JP2014100636A - 基板製造方法及び基板製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 薄膜の表面に段差が発生しにくい基板製造方法を提供する。
【解決手段】 基板の第１の領域に液状の薄膜材料を付着させた後、前記薄膜材料の少なくとも表層部を硬化させることにより、第１の薄膜を形成する。その後、第１の領域に隣接する第２の領域に、薄膜材料を付着させた後、薄膜材料の少なくとも表層部を硬化させることにより、第２の薄膜を形成する。第１の薄膜を形成する工程が完了した時点で、第１の薄膜の上面が、第１の領域と第２の領域との境界に対応する縁から内側に向かって高くなる斜面を含む。第２の薄膜を形成する工程において、斜面の上にも薄膜材料を付着させ、斜面に付着した薄膜材料が第１の領域から第２の領域の方向に移動して定常状態に達する前に、斜面に付着している薄膜材料の少なくとも表層部を硬化させる。
【選択図】 図７

Description

本発明は、基板に液状の薄膜材料を塗布した後、薄膜材料を硬化させることにより、所定形状の薄膜を形成する基板製造方法及び基板製造装置に関する。

ノズルヘッドから薄膜パターン形成用の材料を含んだ液滴を吐出して、基板の表面に薄膜パターンを形成する技術が知られている（例えば特許文献１）。

このような薄膜形成技術において、例えば、基板にはプリント基板が用いられ、薄膜材料にはソルダーレジストが用いられる。プリント基板は、基材及び配線を含み、所定の位置に電子部品等がはんだ付けされる。ソルダーレジストは、電子部品等をはんだ付けする導体部分を露出させ、はんだ付けが不要な部分を覆う。全面にソルダーレジストを塗布した後、フォトリソグラフィ技術を用いて開口を形成する方法に比べて、製造コストの低減を図ることが可能である。

特開２００４−１０４１０４号公報

ノズルヘッドから基板に向けて薄膜材料の液滴を吐出する方法では、ノズルヘッド及び基板の一方を他方に対して移動させながら、ノズルヘッドから薄膜材料の液滴を吐出する。ノズルヘッドまたは基板を移動させながら、薄膜材料の液滴を吐出する処理を「走査」ということとする。ノズルヘッドの寸法が基板の寸法に比べて小さい場合には、基板の全域に薄膜を形成するために、複数回の走査が行われる。ある走査で形成された薄膜と、次の走査で形成された薄膜とが滑らかに繋がらず、両者の境界に沿って、薄膜の表面に段差が形成される場合がある。

本発明の目的は、薄膜の表面に段差が発生しにくい基板製造方法及び基板製造装置を提供することである。

本発明の一観点によると、
基板の第１の領域に液状の薄膜材料を付着させた後、前記薄膜材料の少なくとも表層部を硬化させることにより、第１の薄膜を形成する工程と、
前記第１の薄膜を形成した後、前記第１の領域に隣接する第２の領域に、前記薄膜材料を付着させた後、前記薄膜材料の少なくとも表層部を硬化させることにより、第２の薄膜を形成する工程と
を有し、
前記第１の薄膜を形成する工程が完了した時点で、前記第１の薄膜の上面が、前記第１の領域と前記第２の領域との境界に対応する縁から内側に向かって高くなる斜面を含み、
前記第２の薄膜を形成する工程において、前記斜面の上にも前記薄膜材料を付着させ、前記斜面に付着した前記薄膜材料が前記第１の領域から前記第２の領域の方向に移動して定常状態に達する前に、前記斜面に付着している前記薄膜材料の少なくとも表層部を硬化させる基板製造方法が提供される。

本発明の他の観点によると、
基板を保持するステージと、
前記ステージに保持された基板に向けて薄膜材料の液滴を吐出する複数のノズル孔が設けられているノズルヘッドと、
前記基板に付着した前記薄膜材料に硬化用の光を照射する硬化用光源と、
前記ステージ及び前記ノズルヘッドの一方を他方に対して移動させる移動機構と、
形成すべき薄膜の平面形状を定義する画像データ、及び重なり幅を記憶する記憶部を含む制御装置と
を有し、
前記制御装置は、
前記ステージ及び前記ノズルヘッドの一方を他方に対して第１の方向に移動させながら、前記画像データに基づいて、前記ノズルヘッドから液状の薄膜材料を吐出させて、前記基板に前記薄膜材料を付着させる走査処理を行うように、前記移動機構及び前記ノズルヘッドを制御し、
第１の走査処理で前記薄膜材料が着弾する領域と、他の第２の走査処理で前記薄膜材料が着弾する領域とが相互に部分的に重なり、２つの領域が重なっている部分の幅が、前記記憶部に記憶されている前記重なり幅で規定される寸法と等しくなるように前記移動機構を制御する基板製造装置が提供される。

第１の薄膜の斜面に付着した薄膜材料を、定常状態に達する前に硬化させることにより、第１の薄膜と第２の薄膜との境界に、段差が発生しにくくなる。第１の走査処理で薄膜材料が着弾する領域と、他の第２の走査処理で薄膜材料が着弾する領域とが重なる部分の幅を最適化することにより、両者の境界に段差が生じにくくなる。

