JP2014233704A - 薄膜形成方法及び薄膜形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 薄膜材料の深部まで十分硬化させ、剥離が生じにくい薄膜の形成方法を提供する。【解決手段】 基板に、光硬化性の液状の第１の薄膜材料を塗布することにより第１の液状膜を形成する。第１の液状膜に光を照射して第１の液状膜を仮硬化させることにより、第１の膜を形成する。第１の膜の上に、光硬化性の液状の第２の薄膜材料を塗布することにより、第２の液状膜を形成する。第２の液状膜に光を照射して第２の液状膜を仮硬化させることにより、第２の膜を形成する。第１の膜及び第２の膜に光を照射することにより、第１の膜及び第２の膜を本硬化させる。第１の薄膜材料及び第２の薄膜材料を仮硬化させる光の波長域における第１の薄膜材料の吸収係数が、第２の薄膜材料の吸収係数よりも小さい。【選択図】 図１−２

Description

本発明は、ノズルヘッドから基板に向けて、光硬化性の液状の薄膜材料を吐出させ、基板に塗布された薄膜材料に光を照射して硬化させることにより薄膜を形成する方法、及び薄膜形成装置に関する。

プリント基板等の基板のパターン形成面に、ノズルヘッドから液状の薄膜材料を吐出させて薄膜を形成する技術が注目されている（特許文献１参照）。この技術によると、複数のノズル孔を有す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、紫外線硬化性の薄膜材料を塗布する。基板に塗布された薄膜材料に紫外線を照射することにより、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。

特許文献２に、インクジェット方式により、布帛に印刷を行う技術が開示されている。この技術によると、まず、布帛に紫外線硬化性の透明インクにより印刷を行う。透明インクに紫外線を照射することによって透明インクを硬化させ、透明膜を形成する。この透明膜の上に、着色成分を含む紫外線硬化性のインクにより、画像を形成する。透明膜の上に、着色成分を含むインクで画像を形成するため、画像の滲みを防止することができる。

特開２０１２−８６１９４号公報 特開２００４−３０６４６９号公報

ソルダーレジストは、染料または顔料等の色素によって着色されている。着色された液状の薄膜材料に紫外線を照射する場合、色素によって紫外線が吸収または反射されるため、薄膜材料の深部まで紫外線が到達し難くなる。このため、薄膜材料の深部の硬化が不十分になり易い。薄膜材料の硬化が不十分である場合、薄膜が基板から剥離し易くなってしまう。

本発明の目的は、薄膜材料の深部まで十分硬化させ、剥離が生じにくい薄膜の形成方法を提供することである。本発明の他の目的は、剥離が生じにくい薄膜を形成することができる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、
基板に、光硬化性の液状の第１の薄膜材料を塗布することにより第１の液状膜を形成する工程と、
前記第１の液状膜に光を照射して前記第１の液状膜を仮硬化させることにより、第１の膜を形成する工程と、
前記第１の膜の上に、光硬化性の液状の第２の薄膜材料を塗布することにより、第２の液状膜を形成する工程と、
前記第２の液状膜に光を照射して前記第２の液状膜を仮硬化させることにより、第２の膜を形成する工程と、
前記第１の膜及び前記第２の膜に光を照射することにより、前記第１の膜及び前記第２の膜を本硬化させる工程と
を有し、前記第１の薄膜材料及び前記第２の薄膜材料を仮硬化させる光の波長域における前記第１の薄膜材料の吸収係数が、前記第２の薄膜材料の吸収係数よりも小さい薄膜形成方法が提供される。

