JP2014207340A - 焼成方法及び焼成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電子デバイスのインクのパターンを焼成する際、基板へのダメージを低減する。
【解決手段】電子デバイスのインクのパターンの焼成方法であって、ランプから複数の波長帯を含む光を前記被印刷体に照射し、該被印刷体に塗布されたインクのパターンを焼成する第１の焼成ステップと、前記第１の焼成ステップによる光の照射後に、再び前記ランプから複数の波長帯を含む光を前記被印刷体に照射し、該被印刷体に塗布されたインクのパターンを焼成する第２の焼成ステップと、を有し、前記第２の焼成ステップは、１回又は２回以上繰り返される。
【選択図】図７

Description

本発明は、焼成方法及び焼成装置に関する。

プラスチック基板に有機導電性材料を塗布することで、配線パターンを形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。パターンを形成する基板には、例えば、ＰＩ（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ：ポリイミド）やＰＣ（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ：ポリカーボネート）のプラスチック基板が用いられることがあるが、これらの部材は高価である。このため、他の素材として、より安価なＰＥＮ（Poly-Ethylene-Naphthalate：ポリエチレンナフタレート）やＰＥＴ（Poly-Ethylene-Terephthalate：ポリエチレンテレフタレート）で形成されたプラスチック基板が提案されている。

特開２０１２−１９１１５６号公報

プラスチック基板に形成されたインクは、焼成することで溶媒の除去、膜の改質が行われ、素子や配線として機能するようになる。

しかしながら、プラスチック基板では、熱変形温度よりも高い温度で焼成すると歪みが生じ、変形する。一方、十分に機能する素子や配線を得るためには、熱変形温度を超える温度（例えば、１２０℃以上）で焼成をする必要があるという課題を有する。

上記課題に対して、一側面では、電子デバイスのインクのパターンを焼成する際、基板へのダメージを低減することが可能な焼成方法及び焼成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、一の態様によれば、
電子デバイスのインクのパターンの焼成方法であって、
ランプから複数の波長帯を含む光を前記被印刷体に照射し、該被印刷体に塗布されたインクのパターンを焼成する第１の焼成ステップと、
前記第１の焼成ステップによる光の照射後に、再び前記ランプから複数の波長帯を含む光を前記被印刷体に照射し、該被印刷体に塗布されたインクのパターンを焼成する第２の焼成ステップと、を有し、
前記第２の焼成ステップは、１回又は２回以上繰り返される、
ことを特徴とする焼成方法が提供される。

また、上記課題を解決するために、他の態様によれば、
電子デバイスのインクのパターンの焼成装置であって、
複数の波長帯を含む光を照射するランプが設置されたランプ室と、
前記ランプから複数の波長帯を含む光を複数回に分けて被印刷体に照射し、該被印刷体に塗布されたインクのパターンを複数回に分けて焼成するように制御する制御部と、
を有することを特徴とする焼成装置が提供される。

一の態様によれば、電子デバイスのインクのパターンを焼成する際、基板へのダメージを低減することができる。

一実施形態に係るランプアニール装置の全体構成図。 一実施形態に係る焼成処理を示したフローチャート。 一実施形態に係る焼成処理の作用を説明するための図。 一実施形態に係る焼成処理の変形例１を示したフローチャート。 一実施形態に係るランプアニール装置のギャップの適正化を示した図。 一実施形態に係る焼成処理が実行される基板上の計測位置の一例を示した図。 一実施形態に係る焼成処理の効果の一例を示した図。 一実施例に係る焼成方法を用いた有機ＴＦＴの製造を説明するための図。 一実施形態の変形例１に係る焼成装置を示した図。 一実施形態の変形例２に係る焼成装置を示した図。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。

［印刷例］
たとえば、反転印刷、凸版印刷、凹版印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷、インクジェット印刷等の公知の印刷方法を使用して、電子デバイスのインクのパターンを被印刷体（以下、ＰＥＴ基板を例に挙げて印刷方法を説明する。）に印刷する。以下に、反転印刷を使用した場合を例に挙げて、電子デバイスのインクの金属配線パターンをＰＥＴ基板に印刷する方法を簡単に説明する。