図１は、実施例１による基板製造装置の概略図である。 図２Ａは、ノズルユニットの斜視図であり、図２Ｂは、ノズルヘッド及び硬化用光源の底面図である。 図３は、薄膜パターンが形成された基板、及びノズルユニットの平面図である。 図４Ａは、１回目の走査の前後における基板及びノズルユニットの平面図であり、図４Ｂは、図４Ａの一点鎖線４Ｂ−４Ｂにおける断面図であり、図４Ｃは、エッジパターンの断面図である。 図５Ａは、２回目の走査の前後における基板及びノズルユニットの平面図であり、図５Ｂは、図５Ａの一点鎖線５Ｂ−５Ｂにおける断面図である。 図６Ａは、３回目の走査の前後における基板及びノズルユニットの平面図であり、図６Ｂは、図６Ａの一点鎖線６Ｂ−６Ｂにおける断面図であり、図６Ｃは、図６Ａの一点鎖線６Ｃ−６Ｃにおける断面図である。 図７Ａは、４回目の走査の前後における基板及びノズルユニットの平面図であり、図７Ｂは、図７Ａの一点鎖線７Ｂ−７Ｂにおける断面図であり、図７Ｃ及び図７Ｄは、それぞれ図７Ａの一点鎖線７Ｃ−７Ｃにおける仮硬化前及び仮硬化後の断面図である。 図８Ａは、第１の薄膜の斜面及び第２の領域に薄膜材料の液滴が着弾した後、定常状態に達した後の基板の断面図であり、図８Ｂは、定常状態に達した後仮硬化された状態の基板の断面図である。 図９Ａは、実施例２による基板製造方法において、３回目の走査のときに、着弾対象として抽出されるピクセルの配置を示す線図であり、図９Ｂは、３回目の走査が終了した時点の基板の断面図である。 図１０Ａは、実施例２による基板製造方法において、４回目の走査のときに着弾対象をして抽出されるピクセルの配置を示す線図であり、図１０Ｂは、４回目の走査が終了した時点の基板の断面図である。 図１１Ａは、実施例３による基板製造方法において、３回目及び４回目の走査のときに着弾対象として抽出されるピクセルの配置を示す線図であり、図１１Ｂは、４回目の走査が終了した時点の基板の断面図である。 図１２Ａは、実施例４による基板製造方法において、３回目の走査のときに、着弾対象として抽出されるピクセルの配置を示す線図であり、図１２Ｂは、４回目の走査のときに、着弾対象として抽出されるピクセルの配置を示す線図である。 図１３Ａは、実施例５による基板製造方法において、１回目の走査で形成される第１の薄膜の断面図であり、図１３Ｂは、２回目の走査終了時点における第１の薄膜及び第２の薄膜の断面図であり、図１３Ｃは、比較例による方法の２回目の走査終了時点における第１の薄膜及び第２の薄膜の断面図である。

［実施例１］
図１に、実施例１による基板製造装置の概略図を示す。定盤２０の上に、移動機構２１によりステージ２２が支持されている。ステージ２２の上面（保持面）に、プリント配線板等の基板５０が保持される。ステージ２２の保持面に平行な方向をｘ方向及びｙ方向とし、保持面の法線方向をｚ方向とするｘｙｚ直交座標系を定義する。移動機構２１は、ステージ２２をｘ方向及びｙ方向に移動させる。

定盤２０の上方に、ノズルユニット２３及び撮像装置３０が支持されている。ノズルユニット２３及び撮像装置３０は、ステージ２２に保持された基板５０に対向する。撮像装置３０は、基板５０の表面に形成されている配線パターン、アライメントマーク、基板５０に形成された薄膜パターン等を撮像する。撮像されて得られた画像データが、制御装置４０に入力される。ノズルユニット２３は、複数のノズル孔から基板５０に向けて、光硬化性（例えば紫外線硬化性）の薄膜材料の液滴（例えばソルダーレジスト等の液滴）を吐出する。吐出された薄膜材料が、基板５０の表面に付着する。

ノズルユニット２３を定盤２０に固定して、ステージ２２を移動させる代わりに、ステージ２２及び定盤２０に対してノズルユニット２３を移動させてもよい。

制御装置４０が、移動機構２１、ノズルユニット２３、及び撮像装置３０を制御する。制御装置４０は、基板５０に形成すべき薄膜パターンの形状を定義するラスタフォーマットの画像データ４６またはその圧縮データ等を記憶する記憶部４５を含む。オペレータが、入力装置４１を通して制御装置４０に、種々の指令（コマンド）や、制御に必要な数値データを入力する。制御装置４０は、出力装置４２からオペレータに対して各種情報を出力する。

図２Ａに、ノズルユニット２３の斜視図を示す。ノズルホルダ２６に、複数、例えば４個のノズルヘッド２４が取り付けられている。ノズルヘッド２４の各々に、複数のノズル孔２４ａが形成されている。ノズル孔２４ａはｘ方向に配列し、４個のノズルヘッド２４は、ｙ方向に並んでノズルホルダ２６に固定されている。