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対向し、前記基板に向けて光硬化性の液状の第１の薄膜材料の液滴を吐出する複数のノズル孔を含む第１のノズルヘッドと、
前記ステージに保持された基板に対向し、前記基板に向けて光硬化性の液状の第２の薄膜材料の液滴を吐出する複数のノズル孔を含む第２のノズルヘッドと、
前記第１のノズルヘッドから吐出されて前記基板に塗布された前記第１の薄膜材料に仮硬化用の光を照射する第１の仮硬化用光源と、
前記第２のノズルヘッドから吐出されて前記基板に塗布された前記第２の薄膜材料に仮硬化用の光を照射する第２の仮硬化用光源と、
前記第１のノズルヘッド、前記第２のノズルヘッド、前記第１の仮硬化用光源、及び第２の仮硬化用光源を含むノズルユニットと、前記基板との一方を他方に対して、前記基板の表面に平行な方向に移動させる移動機構と、
前記第１のノズルヘッド、前記第２のノズルヘッド、及び前記移動機構を制御する制御装置と
を有し、
前記制御装置は、前記第１のノズルヘッド、前記第２のノズルヘッド、及び前記移動機構を制御することにより、
前記ステージに保持された基板に前記第１のノズルヘッドから吐出された前記第１の薄膜材料を塗布して第１の液状膜を形成し、
前記第１の液状膜に、前記第１の仮硬化用光源から光を照射して前記第１の薄膜材料を仮硬化させることにより、第１の膜を形成し、
前記第１の膜の上に、前記第２のノズルヘッドから吐出された前記第２の薄膜材料を塗布して第２の液状膜を形成し、
前記第２の液状膜に、前記第２の仮硬化用光源から光を照射して前記第２の薄膜材料を仮硬化させることにより第２の膜を形成する薄膜形成装置が提供される。

第１の薄膜材料の吸収係数が、第２の薄膜材料の吸収係数より小さいため、第１の液状膜を仮硬化させるときに、仮硬化用の光が第１の液状膜の底面まで到達し易い。このため、第１の液状膜と基板との界面近傍における硬化不足の発生を防止することができる。これにより、透明膜が基板から剥離し難くなる。

図１Ａ〜図１Ｄは、実施例１による薄膜形成方法の途中段階における基板及び薄膜の断面図である。 図１Ｅ〜図１Ｆは、実施例１による薄膜形成方法の途中段階における基板及び薄膜の断面図であり、図１Ｇは、実施例１による薄膜形成方法で形成された薄膜の断面図である。 図２Ａは、実施例１による薄膜形成方法で薄膜を形成するときの、薄膜の露光量の厚さ方向の分布を示すグラフであり、図２Ｂは、比較例による方法で薄膜を形成するときの、薄膜の露光量の厚さ方向の分布を示すグラフである。 図３は、実施例１による薄膜形成方法で薄膜を形成する薄膜形成装置の概略平面図及びブロック図である。 図４Ａ及び図４Ｂは、図３に示した薄膜形成装置で薄膜を形成する方法を説明するための装置の主要部分の断面図である。 図４Ｃ及び図４Ｄは、図３に示した薄膜形成装置で薄膜を形成する方法を説明するための装置の主要部分の断面図である。 図５Ａ及び図５Ｂは、それぞれ実施例２及び実施例３による薄膜形成装置の概略平面図である。 図６は、実施例４による薄膜形成装置の概略正面図である。 図７は、実施例４による薄膜形成装置の塗布ステーションの概略平面図である。 図８は、薄膜が形成された基板の平面図である。

［実施例１］
図１Ａ〜図１Ｇを参照して、実施例１による薄膜形成方法について説明する。
図１Ａに示すように、基板１０の表面に、光硬化性の液状の第１の薄膜材料を塗布する。これにより、第１の薄膜材料からなる第１の液状膜２０が形成される。基板１０には、例えば表面に配線パターンが形成されたプリント基板が用いられる。第１の薄膜材料には、例えば紫外線硬化性樹脂が用いられる。第１の薄膜材料には、染料や顔料の色素が含まれていない。このため、第１の薄膜材料は、それを構成する樹脂本来の色を有し、例えば可視光の波長域で透明または半透明である。本明細書において、「第１の液状膜」を、「透明液状膜」という。透明液状膜の形成は、複数のノズル孔を有するノズルヘッドから、基板１０に向かって第１の薄膜材料を液滴化して吐出することにより行われる。