反転印刷は、幅が数μｍレベルの高精度な電子デバイスのインクのパターンを製造可能な印刷技術である。ローラを用いた反転印刷の場合、ローラにはゴム製のブランケットが巻かれている。ローラの下部には、水平に位置合わせがされた可動式ステージが存在する。可動式ステージには、２つのステージ（ここでは、ステージＡ、Ｂとする。）が必要に応じてローラのブランケットに接触可能に配置されている。例えば、ステージＡには、所定のパターンが形成された凸版（ガラス印刷版）が載置され、ステージＢには、ＰＥＴ基板が載置される。

塗布機により、ブランケット上に既定の膜厚でナノメタルインク（以下、単にインクという。）が塗布される。凸版は、ローラ下までステージＡ上を移動し、更に、ローラの回転によりブランケットと接触しながら移動する。その際、ブランケットの塗布面のインクのうち、凸版の所定のパターンが形成された凸部と接触したインクは、凸版側に転写され、ブランケット側から除去される。ブランケットの塗布面に残置されたインクは、凸版の凸部により形成されたパターンの反転パターンとなる。

次に、ＰＥＴ基板は、ローラ下までステージＢ上を移動し、更にローラの回転によりブランケットと接触しながら移動する。これにより、ブランケットに残置されたインクは、ＰＥＴ基板に転写される。

転写されたインクは、約１５０℃〜約１８０℃で２０分〜３０分、オーブンにより焼成される。これにより、インクは、ＰＥＴ基板上に定着され、インクに含まれる溶剤等の不純物が揮発することで金属配線として機能する。ところが、ＰＥＴ基板の場合、１２０℃より高い温度でインクを焼成すると、基板が歪み、変形する。ＰＥＴ基板が歪むと、後工程のアライメントの精度が悪くなる。一方、１２０℃以下の温度でインクを焼成すると、所定の金属体積低効率まで下がらない。

そこで、本実施形態では、ＰＥＴ基板やＰＥＮ基板のようなプラスチック基板にダメージを与えず、かつ短時間で基板に形成されたインクを焼成する焼成方法及び焼成装置を提案する。なお、プラスチック基板の一例としては、ＰＥＴ基板、ＰＩ基板、ＰＥＮ基板、ＰＣ基板などが挙げられるが、本実施形態では、より熱変形温度の低いＰＥＴ基板を採用する。しかしながら、本実施形態に適用可能な基板は、ＰＥＴ基板に限られず、ＰＩ基板やＰＥＮ基板やＰＣ基板等のプラスチック基板であってもよい。また、プラスチック基板は、可撓性の基板であってもよい。

［ランプアニール装置の全体構成］
以下に、一実施形態に係る焼成方法を使用するランプアニール装置の全体構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、一実施形態に係るランプアニール装置の全体構成図である。ランプアニール装置は、焼成装置の一例である。

ランプアニール装置１は、ランプ室１０、搬送室２０、冷却室３０及び制御部１００を有する。各室間には開閉可能なバルブＶが設けられている。ＰＥＴ基板Ｇは、バルブＶの開閉により各室の内部の気密を保持しつつ、搬送室２０を介して冷却室３０及びランプ室１０に搬送される。

ランプ室１０には、天井部にキセノンランプ１１が４つ設置されている。キセノンランプ１１の数は、４つに限られず、いくつ設置されてもよいが、キセノンランプ１１の数が多い程、キセノンランプ１１から出力される光の強度が高くなる。

キセノンランプ１１の背面には、ミラー１２が設けられている。キセノンランプ１１の前面には、石英ガラス１３が設けられている。キセノンランプ１１が収められた矩形型のランプハウス１４の内部は、窒素ガスで満たされている。窒素ガスは、ランプハウス１４内のミラー１２の酸化を防止する。