ノズルヘッド２４の間、両端のノズルヘッド２４よりも外側に、それぞれ硬化用光源２５が配置されている。硬化用光源２５は、基板５０（図１）に、薄膜材料を硬化させる光、例えば紫外線を照射する。

図２Ｂに、ノズルヘッド２４及び硬化用光源２５の底面図を示す。ノズルヘッド２４の各々の底面（基板５０に対向する表面）に、２列のノズル列２４ｂが配置されている。ノ
ズル列２４ｂの各々は、Ｘ方向にピッチ（周期）８Ｐｎで並ぶ複数のノズル孔２４ａで構成される。一方のノズル列２４ｂは、他方のノズル列２４ｂに対して、ｙ方向にずれており、さらに、ｙ方向にピッチ４Ｐｎだけずれている。すなわち、１つのノズルヘッド２４に着目すると、ノズル孔２４ａは、ｘ方向に関してピッチ４Ｐｎで等間隔に分布することになる。ピッチ４Ｐｎは、例えば３００ｄｐｉの解像度に相当する。

４個のノズルヘッド２４は、ｙ方向に配列し、かつ相互にｘ方向にずらされてノズルホルダ２６（図２Ａ）に取り付けられている。図２Ｂにおいて、最も左側のノズルヘッド２４を基準にすると、２、３、４番目のノズルヘッド２４は、それぞれｘ軸の負の方向に２Ｐｎ、Ｐｎ、及び３Ｐｎだけずらされている。このため、４個のノズルヘッド２４に着目すると（ノズルヘッド全体として）、ノズル孔２４ａは、ｘ方向にピッチＰｎ（１２００ｄｐｉに相当するピッチ）で等間隔に配列することになる。

ノズルヘッド２４の間、及びｙ方向に関して最も外側のノズルヘッド２４よりもさらに外側に、それぞれ硬化用光源２５が配置されている。１つのノズルヘッド２４に着目すると、その両側に硬化用光源２５が配置されている。

基板５０（図１）をｙ方向に移動させながら、形成すべき薄膜パターンの画像データ４６（図１）に基づいて、ノズルユニット２３の各ノズル孔２４ａから薄膜材料の液滴を吐出させることにより、ｘ方向に関して１２００ｄｐｉの解像度で薄膜パターンを形成することができる。基板５０をｙ方向に移動させながら、ノズル孔２４ａから薄膜材料の液滴を吐出させて、基板５０に薄膜材料を塗布する動作を、「走査」ということとする。１回の走査を行った後、ｘ方向にＰｎ／２だけずらして２回目の走査を行うことにより、ｘ方向の解像度を２倍の２４００ｄｐｉまで高めることができる。２回の走査は、１回目の走査と２回目の走査との方向を反転させた往復走査により実現することができる。ｙ方向の解像度は、基板５０の移動速度と、ノズル孔２４ａからの液滴の吐出周期で決定される。

図３に、薄膜パターンが形成された基板５０、及びノズルユニット２３の平面図を示す。基板５０の表面に、薄膜パターン５５が形成されている。図３において、薄膜材料が付着している領域にハッチングが付されている。基板５０は、その面内に複数のプリント配線板が配置された多面取り基板である。一例として、基板５０の面内に、プリント配線板が４行２列の行列状に配置されている。プリント配線板に対応して、薄膜パターン５５が定義されている。薄膜パターン５５は、例えばソルダーレジストで形成される。

１回の走査により、薄膜材料を塗布することができる領域を、単位走査領域５６という。単位走査領域５６のｘ方向の寸法（幅）をＷｕで表す。単位走査領域５６の幅Ｗｕは、４個のノズルヘッド２４に形成されているノズル孔２４ａ（図２Ｂ）が分布する領域の、ｘ方向の寸法と等しい。一例として、単位走査領域５６の幅Ｗｕは、基板５０のｘ方向の寸法の約１／４である。

図４Ａ〜図８Ｂを参照して、実施例１による基板製造方法について説明する。図４Ａ、図５Ａ、図６Ａ、及び図７Ａでは、図３に示した基板５０の１枚のプリント配線板に対応する領域のみを示している。また、説明の都合上、薄膜パターン５５（図３）内に２つの正方形と４つの円形の開口部が配置された例を示しているが、実際には、より微細な多数の開口部が配置される。

図４Ａに、１回目の走査の前後における基板５０、及びノズルユニット２３の平面図を示す。図４Ｂに、図４Ａの一点鎖線４Ｂ−４Ｂにおける断面図を示す。

図４Ａに示すように、１回目の走査では、基板５０をｙ軸の負の方向に移動させながら
、ノズルヘッド２４から薄膜材料の液滴を吐出させる。このとき、薄膜パターン５５の最外周の縁、及び開口部の縁に、薄膜材料を塗布する。１回目の走査中は、４個のノズルヘッド２４の各々に対して、ｙ軸の負の側（基板５０の移動方向の前方の側）に位置する硬化用光源２５を点灯させておく。図４Ａにおいて、点灯状態の硬化用光源２５を太い実線で表し、消灯状態の硬化用光源２５を細い実線で表している。薄膜材料の液滴が基板５０（図３）に着弾した直後に、薄膜材料の表層部が硬化する。