図１Ｂに示すように、基板１０の表面に形成された透明液状膜２０（図１Ａ）に、仮硬化用の光２１を照射することにより、透明液状膜２０を仮硬化させる。これにより、第１の薄膜材料が仮硬化した第１の膜（透明膜）２０Ａが形成される。ここで、「仮硬化」とは、目標とする耐熱性、耐剥離性、耐薬品性等が得られていない状態までの硬化を意味する。これに対し、目標とする耐熱性、耐剥離性、耐薬品性等が得られる状態までの効果を「本硬化」という。例えば、本硬化された状態の硬化度よりも低い硬化度の状態までの硬化を仮硬化ということができる。仮硬化した膜の硬化度を高めるための本硬化処理を行なうことにより、十分な耐熱性、耐剥離性、耐薬品性を実現することができる。光硬化性樹脂の硬化度は、例えばフーリエ変換赤外分光スペクトルにより評価することができる。例えば、初期状態を硬化度０％とし、モノマーがほぼ完全に消費されて、モノマー由来の光吸収ピークの強度が０になる状態を、硬化度１００％と定義することができる。なお、「本硬化」した状態が、必ずしも硬化度１００％である必要はない。一例として、硬化度が８０％の状態で十分な耐熱性、耐剥離性、耐薬品性が得られる場合には、硬化度が８０％以上の状態を本硬化した状態と定義してもよい。

図１Ｃに示すように、透明膜２０Ａの上に、液状の第１の薄膜材料を塗布することにより、２層目の透明液状膜２２を形成する。２層目の透明液状膜２２の形成方法は、１層目の透明液状膜２０（図１Ａ）の形成方法と同一である。

図１Ｄ示すように、２層目の透明液状膜２２（図１Ｃ）に、仮硬化用の光２３を照射することにより、２層目の透明液状膜２２を仮硬化させる。これにより、第１の薄膜材料が硬化した２層目の透明膜２２Ａが形成される。第１の薄膜材料に色素が含まれていないため、２層目の透明液状膜２２に照射された仮硬化用の光２３の一部は、２層目の透明液状膜２２を透過して、１層目の透明膜２０Ａまで進入する。このため、１層目の透明膜２０Ａの硬化度が高まる。

図１Ｅに示すように、２層目の透明膜２２Ａの上に、光硬化性の液状の第２の薄膜材料
を塗布する。これにより、第２の薄膜材料からなる第２の液状膜２４が形成される。第２の液状膜２４の形成方法は、１層目の透明液状膜２０（図１Ａ）の形成方法と同一である。第２の薄膜材料には、染料、顔料等の色素が含まれている。このため、第２の液状膜２４は着色されている。本明細書において、「第２の液状膜」を「有色液状膜」という。

図１Ｆ示すように、有色液状膜２４（図１Ｅ）に、仮硬化用の光２５を照射することにより、有色液状膜２４を仮硬化させる。これにより、第２の薄膜材料が硬化した第２の膜（有色膜）２４Ａが形成される。１層目の透明膜２０Ａ、２層目の透明膜２２Ａ、及び有色膜２４Ａの３層をまとめて薄膜２７ということとする。第２の薄膜材料に色素が含まれているため、仮硬化用の光２５は、有色液状膜２４（図１Ｅ）をほとんど透過しない。

図１Ｇに示すように、薄膜２７に、本硬化用の光２６を照射する。本硬化用の光２６の光強度（パワー密度）は、仮硬化用の光２１、２３、２５（図１Ｂ、図１Ｄ、図１Ｆ）の光強度より大きい。これにより、薄膜２７の硬化度が上昇し、薄膜２７が本硬化する。１層目の透明膜２０Ａ、２層目の透明膜２２Ａ、及び有色膜２４Ａの平面パターンは同一である。

次に、図２Ａ及び図２Ｂを参照して、実施例１による薄膜形成方法の効果について説明する。
図２Ａに、実施例１による薄膜形成方法で形成した１層目の透明膜２０Ａ、２層目の透明膜２２Ａ、及び有色膜２４Ａの断面図、及び深さ方向に関する露光量の分布の一例のグラフを示す。露光量の分布のグラフの横軸は露光量を表し、縦軸は深さ方向の位置を表す。

破線Ｅ１は、１層目の透明膜２０Ａを形成するための仮硬化用の光２１（図１Ｂ）による露光量の分布を示す。破線Ｅ２は、２層目の透明膜２２Ａを形成するための仮硬化用の光２３（図１Ｄ）による露光量の分布を示す。破線Ｅ３は、有色膜２４Ａを形成するための仮硬化用の光２５（図１Ｆ）による露光量の分布を示す。破線Ｅｆは、本硬化用の光２６（図１Ｇ）による露光量の分布を示す。実線Ｅｔは、薄膜２７の露光量の合計の分布を示す。

