターンを形成する工程と、液滴塗布装置６０によりメタルインクＭＴをゲート電極用の凹凸状のパターンに塗布する工程と、印刷ローラＰＲにより帯状の基板ＦＢに絶縁体ＩＳの層を形成する工程とを含む。

まず、第１の実施例のパターン形成装置１０Ａにより帯状の基板ＦＢに凹凸状のパターンを形成する工程について、ステップＳ１１１〜Ｓ１１５を参照しながら説明する。
ステップＳ１１１において、搬送制御部７０が供給ロールＲＬを介して帯状の基板ＦＢを所定量だけパターン形成装置１０Ａに搬送する（図１を参照）。

ステップＳ１１２において、高さ調整部１８は紫外線照射装置１１を−Ｚ軸方向に移動される。このときに帯状の基板ＦＢが撓むように供給ロールＲＬが多少回転する。これにより、帯状の基板ＦＢと材料容器１２内の液状の紫外線硬化樹脂ＬＲとが接する（図３（ａ）を参照）。

ステップＳ１１３において、パターン情報に基づいて複数の紫外線ＬＥＤ光源１３が所定時間のみ点灯される。第１の実施例では、紫外線ＬＥＤ光源１３１、１３３、１３４、１３６〜１３８が点灯される（図３（ａ）を参照）。したがって、これらの点灯された紫外線ＬＥＤ光源１３の直下に位置している液状の紫外線硬化樹脂ＬＲが硬化され、硬化した紫外線硬化樹脂ＳＲが帯状の基板ＦＢに形成される。したがって、この硬化した紫外線硬化樹脂ＳＲは帯状の基板ＦＢの片面に接着して形成される。また、所定時間紫外線ＬＥＤ光源１３が点灯されるため、以下の工程に必要な厚さＨとなる（図３（ｂ）を参照）。

ステップＳ１１４において、ステップＳ１１３で点灯された紫外線ＬＥＤ光源１３（１３１、１３３、１３４、１３６〜１３８）が消灯する。
ステップＳ１１５において、高さ調整部１８により紫外線照射装置１１が＋Ｚ軸方向に移動し最初の位置に戻る。このときに帯状の基板ＦＢが液状の紫外線硬化樹脂ＬＲから離れるように供給ロールＲＬが多少回転する。これにより、帯状の基板ＦＢと液状の紫外線硬化樹脂ＬＲとが離れる。このとき、予めに帯状の基板ＦＢに対して撥水処理が実施されるため、液状の紫外線硬化樹脂ＬＲが帯状の基板ＦＢに付着していない。すなわち、液状の紫外線硬化樹脂ＬＲが重力により、帯状の基板ＦＢから離間する。

この工程までが、パターン形成装置１０Ａにより帯状の基板ＦＢに凹凸状のパターンを形成する工程である。次に、液滴塗布装置６０によりメタルインクＭＴをゲート電極用の凹凸状のパターンに塗布する工程について、図１を参照しながらステップＳ１１６〜Ｓ１１８で説明する。

ステップＳ１１６及びＳ１１７において、搬送制御部７０が供給ロールＲＬを介して帯状の基板ＦＢを液滴塗布装置６０に搬送し、アライメントカメラＣＡ１及びＣＡ２により帯状の基板ＦＢのアライメントマーク（図示しない）を検出する。アライメントカメラＣＡの検出結果に基づいて液滴塗布装置６０からのメタルインクＭＴの塗布のタイミングが調整される。

ステップＳ１１８において、液滴塗布装置６０がステップＳ１１１〜Ｓ１１５で形成されたゲート電極用の凹凸状のパターンにメタルインクＭＴを塗布する。また、搬送ローラＦＲが回転することで帯状の基板ＦＢが温風ヒータＨＴに搬送され、温風ヒータＨＴから噴出する２００度前後の温風によってメタルインクＭＴが焼成される。これにより、ゲート電極が形成される。
次に、印刷ローラＰＲにより帯状の基板ＦＢに絶縁体ＩＳの層を形成する工程について、図１を参照しながらステップＳ１１９〜Ｓ１２１で説明する。

ステップＳ１１９及びＳ１２０において、搬送制御部７０が供給ロールＲＬを介して帯状の基板ＦＢを印刷ローラＰＲに搬送し、アライメントカメラＣＡ３及びＣＡ４により帯状の基板ＦＢのアライメントマーク（図示しない）を検出する。アライメントカメラＣＡの検出結果に基づいて印刷ローラＰＲの位置が調整される。