キセノンランプ１１は、図示しない４本の外側管の内部に内側管を同軸に配置し、両端を閉じて中空円筒状の放電空間を形成する。内側管の内面と外側管の外面には、電極が配置され、放電により光が放射される。キセノンランプ１１の内部は、キセノンガス（Ｘｅ）で充填されている。キセノンガスの原子の一部は、放電により発生した電子により励起し、一時的にＸｅ_２の状態となるが、不安定なためすぐにＸｅ原子に解離して基底状態に戻る。キセノンランプ１１は、その際に放射される光により極めて短時間、発光強度の高い光を出力する。例えば、発光時間は数μｓ〜数ｍｓである。キセノンランプ１１のフラッシュランプから出力される光には、２００ｎｍ〜１１００ｎｍの波長帯のブロード(多波長)な光が含まれる。

ミラー１２は、キセノンランプ１１の間に山形に設けられ、光を有効に取り出すとともに光の放射照度分布を均一にする。石英ガラス１３は、キセノンランプ１１の前面に設けられた窓であり、この石英ガラス１３を透過した光が照射される。

かかる構成により、キセノンランプ１１からＰＥＴ基板Ｇの表面に光が照射され、ＰＥＴ基板Ｇ上のインクが焼成される。これにより、インクをＰＥＴ基板Ｇ上に定着することができる。

基板Ｇは、昇降可能なステージ１５に載置されている。ステージ１５を昇降することにより、ＰＥＴ基板Ｇとキセノンランプ１１とのギャップ（間隔）を制御することができる。なお、ＰＥＴ基板Ｇとキセノンランプ１１とのギャップは、相対的に変化させることができればよい。

搬送室２０には、ＰＥＴ基板Ｇに対して相対的に昇降、伸縮及び回転可能な搬送ロボット２１が設けられている。搬送ロボット２１は、回転により冷却室３０に収容されたＰＥＴ基板Ｇをランプ室１０に搬送する。また、ランプ室１０で光を照射されたＰＥＴ基板Ｇを冷却室３０に搬送する。ランプ室１０では、キセノンランプ１１から放射される光を複数回に分けてＰＥＴ基板Ｇに照射する。よって、搬送ロボット２１は、光の照射回数だけＰＥＴ基板Ｇをランプ室１０と冷却室３０と間で搬送する。

冷却室３０は、ＰＥＴ基板Ｇを所定時間載置することでＰＥＴ基板Ｇを自然冷却する。冷却室３０は、クーリングプレート等により積極的にＰＥＴ基板Ｇを冷却してもよい。また、ＰＥＴ基板Ｇを昇降可能に構成してもよい。

制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３及びＨＤＤ（Hard Disk Drive）１０４を有する。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３及びＨＤＤ１０４に格納されたレシピやプログラムに従って焼成処理を実行する。レシピには、光の照射回数や光の照射時間が記載されている。これらの値は、予め実験等により、ＰＥＴ基板等のプラスチック基板にダメージを与えることなく、基板上のインクを焼成することができる値に設定されている。

なお、制御部１００の機能は、ソフトウエアを用いて動作することにより実現されてもよく、ハードウエアを用いて動作することにより実現されてもよい。

以上、本実施形態に係るランプアニール装置１の全体構成について説明した。
次に、本実施形態に係るランプアニール装置１により実行される焼成処理について、図２及び図３を参照しながら説明する。

[焼成処理]
図２は、本実施形態に係る焼成処理の流れを示したフローチャートである。図３は、本実施形態に係る焼成処理の作用を示した図である。

図２に示されるように、本実施形態に係る焼成処理では、まず、搬送ロボット２１が、冷却室３０からランプ室１０にＰＥＴ基板Ｇを搬送する（ステップＳ１００）。ランプ室１０では、キセノンランプ１１から２００ｎｍ〜１１００ｎｍの波長帯の光が照射され、ＰＥＴ基板Ｇ上のインクが焼成される（ステップＳ１０２）。次に、搬送ロボット２１が、ランプ室１０からＰＥＴ基板Ｇを搬出し、冷却室３０に搬送する（ステップＳ１０４）。ＰＥＴ基板Ｇは、冷却室３０にて冷却される。

次に、制御部１００は、ランプ室１０での光の照射が予め定められたｎ回（ｎ≧２）行われたかを判定する（ステップＳ１０６）。制御部１００は、光の照射が行われる度に、照射回数をＲＡＭ１０３等のメモリに記憶し、本判定処理にて、照射回数とｎとの大小関係を比較することにより、本判定処理結果を導く。