硬化用光源２５から放射される光の基板表面における光エネルギ密度は、薄膜材料の内部まで硬化させるために必要な光エネルギ密度よりも低い。このため、薄膜材料の内部は未硬化の状態である。薄膜材料の表層部のみが硬化する反応を「仮硬化」ということとする。１回目の走査により、１つの単位走査領域５６（図３）内の、薄膜パターン５５（図３）の最外周の縁、及び開口部の縁に、仮硬化した薄膜材料からなる線状のエッジパターン６０が形成される。エッジパターン６０の幅は、例えばラスタフォーマットの画像データ４６（図１）のピクセルピッチの３〜５倍に相当する。すなわち、エッジパターン６０の幅方向に、３〜５個のピクセルが含まれる。

図４Ｃに、エッジパターン６０の断面図を示す。エッジパターン６０は、複数の薄膜材料の粒６０ａで構成される。エッジパターン６０の形成時には、図４Ａに示した、１つのノズルヘッド２４から吐出された薄膜材料は、そのノズルヘッド２４に対してｙ軸の負の側に隣接して配置された硬化用光源２５からの光照射によって仮硬化される。１つのノズルヘッド２４に着目すると、ノズル孔２４ａのｘ方向のピッチ４Ｐが、例えば３００ｄｐｉに対応する。薄膜材料の複数の液滴が、ピッチ４Ｐで等間隔に並ぶ位置に着弾する。着弾後、液滴は面内方向に広がるが、相互に隣り合う液滴同士が連続する前に、液滴が仮硬化される。

４個のノズルヘッド２４のノズル孔２４ａ（図２Ｂ）から液滴が吐出されると、Ｘ方向にピッチＰｎ（１２００ｄｐｉ相当）で並ぶ点に、それぞれ液滴が着弾する。ピッチＰｎで隣り合う２つの液滴は、面内方向に関して部分的に重なる。仮硬化した液滴の上に、次の液滴が着弾するため、相互に重なった２つの液滴は、相互に混ざり合わない。このため、４個のノズルヘッド２４を動作させて形成されたエッジパターン６０は、積み重なった複数の薄膜材料の粒６０ａで構成される。

基板５０に薄膜材料が着弾した直後に、薄膜材料を仮硬化させることにより、液状の薄膜材料の面内方向への広がりによるエッジパターン６０の解像度の低下を防止することができる。十分な解像度でエッジパターン６０を形成するために、薄膜材料が基板５０に着弾した後、０．２秒以内に硬化用の光を照射することが好ましい。

図５Ａに、２回目の走査の前後における基板５０、及びノズルユニット２３の平面図を示す。図５Ｂに、図５Ａの一点鎖線５Ｂ−５Ｂにおける断面図を示す。図４Ａに示した状態から、図５Ａに示すように、基板５０をｘ軸の負の方向に、単位走査領域５６（図３）の幅Ｗｕに等しい距離だけ移動させる。その後、基板５０をｙ軸の正の方向に移動させることにより、２回目の走査を行う。２回目の走査においても、薄膜パターン５５（図３）の最外周の縁及び開口部の縁に薄膜材料を塗布し、薄膜材料を仮硬化させる。２回目の走査では、基板５０がｙ軸の正の方向に移動するため、ノズルヘッド２４の各々に対して、ｙ軸の正の側（基板５０の移動方向の前方の側）に位置する硬化用光源２５を点灯させておく。

１回目の走査でエッジパターン６０が形成された単位走査領域５６（図３）に隣接する単位走査領域５６内の、薄膜パターン５５の最外周の縁、及び開口部の縁に、仮硬化したエッジパターン６１が形成される。

図６Ａに、３回目の走査の前後における基板５０、及びノズルユニット２３の平面図を示す。図６Ｂに、図６Ａの一点鎖線６Ｂ−６Ｂにおける断面図を示し、６Ｃに、図６Ａの一点鎖線６Ｃ−６Ｃにおける断面図を示す。２回目の走査の終了後、基板５０をｙ軸の負の方向に移動させることにより、３回目の走査を行う。３回目の走査では、薄膜パターン５５（図３）を形成する領域の内部（ベタの領域）のうち一部の領域６７に、薄膜材料を塗布する。２回目の走査で形成されたエッジパターン６１を縁とする第１の薄膜６２が形成される。３回目の走査で第１の薄膜６２を形成すべき領域６７を「第１の領域」ということとする。薄膜パターン５５（図３）を形成する領域のうち、第１の領域６７に境界６３を介して隣接する領域６８を「第２の領域」ということとする。