ステップＳ１２１において、印刷ローラＰＲにより帯状の基板ＦＢに絶縁体ＩＳの層が形成される。また、搬送ローラＦＲが回転することで帯状の基板ＦＢが温風ヒータＨＴに搬送され、温風ヒータＨＴから噴出する２００度前後の温風によって絶縁体ＩＳの層が乾燥される。以下に続く複数の工程を経ることにより、デバイス製造装置１００はフラットパネル表示素子を製造することができる。

（第２の実施例）
＜デバイス製造装置１１０＞
第２の実施例のパターン形成装置１０Ｆを用いたデバイス製造装置１１０について、図５を参照しながら説明する。図１で示されたデバイス製造装置１００は、パターン形成装置の反対側の帯状の基板ＦＢの片面に凹凸パターンを形成していた。デバイス製造装置１１０は、パターン形成装置１０Ｆ側の帯状の基板ＦＢの片面に凹凸パターンを形成する。この点で、デバイス製造装置１００とデバイス製造装置１１０とは大きく異なる。

デバイス製造装置１１０は、図５に示されたようにロール状に巻かれた可撓性の帯状の基板ＦＢを送り出すための供給ロールＲＬを備えている。また、供給ロールＲＬが所定速度で回転することで、帯状の基板ＦＢは矢印に示されたように搬送される。第２の実施例のデバイス製造装置１１０は、パターン形成装置１０Ｆが、パターン形成装置１０Ｆ側の帯状の基板ＦＢの片面に凹凸パターンを形成するため、表裏を逆転させる必要はない。その他の構成は第１の実施例のデバイス製造装置１００と同じである。このため、図５の破線に囲まれた部分のパターン形成装置１０Ｆについて、図６〜図８を参照しながら説明し、他の部分に対して説明を省略する。

＜パターン形成装置１０Ｆ＞
図６は、第２の実施例のパターン形成装置１０Ｆの一例の斜視図である。図７（ａ）はパターン形成装置１０Ｆの断面で、（ｂ）は帯状の基板ＦＢにおいてパターン形成装置１０Ｆにより凹凸状のパターンを形成される際の硬化された紫外線硬化樹脂ＳＲの厚さを示したグラフである。なお、図７（ｂ）において縦軸は硬化された紫外線硬化樹脂ＳＲの厚さを示し、横軸は帯状の基板ＦＢの移動方向を示す。

図６に示されたように、パターン形成装置１０Ｆは帯状の基板ＦＢの＋Ｚ側から液状の紫外線硬化樹脂ＬＲを供給する。また、パターン形成装置１０Ｆの紫外線照射装置４１はその底面が紫外線を透過する透明板が配置され、その透明板に向けて等間隔Ｌで複数のフラッシュ光源８１が配置されている。フラッシュ光源８１は、瞬間的に点灯しそして消灯するパルス照射を行う。フラッシュ光源８１はパルス光を照射できるものであれば、紫外線ＬＥＤでも、ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）を使ってもよい。各々のフラッシュ光源８１の直下にはレンズアレイ１４が設けられる。フラッシュ光源８１からの紫外線を含む光はレンズアレイ１４によりコリメート光となって、液状の紫外線硬化樹脂ＬＲに照射される。個々のフラッシュ光源８１は図示しない制御装置により点滅する。図７では、Ｘ軸方向に５つＹ軸方向に６つの３０個のフラッシュ光源８１が描かれているが、実際には紫外線照射装置４１は、数千から数万個のフラッシュ光源８１を有している。なお、フラッシュ光源８１はパルス発光できる光源であれば、別の光源であってもよい。

第２の実施例のパターン形成装置１０Ｆは、紫外線照射装置４１の＋Ｚ側に液状の紫外線硬化樹脂ＬＲを供給する供給部４２及び液状の紫外線硬化樹脂ＬＲを回収する回収部４３を有している。また、供給部４２は供給タンク４５と３本の配管Ｐとを有している。３本の配管Ｐは帯状の基板ＦＢの搬送方向の上流側で、紫外線照射装置４１と帯状の基板ＦＢとの隙間に伸びている。そして、供給タンク４５に溜められた液状の紫外線硬化樹脂ＬＲは、３本の配管Ｐに示される矢印方向に供給される。