この時点で、照射回数は１回である。よって、ステップＳ１００に戻り、再度、ステップＳ１００〜ステップＳ１０６の処理が実行される。２回目以降のステップＳ１００〜ステップＳ１０６の処理は、ステップＳ１０６にて照射回数がｎ以上であると判定されるまで、繰り返される。制御部１００がステップＳ１０６にて照射回数がｎ以上であると判定したとき、本処理は終了する。

なお、１回目に実行するステップＳ１０２は、第１の焼成ステップであり、２回目以降実行するステップＳ１０２は、第２の焼成ステップである。ステップＳ１０４は、冷却ステップである。

図３には、ランプ室１０における光の照射と、冷却室３０におけるＰＥＴ基板Ｇの冷却とによるインクの状態変化を模式的に示した図である。ステップＳ１０２にて１回目の光の照射が行われる前、ＰＥＴ基板Ｇ上のインクＩは、図３の「段階Ｓ１」に示されるように形成されたときの初期状態である。

ステップＳ１０２にて１回目の光の照射が行われた後、ＰＥＴ基板Ｇ上のインクＩは、図３の「段階Ｓ２」に示されるように、キセノンランプ１１から照射される２００ｎｍ〜１１００ｎｍの波長帯のうちのいずれかの波長（ここでは、波長Ａとする。）の光を吸収し、焼成される。

次に、ステップＳ１０４にてランプ室１０から冷却室３０に搬送され、所定の冷却時間を経た後のＰＥＴ基板Ｇ上のインクＩは、図３の「段階Ｓ３」に示されるように、改質された状態（ここでは、改質１とする。）となる。

次に、ステップＳ１０２にて２回目の光の照射が行われた後、ＰＥＴ基板Ｇ上のインクＩは、図３の「段階Ｓ４」に示されるように、キセノンランプ１１から照射される２００ｎｍ〜１１００ｎｍの波長帯のうちのいずれかの波長（ここでは、波長Ｂとする。）の光を吸収し、焼成される。２回目の光が照射されるとき、インクは改質１の状態である。よって、インクが初期状態であったときとは異なる波長の光を吸収すると考えられる。つまり、２回目の光の照射が行われたときに焼成に寄与する光の波長Ｂは、１回目で焼成に寄与する光の波長Ａとは異なると考察される。

次に、ステップＳ１０４にてランプ室１０から冷却室３０に搬送され、所定の冷却時間を経た後のＰＥＴ基板Ｇ上のインクＩは、図３の「段階Ｓ５」に示されるように、波長Ａと異なる波長Ｂの光を吸収した結果、改質１とは異なる改質状態（ここでは、改質２とする。）となる。

光の照射が３回以上繰り返し行われた場合にも同様に、インクＩの焼成に寄与する光の波長は、インクＩの改質状態に従い、今まで焼成に寄与したいずれの光の波長とも異なると考えられる。したがって、光の照射が行われる度に、インクは異なる改質状態になる。また、インクＩの改質状態が基板の面内において不均一である場合、焼成に寄与する光の波長は、面内において異なる。なお、焼成に寄与する光の波長とは、特定の単波長だけではなく多波長を含んでもよい。また、効率的にインクを改質することができる波長という意味であってもよい。

このように、本実施形態に係る焼成方法では、幅広い波長の光が、数回に分けてＰＥＴ基板Ｇに照射される。また、光の照射の合間には、冷却期間が設けられる。このように焼成ステップを複数回繰り返し、更に冷却ステップを設けることにより、ＰＥＴ基板Ｇにダメージを与えずに、インクを焼成できる。

なお、図２に示した本実施形態に係る焼成処理では、冷却室３０にて基板を冷却中、ランプ室１０にて他の基板の焼成処理が行われてもよい。また、上記実施形態に係る焼成処理（図２）において、ランプ室１０での光の照射が行われる間に、基板の冷却も並行して行われてもよい。この場合、ランプ室１０は、クーリングプレート等により積極的にＰＥＴ基板Ｇを冷却する機能を有する。なお、本実施形態に係る焼成処理の冷却室３０は、基板Ｇのストッカーを兼ねる構成であるが、これに限られず、冷却室３０と基板Ｇのストッカーは別々に設けられていてもよい。