３回目の走査では、図６Ａに示すように、ｙ軸の最も負の側の硬化用光源２５のみを点灯させ、その他の硬化用光源２５は消灯状態にしておく。

次に、３回目の走査の手順について、詳しく説明する。第１の領域６７内のある領域に着目する。着目している領域には、複数のピクセルが含まれる。着目している領域内のピクセルに、図６Ａに示したｙ軸の最も正の側のノズルヘッド２４から吐出された液滴が着弾した後、硬化用の光に照射されることなく、２番目、３番目、４番目のノズルヘッド２４から吐出された液滴が順番に着弾する。このため、液滴が仮硬化される前に、着目している領域内の複数の液滴が液体状態のままで相互に連続する。複数の液滴が液体状態のままで相互に連続した後、ｙ軸のもっとも負の側の硬化用光源２５から、薄膜材料に硬化用の光が照射される。

図６Ｃに示すように、第１の薄膜６２の表層部に、硬化した層６２Ｆが形成される。薄膜材料の複数の液滴が相互に連続した後に仮硬化されるため、第１の薄膜６２の表面はほぼ平坦になる。境界６３の近傍に着弾した薄膜材料は、仮硬化されるまでに面内方向に広がる。このため、一部の薄膜材料は、境界６３を越えて第２の領域６８に侵入する。第１の薄膜６２の上面は、境界６３に沿う第１の薄膜６２の縁から内側に向かって高くなるように傾斜した斜面６２Ｓを含む。薄膜パターン５５（図３）の最外周及び開口の縁に形成されたエッジパターン６１は、薄膜材料を堰き止める。このため、薄膜材料が開口内に侵入することはなく、最外周より外まで流出することもない。

図７Ａに、４回目の走査の前後における基板５０、及びノズルユニット２３の平面図を示す。図７Ｂに、図７Ａの一点鎖線７Ｂ−７Ｂにおける断面図を示す。３回目の走査の後、基板５０をｘ軸の正の方向に、単位走査領域５６（図３）の幅Ｗｕに等しい距離だけ移動させる。この状態で、基板５０をｙ軸の正の方向に移動させることにより、４回目の走査を行う。

４回目の走査では、３回目の走査と同様に、薄膜パターン５５（図３）を形成する第２の領域６８に、薄膜材料を塗布する。１回目の走査で形成されたエッジパターン６０を縁とする第２の薄膜６４が形成される。４回目の走査では、ｙ軸の最も正の側の硬化用光源２５のみを点灯させ、他の硬化用光源２５は消灯状態とする。

図７Ｃ及び図７Ｄに、それぞれ図７Ａの一点鎖線７Ｃ−７Ｃにおける第２の薄膜６４の仮硬化前及び仮硬化後の断面図を示す。４回目の走査において、斜面６２Ｓにも薄膜材料の液滴が着弾する。３回目の走査（図６Ａ〜図６Ｃ）のときと同様に、第２の薄膜６４の表面は、ほぼ平坦になる。第２の薄膜６４の表面がほぼ平坦な状態で、第２の薄膜６４に硬化用の光が照射される。図７Ｄに示すように、第２の薄膜６４の表層部に、硬化した層６４Ｆが形成される。

図８Ａに、斜面６２Ｓ及び第２の領域６８に薄膜材料の液滴が着弾し、仮硬化される前に定常状態に達の基板５０の断面図を示す。薄膜材料を塗布する前に、基板５０の表面には親液化処理が施される。第２の領域６８に薄膜材料を塗布する前の状態では、基板５０の露出した表面の親液性が、第１の薄膜６２の表面の親液性よりも高い。このため、斜面６２Ｓの上の薄膜材料が、第２の領域６８の方に引き寄せられる。その結果、境界６３の位置に、溝６５が発生する。

図８Ｂに示すように溝６５が発生した状態で第２の薄膜６４を仮硬化させると、仮硬化後にも溝６５が残る。

実施例１では、図７Ｃに示した薄膜材料の付着後、定常状態に達する前に仮硬化が行われる。このため、溝６５（図８Ｂ）の発生を抑制することができる。溝６５が発生したとしても、定常状態に達した後に仮硬化を行う場合に比べて、溝６５を浅くすることができる。このため、溝６５が目立たなくなる。

［実施例２］
図９Ａ〜図１０Ｂを参照して、実施例２による基板製造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。実施例２においても、実施例１の図６Ａ〜図７Ｄに示した順番で第１の薄膜６２（図６Ａ）及び第２の薄膜６４（図７Ａ）が形成される。

図９Ａに、形成すべき薄膜の平面形状を定義する画像データを構成するピクセル７０の配置を示す。複数のピクセル７０が、ｘ方向及びｙ方向に行列状に配置されている。複数のピクセル７０が、第１の領域６７及び第２の領域６８に分布している。ｘ方向に隣り合うピクセル７０の間に、ｙ方向に平行な境界６３が画定される。３回目の走査（図６Ａ）のときに、第１の領域６７内のピクセル７０に、薄膜材料の液滴が着弾する。図９Ａにおいて、着弾対象のピクセル７０に右上がりのハッチングが付されている。

図９Ｂに、３回目の走査が終了した時点の基板５０の断面図を示す。図６Ｃに示した実施例１の場合と同様に、第１の領域６７に第１の薄膜６２が形成され、境界６３に対応する縁に、斜面６２Ｓが形成される。