回収部４３は回収タンク４７と３本の配管Ｐとを有している。３本の配管Ｐは帯状の基板ＦＢの搬送方向の下流側で、紫外線照射装置４１と帯状の基板ＦＢとの隙間に伸びている。そして、硬化されなかった液状の紫外線硬化樹脂ＬＲは、３本の配管Ｐに示される矢印方向に回収され、回収タンク４７に溜められる。なお、供給タンク４５と回収タンク４７とは互いに連通していてもよい。また、配管Ｐの先端にはノズル（不図示）が設けられ、このノズルにより紫外線照射装置４１と帯状の基板ＦＢとの隙間に液状の紫外線硬化樹脂ＬＲを供給したり回収したりする。その他、供給部４２の配管Ｐ及び回収部４３の配管Ｐには流量計４６及び流量計４８（図５を参照）がそれぞれ設けられている。

また、帯状の基板ＦＢの下側には、帯状の基板ＦＢが撓まないように反射ベース８３が配置されている。反射ベース８３は、その表面がミラーになっている。このため、フラッシュ光源８１の光を効率的に液状の紫外線硬化樹脂ＬＲに与えることができる。つまりフラッシュ光源８１の光は液状の紫外線硬化樹脂ＬＲに与えられ、一部の光が帯状の基板ＦＢを透過するが、その透過した光は反射ベース８３で反射されて、再び液状の紫外線硬化樹脂ＬＲに与えられる。

＜パターン形成装置１０Ｆの動作＞
図７を参照しながら第２の実施例のパターン形成装置１０Ｆによって帯状の基板ＦＢに凹凸状のパターンを形成する方法を説明する。図７（ａ）に示されるように第２の実施例において帯状の基板ＦＢは連続に搬送される。そして紫外線照射装置４１の−Ｘ側（上流側）から液状の紫外線硬化樹脂ＬＲを供給し、＋Ｘ側（下流側）から硬化されなった液状の紫外線硬化樹脂ＬＲを回収する。流量計４６及び流量計４８（図５を参照）は、帯状の基板ＦＢの大きさ及び搬送速度などを考慮して、液状の紫外線硬化樹脂ＬＲの供給量及び回収量を調節する。また、フラッシュ光源８１（８１１〜８１５）はＸ軸方向に間隔Ｌで配置されている。

パターンの一点に着目して詳しく説明すると次のとおりである。
帯状の基板ＦＢがフラッシュ光源８１１の直下を通過する際に、フラッシュ光源８１１が瞬間的に点灯する。すると、図７（ｂ）のグラフに示されたように、フラッシュ光源８１１の直下に位置する帯状の基板ＦＢの片面に厚さ１／５Ｈの硬化された紫外線硬化樹脂ＳＲが形成される。そして帯状の基板ＦＢが連続的に搬送されていき距離Ｌ移動した際に、フラッシュ光源８１２が瞬間的に点灯する。これにより、フラッシュ光源８１２の直下に到着した厚さ１／５Ｈの硬化した紫外線硬化樹脂ＳＲにさらに厚さ１／５Ｈの硬化された紫外線硬化樹脂ＳＲが積み重ねられる。同様に、硬化された紫外線硬化樹脂ＳＲはフラッシュ光源８１３の直下で厚さ３／５Ｈとなり、フラッシュ光源８１４の直下で厚さ４／５Ｈとなる。その後、硬化された紫外線硬化樹脂ＳＲはフラッシュ光源８１５の直下で所定の厚さＨとなる。このとき、フラッシュ光源８１は、先の図４中のステップＳ１１３で説明したように、パターン情報に基づいて所定時間のみ点灯される。硬化された紫外線硬化樹脂ＳＲは、フラッシュ光源８１（例えば紫外線ＬＥＤ光源）からの光がレンズアレイ１４でコリメートされているため、その断面は長方形に形成される。このようにして、帯状の基板ＦＢに凹凸状のパターンが形成される。

最後に、回収部４３は紫外線照射装置４１と帯状の基板ＦＢとの隙間の硬化されなかった液状の紫外線硬化樹脂ＬＲを回収する。その結果、帯状の基板ＦＢの裏面には厚さＨである矩形の紫外線硬化樹脂ＳＲが形成される。

また、第２の実施例では紫外線照射装置４１の上流側から液状の紫外線硬化樹脂ＬＲを供給し、下流側から硬化されなかった液状の紫外線硬化樹脂ＬＲを回収した。しかし、液状の紫外線硬化樹脂ＬＲの供給及び回収は、図６又は図７に示された方法に限られない。