[焼成処理：変形例１]
上記実施形態に係る焼成処理の変形例１について、図４を参照しながら説明する。変形例１に係る焼成処理では、図２に示した焼成処理と同様に、ステップＳ１００にてランプ室にＰＥＴ基板Ｇを搬入した後、ステップＳ１０２にてキセノンランプから２００〜１１００ｎｍの波長帯の光を照射することで、ＰＥＴ基板Ｇ上のインクが焼成される。次に、ステップＳ１０８に進み、ランプ室にてＰＥＴ基板Ｇが冷却される。この場合、ランプ室１０は、クーリングプレート等によりＰＥＴ基板Ｇを積極的に冷却してもよいし、自然冷却してもよい。具体的には、ｎ回目の光の照射後の基板温度よりもｎ＋１回目の光の照射前の基板温度が低いことを含む。次に、制御部１００は、ランプ室１０での光の照射が予め定められたｎ回（ｎ≧２）行われたかを判定する（ステップＳ１０６）。光の照射が予め定められたｎ回数行われるまで上記ステップを繰り返し、光の照射が予め定められたｎ回数行われたら本処理を終了する。

なお、変形例１に係る焼成処理では、冷却室３０の替わりに基板のストッカーが設けられていてもよい。また、図４の上記実施形態の変形例１に係る焼成処理において、ランプ室１０での光の照射が行われる間、基板の冷却も同時に行われてもよい。なお、変形例１に関する記載は、上記実施形態と一部を組み合わせることを妨げない。

[ギャップ]
キセノンランプ１１から出力される光の強度によっては、ＰＥＴ基板Ｇが歪んだり、インクがアブレーションしたりするおそれがある。

そこで、本実施形態では、ＰＥＴ基板Ｇとキセノンランプ１１とのギャップを調整することにより基板Ｇへのダメージを抑制することとした。キセノンランプ１１のフラッシュランプの照射条件としては、波長が２００ｎｍ〜１１００ｎｍの波長の７５０Ｖのパルス光を、１回の照射時間を１ｍｓｅｃとして照射した。その結果を図５に示す。

ＰＥＴ基板Ｇとキセノンランプ１１とのギャップが５．５ｍｍ〜１０ｍｍの場合、ＰＥＴ基板Ｇの少なくとも一部にダメージが発生した。一方、ＰＥＴ基板Ｇとキセノンランプ１１とのギャップが１５ｍｍ〜２０ｍｍの場合、ＰＥＴ基板Ｇにダメージは発生しなかった。また、処理の均一性も加味すると、ある程度ギャップは広げた方が良いと考えられる。よって、ＰＥＴ基板Ｇとキセノンランプ１１とのギャップは、１５ｍｍ以上であればよく、１５ｍｍ〜２０ｍｍであればより好ましいことがわかった。

よって、本実施形態の焼成方法の効果を確認するための以下の実験では、ＰＥＴ基板Ｇとキセノンランプ１１とのギャップは、２０ｍｍに設定する。

[効果例]
以上に説明した、本実施形態に係る焼成処理の効果について、図６及び図７を参照しながら説明する。図６は、計測位置を示し、図７は、計測位置における計測結果を示す。

計測は、光を照射する度にＰＥＴ基板Ｇの計測ポイントにプローブを接触させることにより行われた。つまり、プローブが接触したＰＥＴ基板Ｇ上の金属配線（インク）の体積抵抗率が計測された。

体積抵抗率は、計測ポイントにおける電流の流れにくさを示す。体積抵抗率が高いと、計測ポイントの金属配線は電流が流れ難い状態であることを示し、体積抵抗率が低いと、計測ポイントの金属配線は電流が流れ易い状態であることを示す。これにより、インクの焼成処理の進行度を知ることができる。つまり、体積抵抗率が高ければ、インクの焼成処理は未完了であると判定され、体積抵抗率が低ければ、インクの焼成処理は完了していると判定される。