図１０Ａに、４回目の走査（図７Ａ）のときの着弾対象のピクセル７０の分布を示す。４回目の走査（図７Ａ）のときの着弾対象のピクセル７０に、右下がりのハッチングを付している。図１０Ｂに、４回目の走査（図７Ａ）が終了した時点における基板５０の断面図を示す。４回目の走査のときには、第２の領域６８内のピクセル７０に加えて、第１の領域６７内のピクセル７０のうち境界６３に沿って配列するピクセル７０（以下、境界に沿うピクセル列７１という。）にも薄膜材料を着弾させる。すなわち、第１の薄膜６２を形成するときに薄膜材料を着弾させるべきピクセル７０の一部と、第２の薄膜６４を形成するときに薄膜材料を着弾させるべきピクセル７０の一部とが、境界６３に沿う同一のピクセル列７１に含まれる。

図１０Ａでは、第１の薄膜６２を形成するときの着弾対象のピクセル７０と、第２の薄膜６４を形成するときの着弾対象のピクセル７０とが、１列のピクセル列７１で重なっている例を示したが、これらのピクセル７０が２列以上のピクセル列７１で重なるようにしてもよい。第１の薄膜６２を形成するときに薄膜材料を着弾させるべき領域と、第２の薄膜６４を形成するときに薄膜材料を着弾させるべき領域とが、相互に重なる。この重なり部分７２の幅Ｗｏは、ピクセル７０のｘ方向のピッチＰｘの整数倍になる。

制御装置４０の記憶部４５（図１）に、重なり部分の幅Ｗｏが予め記憶されている。制
御装置４０は、重なり幅Ｗｏに基づいて、３回目の走査（図６Ａ）及び４回目の走査（図７Ａ）で着弾対象となるピクセル７０を抽出する。

実施例２においては、重なり部分７２に、３回目の走査（図６Ａ）及び４回目の走査（図７Ａ）の両方の走査で薄膜材料の液滴が着弾する。このため、境界６３の位置に沿う溝６５（図８Ｂ）の発生を抑制する効果を高めることができる。

［実施例３］
図１１Ａ及び図１１Ｂを参照して、実施例３による基板製造方法について説明する。以下、実施例２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、実施例３による基板製造方法の３回目の走査（図６Ａ）及び４回目の走査（図７Ａ）のときの着弾対象のピクセル７０の分布を示す。図１１Ｂに、実施例３による基板製造方法で形成された第１の薄膜６２及び第２の薄膜６４の断面図を示す。実施例２では、図１０Ａに示したように、第１の領域６７及び第２の領域６８のベタ領域のすべてのピクセル７０に薄膜材料を着弾させた。

実施例３では、ベタ領域のピクセル７０のうち、一部のピクセル７０のみが着弾対象として抽出される。薄膜材料の１個の液滴は、基板５０の表面に着弾した後に面内方向に広がり、例えば、ピクセル７０のピッチの５倍程度の直径を有する円形の領域が薄膜材料で覆われる。このため、ベタ領域のピクセル７０のうち一部のピクセル７０のみに薄膜材料の液滴を着弾させても、ベタ領域を薄膜材料で隈なく覆うことができる。実施例３では、着弾対象のピクセル７０が、市松模様状に抽出される。図１１Ａにおいて、３回目の走査（図６Ａ）のときの着弾対象のピクセル７０に右上がりのハッチングを付し、４回目の走査（図７Ａ）のときの着弾対象のピクセル７０に右下がりのハッチングを付す。着弾対象として一部のピクセル７０のみが抽出されるため、図１１Ｂに示すように、第１の薄膜６２及び第２の薄膜６４は、実施例２の方法で形成される第１の薄膜６２及び第２の薄膜６４（図１０Ｂ）より薄くなる。

３回目の走査（図６Ａ）のときに抽出されるピクセル７０からなる市松模様と、４回目の走査（図７Ａ）のときに抽出されるピクセル７０からなる市松模様とは、相互にｙ方向に１ピクセル分ずれている。このため、重なり部分７２において、３回目の走査（図６Ａ）のときの着弾対象のピクセル７０と、４回目の走査（図７Ａ）のときの着弾対象のピクセル７０とは同一ではない。ただし、第１の薄膜６２を形成するときに薄膜材料を着弾させるべきピクセル７０の一部と、第２の薄膜６４を形成するときに薄膜材料を着弾させるべきピクセル７０の一部とが、境界に沿う同一のピクセル列７１に含まれるという点では、実施例３は実施例２と同様である。

実施例３においても、重なり部分７２に、３回目の走査（図６Ａ）及び４回目の走査（図７Ａ）の両方の走査で薄膜材料の液滴が着弾する。このため、境界６３の位置に沿う溝６５（図８Ｂ）の発生を抑制する効果を高めることができる。

［実施例４］
図１２Ａ及び図１２Ｂを参照して、実施例４による基板製造方法について説明する。以下、実施例２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２では、重なり部分７２（図１０Ａ）の幅Ｗｏが、ピクセル７０のｘ方向のピッチＰｘの整数倍であった。実施例４では、図１２Ａに示すように、重なり部分７２の幅Ｗｏが、ピクセル７０のｘ方向のピッチＰｘで割り切れない。