有色膜２４Ａが色素を含んでいるため、有色膜２４Ａ内における単位深さあたりの減衰量が、透明膜２０Ａ、２２Ａ内における単位深さあたりの減衰量よりも大きい。言い換えると、透明膜２０Ａ、２２Ａ内における単位深さあたりの減衰量が、有色膜２４Ａ内における単位深さあたりの減衰量より小さい。このため、２層目の透明膜２２Ａ及び１層目の透明膜２０Ａにおいても、十分な露光量が確保される。

図２Ｂに、比較例による薄膜形成方法で形成した１層目の膜２０Ａ、２層目の膜２２Ａ、及び有色膜２４Ａの断面図、及び深さ方向に関する露光量の分布の一例のグラフを示す。露光量の分布のグラフの横軸は露光量を表し、縦軸は深さ方向の位置を表す。破線Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅｆ、及び実線Ｅｔは、図２Ａと同様に、それぞれ仮硬化用の光２１、２３、２５（図１Ｂ、図１Ｄ、図１Ｆ）、及び本硬化用の光２６（図１Ｇ）による露光量の分布を示す。比較例においては１層目の膜２０Ａ及び２層目の膜２２Ａも、有色膜２４Ａと同様に、色素を含んだ第２の薄膜材料で形成されている。

１層目の膜２０Ａ及び２層目の膜２２Ａが色素を含んでいるため、１層目の膜２０Ａ及び２層目の膜２２Ａ内における仮硬化用の光、及び本硬化用の光の、単位深さあたりの減衰量が大きい。このため、比較例による方法で形成された薄膜の露光量は、図２Ａに示した実施例１による方法で形成された薄膜の露光量に比べて、深い領域において著しく少なくなる。露光量が少なくなると、樹脂の硬化度が不十分になる。特に、基板１０と薄膜２
７との界面近傍において硬化度が不十分になりやすい。界面近傍の硬化度が不十分であると、薄膜２７が基板から剥離し易い。

実施例１では、２層目の透明膜２２Ａを形成するための仮硬化用の光２３（図１Ｄ）によって、１層目の透明膜２０Ａの硬化度が進む。さらに、本硬化用の光２６（図１Ｇ）が深い領域まで到達し易いため、基板１０と薄膜２７との界面近傍における薄膜２７の硬化度を十分高めることができる。これにより、薄膜２７の剥離を防止することができる。

第１の薄膜材料及び第２の薄膜材料を仮硬化させる光の波長域における第１の薄膜材料の吸収係数が、第２の薄膜材料の吸収係数よりも小さい場合、薄膜２７の深い領域の硬化度を高める効果が得られる。

有色膜２４Ａを、透明膜２０Ａ、２２Ａと同様に色素を含まない第１の薄膜材料で形成すると、薄膜２７の深い領域における露光量を十分多くし、十分な硬化度を確保することができる。ところが、有色膜２４Ａを第１の薄膜材料で形成すると、薄膜２７の全域がほぼ透明になり、薄膜２７の輪郭を視認することが困難になる。実施例１では、最も上の有色膜２４Ａが着色されているため、薄膜２７の輪郭を容易に視認することができる。

実施例１では、第１の薄膜材料で形成された透明膜２０Ａ、２２Ａ（図１Ｇ）を２層配置したが、透明膜を１層としてもよいし、３層以上配置してもよい。なお、透明膜が複数層配置される場合には、上層の透明膜を仮硬化させるとき（図１Ｄ）に、下層の透明膜の硬化度を高めることができる。透明膜を２層以上配置すると、透明膜が１層のみの場合に比べて、透明膜の硬化度をより高めることができる。また、実施例１では、有色の第２の薄膜材料で形成された有色膜２４Ａ（図１Ｇ）を１層配置したが、有色膜を２層以上配置してもよい。

図３に、実施例１による薄膜形成装置の概略平面図及びブロック図を示す。実施例１による薄膜形成装置は、上述の実施例１による薄膜形成方法を適用した薄膜の形成に用いることができる。

ステージ３０の上に基板１０が保持されている。ステージ３０の基板保持面に平行な面をｘｙ面とするｘｙｚ直交座標系を定義する。移動機構３１が、制御装置５０からの制御を受けて、ステージ３０をｘ方向及びｙ方向に移動させる。ステージ３０と共に、基板１０がｘ方向及びｙ方向に移動する。なお、ステージ３０として、空気浮上式ステージ、超音波浮上式ステージ等を用いてもよい。この場合には、移動機構３１により、基板１０がステージ３０に対してｘ方向及びｙ方向に移動する。