図８は、別の液状の紫外線硬化樹脂ＬＲの供給及び回収方法を示した図である。図８では、説明を容易にするため、供給部４２及び回収部４３などがすべてＸＹ平面上に書かれている。

図８に示されたように、供給部４２の３本の配管Ｐが紫外線照射装置４１の−Ｘ側（上流側）に接続され、さらに３本の配管Ｐが紫外線照射装置４１の＋Ｘ側に接続されている。また、回収部４３の２本の配管Ｐが紫外線照射装置４１の−Ｘ側に接続され、他の２本の配管が紫外線照射装置４１の＋Ｘ側に接続されている。これにより、紫外線照射装置４１の搬送方向の両側から液状の紫外線硬化樹脂ＬＲを供給したり回収したりする。

なお、図８のパターン形成装置１０ＥのＡ−Ａ断面図は、図７（ａ）と同じであるためパターン形成装置１０Ｅの動作について説明を省略する。

（第３の実施例）
図５に示されたデバイス製造装置１１０は、パターン形成装置１０Ｆに代えて図９に示されたパターン形成装置１０Ｇを配置することもできる。
第３の実施例のパターン形成装置１０Ｇについて図９を参照しながら説明し、その他の部分に対して説明を省略する。

パターン形成装置１０Ｇは第２の実施例と同じ構成である紫外線照射装置４１と、液状の紫外線硬化樹脂ＬＲを供給する供給部４２Ｇと、液状の紫外線硬化樹脂ＬＲの回収する回収部４３とを備える。供給部４２Ｇは紫外線照射装置４１の−Ｘ側（上流側）に紫外線照射装置４１から離れて配置され、帯状の基板ＦＢの表面に液状の紫外線硬化樹脂ＬＲを供給する。供給部４２Ｇは供給タンク４５と１本の幅広の配管ＰＰとを有している。配管ＰＰの先端にはノズル（不図示）が設けられ、このノズルにより帯状の基板ＦＢの表面に均一に液状の紫外線硬化樹脂ＬＲを供給する。配管ＰＰには流量計４６（図５を参照）が設けられている。帯状の基板ＦＢの表面に供給された液状の紫外線硬化樹脂ＬＲは、帯状の基板ＦＢに載ったまま紫外線照射装置４１に搬送される。紫外線照射装置４１は、フラッシュ光源８１の光を照射して硬化された紫外線硬化樹脂ＳＲを形成する。これにより、帯状の基板ＦＢの表面に凹凸パターンが形成される。硬化されなかった液状の紫外線硬化樹脂ＬＲは、３本の配管Ｐに示される矢印方向に回収され、回収部４３の回収タンク４７に溜められる。その他の構成は第２の実施例と同じであるため、説明を省略する。

以上、第１の実施例から第３の実施例まで最適な実施例について詳細に説明したが、当業者に明らかなように、その技術的範囲内において実施例に様々な変更・変形を加えて実施することができる。

例えば、デバイス製造装置１００又は１１０は、デバイスの一つとしてフラットパネル表示素子を製造するため、基板に形成された凹凸パターンにメタルインクを塗布した。しかし、デバイス製造装置１００又は１１０は、半導体ウエハに形成された凹凸パターンに対してエッチングを行って半導体素子を製造することもできる。

また、例えば第１の実施例から第３の実施例のパターン形成装置は、液状の紫外線硬化樹脂ＬＲを使用した。しかし、液状でなくてもゲル状の樹脂であってもよく、基板の表面で硬化されていない状態で供給されるものであれば良い。また、第１の実施例から第３の実施例のパターン形成装置は、エネルギーの一つとして紫外線を照射する光源を使用した。しかし、紫外線により硬化する樹脂ではなく、熱により硬化する熱硬化性樹脂を使用する場合にはエネルギーの一つとして熱を発生する発熱部を使用してもよい。熱硬化性樹脂が基板に供給される場合には、パターン形成装置は、複数の発熱部を格子状に配置した発熱アレイを、紫外線ＬＥＤ光源１３又はフラッシュ光源８１に代えて配置すればよい。