図６には、実際にプローブで計測したＰＥＴ基板Ｇ上の計測位置が示されている。ＰＥＴ基板Ｇには、インクで配線パターンが形成されている。本実験では、計測ポイントＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の金属配線（インク）の体積抵抗率を計測した。なお、本実験では、光の照射後、ＰＥＴ基板Ｇの搬出及び搬入とプローブでの計測が行われているため、実質的に所定の冷却が行われていると同等の基板温度となっている。

本実験において、本実施形態に係る焼成方法を実行する際の光の照射条件としては、７５０Ｖ、２０ｎｍ〜１１００ｎｍの多波長の光を照射した。光の照射回数は１回目、２回目の照射時間は１ｍｓｅｃとした。また、ＰＥＴ基板Ｇとキセノンランプ１１とのギャップは、前述の通り２０ｍｍに設定された。

実験の結果を図７に示す。図７の横軸は、計測ポイントＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４を示し、縦軸は、各計測ポイントにおける金属配線（インク）の体積抵抗率を示す。これによれば、１回目の光の照射では、すべての計測ポイントＰ１〜Ｐ４において、金属配線（インク）の体積抵抗率は、概ね１．０×１０^６（μΩｃｍ）以上となった。これは、すべての計測ポイントＰ１〜Ｐ４において、形成された金属配線にほとんど電流が流れていない状態であることを示す。これにより、上記照射条件下、１回の光の照射では、インクの焼成が不完全であることがわかった。

一方、２回目の光の照射後、すべての計測ポイントＰ１〜Ｐ４において、金属配線（インク）の体積抵抗率は、１．０×１０^３（μΩｃｍ）以下となった。これにより、ＰＥＴ基板Ｇに２回に分けて光を照射すると、２回目の光の照射後、すべての計測ポイントＰ１〜Ｐ４において、形成された金属配線（インク）の体積抵抗率が４桁程度低下し、形成された金属配線に十分に電流が流れている状態になるという効果を得た。

なお、比較例には、基板を１８０℃で３０分焼成した結果が示されている。これによれば、本実施形態の焼成処理を施した金属配線（インク）の体積抵抗率は、比較例に示した体積抵抗率とほぼ同等の体積抵抗率を有し、電子デバイスの特性として実用上問題ないレベルであることがわかる。

以上から、本実施形態に係る焼成方法を用いれば、基板を数十分の間高温に維持する必要がないため、基板にダメージを与えずにインクを焼成できる。また、本実施形態に係る焼成方法では、焼成処理時間を短縮でき、生産性を高めることができる。さらに、本実施形態に係る焼成方法では、熱変形温度の低いＰＥＴ基板やＰＥＮ基板等の安価なプラスチック基板を採用することができる。これにより、製造コストを下げることができる。

以上に説明したように、本実施形態に係る焼成方法及び焼成装置によれば、キセノンランプからの幅広い（２００ｎｍ〜１１００ｎｍ）波長の光が、複数回に分けて基板Ｇに照射される。これにより、基板Ｇにダメージを与えずに、インクを焼成することができる。

以上、焼成方法及び焼成装置を実施形態により説明した。最後に、本実施形態に係る焼成方法を利用した実施例、本実施形態に係る焼成装置の変形例を簡単に説明する。

[実施例]
本実施例では、上記実施形態に係る焼成方法を利用して、印刷法を用いて有機ＴＦＴを形成する工程について説明する。図８は、一実施例に係る焼成方法を用いた有機ＴＦＴの製造を説明するための図である。

有機ＴＦＴを形成する工程では、基板Ｇ上に多層の膜を印刷する。具体的には、ゲートの印刷工程、ゲート絶縁膜の印刷工程、ソース及びドレイン層の印刷工程、有機半導体層の印刷工程により、多層構造の有機ＴＦＴが形成される。