ステージ３０の上方にノズルユニット４０が配置されている。ノズルユニット４０は、第１のノズルヘッド４１ａ、４１ｂ、第２のノズルヘッド４２、及び仮硬化用光源４３ａ、４３ｂ、４３ｃを含む。第１のノズルヘッド４１ａ、４１ｂは、基板１０に対向する複数のノズル孔を有し、ノズル孔から基板１０に向かって、色素を含まない液状の第１の薄膜材料を液滴にして吐出する。第２のノズルヘッド４２は、基板１０に対向する複数のノズル孔を有し、ノズル孔から基板１０に向かって、色素を含む液状の第２の薄膜材料を液滴にして吐出する。第１の薄膜材料の吐出、及び第２の薄膜材料の吐出は、制御装置５０から制御されることにより行われる。

第１のノズルヘッド４１ａ、４１ｂ、及び第２のノズルヘッド４２の各々のノズル孔は、ｘ方向に等間隔で配列している。また、第１のノズルヘッド４１ａ、４１ｂ、及び第２のノズルヘッド４２は、ｙ軸の正方向に向かってこの順番に配置されている。第１のノズルヘッド４１ａと４１ｂとの間に、仮硬化用光源４３ａが配置され、第１のノズルヘッド
４１ｂと第２のノズルヘッド４２との間に、仮硬化用光源４３ｂが配置されている。第２のノズルヘッド４２よりもｙ軸の正の側に仮硬化用光源４３ｃが配置されている。仮硬化用光源４３ａ、４３ｂ、４３ｃは、基板１０の表面に仮硬化用の光、例えば紫外線を照射する。

基板１０をｙ軸の正の方向に移動させながら、第１のノズルヘッド４１ａ、４１ｂから第１の薄膜材料を吐出することにより、基板１０に第１の薄膜材料を塗布することができる。仮硬化用光源４３ａ、４３ｂを点灯させておくことにより、基板１０に塗布された第１の薄膜材料を仮硬化させることができる。

基板１０をｙ軸の正の方向に移動させながら、第２のノズルヘッド４２から第２の薄膜材料を吐出することにより、仮硬化した第１の薄膜材料の上に、第２の薄膜材料を塗布することができる。仮硬化用光源４３ｃを点灯させておくことにより、第２の薄膜材料を硬化させることができる。

制御装置５０に、形成すべき薄膜のパターンを定義するイメージデータが記憶されている。制御装置５０が、このイメージデータに基づいて、移動機構３１、第１のノズルヘッド４１ａ、４１ｂ、及び第２のノズルヘッド４２を制御することにより、所望のパターンを有する薄膜を形成することができる。

図４Ａ〜図４Ｄを参照して、実施例１による薄膜形成装置によって薄膜を形成する方法について説明する。図４Ａ〜図４Ｄは、図３の一点鎖線４−４における断面図を示している。

図４Ａに示すように、基板１０をｙ軸の正の方向に移動させながら、第１のノズルヘッド４１ａから第１の薄膜材料１１を液滴にして吐出させる。これにより基板１０の上に、第１の薄膜材料からなる透明液状膜２０が形成される。透明液状膜２０を形成する工程は、図１Ａに示した透明液状膜２０を形成する工程に相当する。

図４Ｂに示すように、透明液状膜２０が仮硬化用光源４３ａの下方を通過する際に、透明液状膜２０に仮硬化用の光２１が照射される。その結果、透明液状膜２０が仮硬化して透明膜２０Ａが形成される。この透明膜２０Ａを形成する工程は、図１Ｂに示した透明膜２０Ａを形成する工程に相当する。

透明膜２０Ａが第１のノズルヘッド４１ｂの下方を通過するときに、第１のノズルヘッド４１ｂから吐出された第１の薄膜材料１１が透明膜２０Ａの上に塗布される。これにより、２層目の透明液状膜２２が形成される。２層目の透明液状膜２２を形成する工程は、図１Ｃに示した２層目の透明液状膜２２を形成する工程に相当する。