１０（１０Ａ、１０Ｆ、１０Ｇ） … パターン形成装置
１１、２１、 … 紫外線照射装置
１２、２２、３２ … 材料容器
１３（１３１〜１３８） … 紫外線ＬＥＤ光源
１４ … レンズアレイ
１９ … 固定ローラ
４１ … 紫外線照射装置
４２ … 供給部
４３ … 回収部
４６、４８ … 流量計
６０ … 液滴塗布装置
７０ … 搬送制御部
８１（８１１〜８１５） … フラッシュ光源
１００、１１０ … デバイス製造装置
ＣＡ … アライメントカメラ
ＦＢ … 基板
ＦＲ … 搬送ローラ
ＨＴ … 温風ヒータ
ＩＳ … 絶縁体
ＬＲ … 液状の紫外線硬化樹脂
ＭＴ … メタルインク
Ｐ、ＰＰ … 配管
ＰＲ … 印刷ローラ
ＲＬ … 供給ロール
ＳＲ … 硬化された紫外線硬化樹脂

Claims (7)

1. 可撓性の基板の表面に凹凸状のパターンを形成するパターン形成装置において、
   前記基板を前記表面に沿って連続的に搬送する搬送部と、
   紫外線を含む光エネルギーを受けて硬化する硬化性材料の液体を、前記基板の搬送方向の上流側に配置されるノズルを通して前記基板の表面に均一に供給する供給部と、
   該供給部のノズルに対して前記基板の搬送方向の下流側に配置されて、所定のパターン情報に基づく前記パターンに対応した前記光エネルギーを、前記基板の搬送の位置に応じて前記基板の表面上の前記硬化性材料の液体に付与する点滅可能な複数の発光部を有し、前記基板の表面に前記硬化性材料の硬化したパターンを前記基板の搬送の間に形成する硬化装置と、
   該硬化装置に対して前記基板の搬送方向の下流側に配置されるノズルを通して、前記基板の表面上の硬化されなかった前記硬化性材料の液体を回収する回収部と、を備えたパターン形成装置。
2. 前記供給部は、前記硬化性材料を溜める供給タンクと、前記供給タンクから前記上流側に配置される前記ノズルへ伸びる配管とを有し、
   前記回収部は、前記硬化性材料を溜める回収タンクと、前記下流側に配置される前記ノズルから前記回収タンクへ伸びる配管とを有する請求項１に記載のパターン形成装置。
3. 前記硬化装置の複数の発光部は前記パターンを構成する最小単位の領域ごとに配置され、前記発光部は前記光エネルギーをコリメートするレンズアレイを含む請求項１又は請求項２に記載のパターン形成装置。
4. 可撓性の帯状の基板の表面に凹凸状のパターンを形成するパターン形成方法において、
   前記基板を帯状の方向に連続的に搬送する搬送工程と、
   紫外線を受けて硬化する硬化性材料の液体を、前記基板の搬送方向の上流側に設けた供給部から前記基板の表面に均一に供給する供給工程と、
   前記供給部に対して前記基板の搬送方向の下流側に設けられた紫外線照射装置によって、前記基板を搬送させた状態で、所定のパターン情報に基づく前記パターンに対応した紫外線を、前記基板の搬送の位置に応じて前記基板上の前記硬化性材料の液体に付与し、前記基板の表面に前記硬化性材料の硬化したパターンを形成する硬化工程と、
   該硬化工程で硬化されなかった前記硬化性材料の液体を、前記紫外線照射装置に対して前記基板の搬送方向の下流側に設けた回収部によって回収する回収工程と、
   を備えたパターン形成方法。
5. 前記紫外線照射装置は、前記基板の表面と所定の隙間となるように設けられ、前記紫外線を前記基板に向けて透過する透明板を有し、
   前記供給工程は、前記隙間の前記上流側から前記硬化性材料の液体を供給し、
   前記回収工程は、前記硬化工程で硬化されなかった前記硬化性材料の液体を前記隙間の前記下流側から回収する、
   請求項４に記載のパターン形成方法。
6. 前記紫外線照射装置は、前記基板を連続的に搬送する方向、及び前記基板の搬送の方向と直交する方向の各々に所定の間隔で配置されて、紫外線のパルス光を発する複数のフラッシュ光源を含む、
   請求項４または請求項５に記載のパターン形成方法。
7. 前記複数のフラッシュ光源の各々は、前記基板の搬送の間、前記基板上の同じ位置に対して前記パルス光が複数回照射されるように制御される、
   請求項４または請求項５に記載のパターン形成方法。