ここで、従来の工程では、各工程の間には３０分程度の焼成工程をそれぞれ行なっていた。したがって、この場合は、計３回の焼成工程が行われる。前述のように十分な膜性能を発揮できるよう焼成を行うと、それぞれの焼成工程にて基板Ｇ、および、形成された膜が歪むおそれがある。さらに複数回の焼成処理が行われるため、基板Ｇの歪みやアライメント誤差は、膜が積層され、焼成されるたびに相乗されていく。このため、後工程の印刷工程での基板Ｇの歪みやアライメント誤差は、前工程の印刷工程よりも増大する。このため、有機ＴＦＴとして動作するための十分な精度で素子を形成することが困難であった。また、焼成時間が３０分×焼成回数と長くスループットも悪かった。

一方、本実施例に係る焼成方法を用いた有機ＴＦＴの製造では、低ダメージの焼成処理を行う。これについて具体的に説明すると、まず、基板Ｇに対し、図８に示したゲート２０１を印刷する。そして、ゲート２０１が印刷された基板Ｇに対し、低ダメージの焼成処理が行われる。

次に、ゲート２０１が形成された基板Ｇに対し、ゲート絶縁膜２０２を印刷する。そして、ゲート絶縁膜２０２が印刷された基板Ｇに対し、低ダメージの焼成処理が行われる。

次に、ゲート絶縁膜２０２が形成された基板に対し、ソース２０３及びドレイン２０４を印刷する。そして、ソース２０３及びドレイン２０４が印刷された基板Ｇに対し、低ダメージの焼成処理が行われる。

最後に有機半導体層２０５を印刷する。なお、有機半導体層層２０５は、インクジェット印刷にて形成することが好ましい。そして、有機半導体層２０５が印刷された基板Ｇに対し、低ダメージの焼成処理が行われる。

ここで、各焼成処理時における基板Ｇへのダメージは従来の焼成処理に比べ抑制されている。言い換えると、基板Ｇの歪みが抑制されているため、印刷処理時に高精度でのアライメントが可能となる。これにより、上記実施形態に係る焼成装置及び焼成方法を利用して、高精度にアライメントされた有機ＴＦＴ２００を形成することができる。

また、上記の低ダメージの焼成処理に変わり、インクの乾燥処理のみを行ない、最後に焼成処理を複数層が形成された状態で一度に行うことで有機ＴＦＴ２００を形成してもよい。

[変形例]
（焼成装置の変形例１）
焼成装置の変形例１について、図９を参照しながら説明する。図９は、一実施形態の変形例１に係る焼成装置を示した図である。

変形例１の焼成装置３００では、ローラＲ搬送等により、基板ＧをステージＳＴ上で移動させる。ステージＳＴの上方には、ランプが複数台設けられている。図９では、ランプ３０１，３０２が２つ設けられているが、ランプの数は２つに限られず、２つ以上であってもよい。かかる構成の焼成装置３００を用いれば、一度に複数回のランプ処理を行うことができる。なお、ランプ３０１，３０２の間に基板Ｇを冷却する冷却機構が設けられてもよい。
（焼成装置の変形例２）
焼成装置の変形例２について、図１０を参照しながら説明する。図１０は、一実施形態の変形例２に係る焼成装置を示した図である。

変形例２の焼成装置４００は、ロールトゥロール（Roll-to-Roll）の構成を有している。可撓性の基板Ｇは、一方のロールＲ１から他方のロールＲ２に巻回される。図１０では、基板Ｇは、紙面の左から右に移動する。移動中、基板Ｇは、位置ＰＡ付近で印刷処理部４０３によって印刷処理され、位置ＰＢ付近でランプ４０１，４０２によって焼成処理される。かかる構成の焼成装置４００を用いれば、基板Ｇを連続処理することができる。なお、印刷処理部４０３は、反転印刷、凸版印刷、凹版印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷、インクジェット印刷などを用いることができる。なお、ランプ４０１，４０２の間に基板Ｇを冷却する冷却機構が設けられてもよい。

以上、本発明に係る焼成方法及び焼成装置を実施形態により説明したが、本発明に係る焼成方法及び焼成装置は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。

たとえば、上記実施形態では、第１の焼成ステップ及び第２の焼成ステップの間に基板Ｇを冷却する冷却ステップ（冷却処理）を実行した。しかしながら、冷却ステップは、必ずしも冷却時間として所定時間経過するまで次の焼成ステップを行えないという厳密なステップである必要はない。例えば、冷却室にて所定時間を経過しなくても、基板Ｇをランプ室から搬出及び搬入する時間のみをもって冷却ステップが行われたとしてもよい。