図１２Ａに、３回目の走査（図６Ａ）における着弾対象のピクセル７０の分布を示す。
３回目の走査（図６Ａ）における着弾対象のピクセル７０に、右上がりのハッチングを付している。３回目の走査（図６Ａ）では、第１の領域６７内のピクセル７０が着弾対象となる。

図１２Ｂを参照して、４回目の走査（図７Ａ）で薄膜材料が着弾する位置について説明する。重なり幅Ｗｏをピクセル７０のピッチＰｘで除算した時の商の整数部分をＷｑとし、小数点以下の端数をＷｆとする。３回目の走査（図６Ａ）で着弾対象となるピクセル７０からなる領域と、４回目の走査（図７Ｂ）で着弾対象となるピクセル７０からなる領域との重なり幅が、整数部分Ｗｑと等しくなるように、４回目の走査（図７Ａ）のときの着弾対象のピクセル７０を抽出する。４回目の走査（図７Ａ）のときの着弾対象のピクセル７０に、右下がりのハッチングを付している。

制御装置４０（図１）は、３回目の走査（図６Ａ）と４回目の走査（図７Ａ）とにおいて、同一のピクセル７０に対応する基板５０上の位置がｘ方向ずれた条件で、３回目及び４回目の走査を行う。同一のピクセル７０に対応する基板５０上の位置のずれ量は、端数Ｗｆに対応する。これにより、３回目の走査（図６Ａ）で着弾対象となるピクセル７０からなる領域と、４回目の走査（図７Ａ）で着弾対象となるピクセル７０からなる領域との重なり部分７２の幅がＷｑ＋Ｗｆとなる。

第１の領域６７及び第２の領域６８の少なくとも一方において、基板５０上の着弾位置が、本来の着弾目標位置からずれる。ただし、このずれ量は、ピクセルのピッチＰｘよりも小さく、かつ、ずれが生じる領域がベタ領域であるため、薄膜の十分な位置精度を維持することができる。

実施例４では、重なり部分７２の幅Ｗｏが、ピクセル７０のピッチＰｘの整数倍に制限されない。このため、境界６３の近傍において薄膜の上面が最も平坦になるように、重なり部分７２の幅Ｗｏを最適化することが可能である。

［実施例５］
図１３Ａ〜図１３Ｃを参照して、実施例５による基板製造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。実施例１では、１回目の走査（図４Ａ）及び２回目の走査（図５Ａ）で、それぞれエッジパターン６０及びエッジパターン６１を形成し、その後、３回目の走査（図６Ａ）及び４回目の走査（図７Ａ）で、それぞれ第１の薄膜６２及び第２の薄膜６４を形成した。すなわち、エッジパターン６０、６１を形成した後、ベタ領域内に薄膜を形成した。実施例５では、エッジパターンを形成することなく、ベタ領域に薄膜を形成する。

実施例５の方法でベタ領域に薄膜を形成するときには、図４Ａ及び図５Ａに示したように、ノズルヘッド２４の各々に対して、基板５０の移動方向の前方側に配置された硬化用光源２５を点灯させておく。このため、ベタ領域に形成された薄膜も、実施例１による方法で形成されるエッジパターン６０と同様に、薄膜材料の粒で構成される。このため、実施例１の場合と同様の解像度を実現することができる。

図１３Ａに、１回目の走査で、第１の領域６７内に形成された第１の薄膜６２の断面図を示す。第１の薄膜６２は、薄膜材料の複数の粒６２ａで構成される。第１の薄膜６２の縁は、境界６３を越えて、第２の領域内に進入する。第１の領域６７と第２の領域６８との境界６３に沿う縁に、斜面６２Ｓが形成される。

図１３Ｂに、２回目の走査が終了した時点における第１の薄膜６２及び第２の薄膜６４の断面図を示す。第２の薄膜６４も第１の薄膜６２と同様に、薄膜材料の複数の粒６４ａ
で構成される。２回目の走査では、実施例２の場合と同様に、第１の領域６７内の、境界６３に沿うピクセル列７１（図１０Ａ）のピクセル７０にも薄膜材料を着弾させる。ピクセル列７１のピクセル７０に着弾した薄膜材料により、第１の領域６７内に薄膜材料の粒６４ｂが形成される。

図１３Ｃに、２回目の走査のときに、ピクセル列７１のピクセル７０に薄膜材料を着弾させなかった場合の第１の薄膜６２及び第２の薄膜６４の断面図を示す。基板５０の表面の親液性が、第１の薄膜６２の表面の親液性より高いため、２回目の走査のときに、第２の領域６８内の、境界６３の近傍に着弾した薄膜材料が、第２の領域６８の内側に向かって引き寄せられる。このため、境界６３に沿う溝６５が現れる場合がある。

実施例５においては、２回目の走査のときに、第１の領域６７内の、境界６３に沿うピクセル列７１（図１０Ａ）のピクセル７０に薄膜材料を着弾させるため、溝６５（図１３Ｃ）の位置に薄膜材料の粒６４ｅが配置される。このため、溝６５の発生を防止することができる。