また、上記実施形態では基板Ｇを冷却するために冷却室を設けたが、冷却室は、基板Ｇを冷却するため冷却機構の一例であり、必ずしも冷却室を設ける必要はない。例えば、搬送室を冷却室の替わりに用いてもよい。

また、基板Ｇの焼成処理は、基板Ｇを乾燥させた後に実行してもよいし、基板Ｇを乾燥させずに焼成処理を実行してもよい。本実施形態では、基板Ｇを乾燥させずに焼成処理を実行する例を挙げて説明した。

また、上記実施形態では、金属配線パターンの形成や有機ＴＦＴを例に挙げて説明したが、本発明は、これに限らない。例えば、本発明は、有機導電性材料を用いた配線パターンの形成に用いることができる。また、本発明は、配線パターンや有機ＴＦＴだけでなく、半導体素子の形成に用いることができる。

また、上記実施形態でインクが形成された基板は、被印刷体の一例であり、被印刷体はこれに限られない。被印刷体の他の例としては、ウェハ等が挙げられる。

１：ランプアニール装置、１０：ランプ室、１１：キセノンランプ、１２：ミラー、１３：石英ガラス、１４：ランプハウス、２０：搬送室、２１：搬送ロボット、３０：冷却室、１００：制御部、１０１：ＣＰＵ、３００、４００：焼成装置

Claims (9)

1. 電子デバイスのインクのパターンの焼成方法であって、
   ランプから複数の波長帯を含む光を前記被印刷体に照射し、該被印刷体に塗布されたインクのパターンを焼成する第１の焼成ステップと、
   前記第１の焼成ステップによる光の照射後に、再び前記ランプから複数の波長帯を含む光を前記被印刷体に照射し、該被印刷体に塗布されたインクのパターンを焼成する第２の焼成ステップと、を有し、
   前記第２の焼成ステップは、１回又は２回以上繰り返される、
   ことを特徴とする焼成方法。
2. 前記被印刷体は、可撓性のある基板であることを特徴とする請求項１に記載の焼成方法。
3. 前記第１の焼成ステップ及び前記第２の焼成ステップの間に前記被印刷体を冷却する冷却ステップ、
   を更に有することを特徴とする請求項１又は２に記載の焼成方法。
4. 前記第１の焼成ステップ及び前記第２の焼成ステップでは、前記ランプと前記被印刷体との間隔が、１５ｍｍ〜２０ｍｍに設定される、
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の焼成方法。
5. 前記第１の焼成ステップ及び前記第２の焼成ステップでは、前記ランプから２００ｎｍ〜１１００ｎｍの波長帯の光を照射する、
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の焼成方法。
6. 電子デバイスのインクのパターンの焼成装置であって、
   複数の波長帯を含む光を照射するランプが設置されたランプ室と、
   前記ランプ室の被印刷体に、前記ランプから複数の波長帯を含む光を複数回に分けて照射し、該被印刷体に塗布されたインクのパターンを複数回に分けて焼成するように制御する制御部と、
   を有することを特徴とする焼成装置。
7. 前記複数の波長帯を含む光が複数回に分けて被印刷体に照射される間に前記被印刷体を冷却する冷却機構、
   を更に有することを特徴とする請求項６に記載の焼成装置。
8. 前記冷却機構は、
   前記複数の波長帯を含む光が前記被印刷体に照射される度に、一旦該被印刷体を前記ランプ室から搬出し、再び搬入することで、該被印刷体を冷却することを特徴とする請求項６又は７に記載の焼成装置。
9. 電子デバイスの焼成方法において、
   ランプから複数の波長帯を含む光を前記被処理体に照射し、焼成する第１の焼成ステップと、
   前記第１の焼成ステップによる光の照射後に、再び前記ランプから複数の波長帯を含む光を前記被処理体に照射し、焼成する第２の焼成ステップと、を有し、
   前記第２の焼成ステップは、１回又は２回以上繰り返される、
   ことを特徴とする焼成方法。

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