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 定盤
２１ 移動機構
２２ ステージ
２３ ノズルユニット
２４ ノズルヘッド
２４ａ ノズル孔
２４ｂ ノズル列
２５ 硬化用光源
２６ ノズルホルダ
３０ 撮像装置
４０ 制御装置
４１ 入力装置
４２ 出力装置
４５ 記憶部
４６ 画像データ
５０ 基板
５５ 薄膜パターン
５６ 単位走査領域
６０ エッジパターン
６０ａ 薄膜材料の粒
６１ エッジパターン
６２ 第１の薄膜
６２ａ １回目の走査で形成される薄膜材料の粒
６２Ｆ 硬化した層
６２Ｓ 斜面
６３ 境界
６４ 第２の薄膜
６４ａ ２回目の走査で形成される薄膜材料の粒
６４ｅ ２回目の走査で第１の領域に形成される薄膜材料の粒
６４Ｆ 硬化した層
６５ 溝
６７ 第１の領域
６８ 第２の領域
７０ ピクセル
７１ 境界に沿うピクセル列
７２ 重なり部分

Claims (6)

1. 基板の第１の領域に液状の薄膜材料を付着させた後、前記薄膜材料の少なくとも表層部を硬化させることにより、第１の薄膜を形成する工程と、
   前記第１の薄膜を形成した後、前記第１の領域に隣接する第２の領域に、前記薄膜材料を付着させた後、前記薄膜材料の少なくとも表層部を硬化させることにより、第２の薄膜を形成する工程と
   を有し、
   前記第１の薄膜を形成する工程が完了した時点で、前記第１の薄膜の上面が、前記第１の領域と前記第２の領域との境界に対応する縁から内側に向かって高くなる斜面を含み、
   前記第２の薄膜を形成する工程において、前記斜面の上にも前記薄膜材料を付着させ、前記斜面に付着した前記薄膜材料が前記第１の領域から前記第２の領域の方向に移動して定常状態に達する前に、前記斜面に付着している前記薄膜材料の少なくとも表層部を硬化させる基板製造方法。
2. 前記第１の薄膜を形成する工程及び前記第２の薄膜を形成する工程において、前記第１の薄膜及び前記第２の薄膜の平面形状を定義する画像データに基づいて、前記画像データを構成するピクセルのうち薄膜材料を着弾させるべきピクセルに対応する前記基板上の位置に前記薄膜材料を着弾させ、
   前記第１の薄膜を形成するときに前記薄膜材料を着弾させるべきピクセルの一部と、前記第２の薄膜を形成するときに前記薄膜材料を着弾させるべきピクセルの一部とが、前記境界に沿う同一のピクセル列に含まれている請求項１に記載の基板製造方法。
3. 前記第１の薄膜を形成する工程及び前記第２の薄膜を形成する工程において、前記画像データの同一のピクセルに対応する前記基板上の位置が、前記境界に直交する方向に、前記ピクセルのピッチよりも短い距離だけ相互にずれた条件で、前記薄膜材料を付着させる請求項２に記載の基板製造方法。
4. 基板を保持するステージと、
   前記ステージに保持された基板に向けて薄膜材料の液滴を吐出する複数のノズル孔が設けられているノズルヘッドと、
   前記基板に付着した前記薄膜材料に硬化用の光を照射する硬化用光源と、
   前記ステージ及び前記ノズルヘッドの一方を他方に対して移動させる移動機構と、
   形成すべき薄膜の平面形状を定義する画像データ、及び重なり幅を記憶する記憶部を含む制御装置と
   を有し、
   前記制御装置は、
   前記ステージ及び前記ノズルヘッドの一方を他方に対して第１の方向に移動させながら、前記画像データに基づいて、前記ノズルヘッドから液状の薄膜材料を吐出させて、前記基板に前記薄膜材料を付着させる走査処理を行うように、前記移動機構及び前記ノズルヘッドを制御し、
   第１の走査処理で前記薄膜材料が着弾する領域と、他の第２の走査処理で前記薄膜材料が着弾する領域とが相互に部分的に重なり、２つの領域が重なっている部分の幅が、前記記憶部に記憶されている前記重なり幅で規定される寸法と等しくなるように前記移動機構を制御する基板製造装置。
5. 前記第１の走査処理で前記薄膜材料が着弾する領域と、前記第２の走査処理で前記薄膜材料が着弾する領域との重なり部分において、前記画像データを構成するピクセルが、前記第１の走査処理及び前記第２の走査処理の両方において、前記薄膜材料の着弾対象として抽出される請求項４に記載の基板製造装置。
6. 前記制御装置は、前記第１の走査処理と前記第２の走査処理において、同一のピクセルに対応する前記基板上の位置を、前記第１の方向と直交する方向にずらせて走査処理を行い、同一のピクセルに対応する前記基板上の位置のずれ量は、前記記憶部に記憶されている前記重なり幅の値を、前記画像データを構成するピクセルのピッチで除算して得られた結果の端数に対応する請求項５に記載の基板製造装置。

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