図４Ｃに示すように、２層目の透明液状膜２２が仮硬化用光源４３ｂの下方を通過するときに、透明液状膜２２に仮硬化用の光２３が照射される。その結果、透明液状膜２２が仮硬化して２層目の透明膜２２Ａが形成される。２層目の透明膜２２Ａを形成する工程は、図１Ｄに示した２層目の透明膜２２Ａを形成する工程に相当する。

２層目の透明膜２２Ａが第２のノズルヘッド４２の下方を通過するときに、第２のノズルヘッド４２から吐出された第２の薄膜材料１２が透明膜２２Ａの上に塗布される。これにより、有色液状膜２４が形成される。有色液状膜２４を形成する工程は、図１Ｅに示した有色液状膜２４を形成する工程に相当する。

図４Ｄに示すように、有色液状膜２４が仮硬化用光源４３ｃの下方を通過するときに、
有色液状膜２４に仮硬化用の光２５が照射される。その結果、有色液状膜２４が仮硬化して有色膜２４Ａが形成される。有色膜２４Ａを形成する工程は、図１Ｆに示した有色膜２４Ａを形成する工程に相当する。

基板１０をｘ方向（図３）にずらして同様の処理を行うことにより、基板１０の全域に薄膜を形成することができる。

［実施例２］
図５Ａに、実施例２による薄膜形成装置の概略平面図を示す、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、ノズルユニット４０が２個の第１のノズルヘッド４１ａ、４１ｂを含んでいたが、実施例２では、ノズルユニット４０が４個の第１のノズルヘッド４１ａ〜４１ｄを含んでいる。第１のノズルヘッド４１ａ〜４１ｄが、ｙ軸の正の方向に向かってこの順番に配置されている。第１のノズルヘッド４１ａ〜４１ｄの各々のｙ軸の正の側に、それぞれ仮硬化用光源４３ａ〜４３ｄが配置されている。

仮硬化用光源４３ｄの、ｙ軸の正の側に第２のノズルヘッド４２ａが配置されている。第２のノズルヘッド４２ａの、ｙ軸の正の側に仮硬化用光源４３ｅが配置されている。

第１のノズルヘッド４１ａ〜４１ｄによって、それぞれ１層目〜４層目の透明液状膜が形成される。仮硬化用光源４３ａ〜４３ｄによって、それぞれ１層目〜４層目の透明液状膜が仮硬化され、１層目〜４層目の透明膜が形成される。

実施例２のように、４個の第１のノズルヘッド４１ａ〜４１ｄを配置することにより、色素を含まない４層の透明膜を形成することができる。第１のノズルヘッドの個数を増やすことにより、透明膜の積層数を増やすことができる。

［実施例３］
図５Ｂに、実施例３による薄膜形成装置の概略平面図を示す、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、第１のノズルヘッド４１ａ〜４１ｄの列の一方の端、すなわちｙ軸の正の側にのみ第２のノズルヘッド４２ａが配置されていた。実施例３では、第１のノズルヘッド４１ａ〜４１ｄの列の両方の端、すなわちｙ軸の正の側及び負の側に、それぞれ第２のノズルヘッド４２ａ及び４２ｂが配置されている。さらに、第１のノズルヘッド４１ａの、ｙ軸の負の側に仮硬化用光源４３ｆが配置され、第２のノズルヘッド４２ｂの、ｙ軸の負の側に仮硬化用光源４３ｇが配置されている。

実施例２では、基板１０をｙ軸の正の方向に移動させながら薄膜を形成したが、実施例３では、基板１０をｙ軸の負の方向に移動させながら薄膜を形成することも可能である。このため、薄膜の形成に要する時間を短縮することができる。

［実施例４］
図６に、実施例４による薄膜形成装置の概略正面図を示す。実施例４による薄膜形成装置は、搬入ステーション６０、仮位置決めステーション６１、塗布ステーション６２、本硬化ステーション６３、及び搬送装置６４を含む。水平面をｘｙ面とし、鉛直上方をｚ軸の正の向きとするｘｙｚ直交座標を定義する。搬入ステーション６０、仮位置決めステーション６１、塗布ステーション６２、及び本硬化ステーション６３が、ｘ軸の正の向きに向かってこの順番に配置されている。制御装置５０が、搬入ステーション６０、仮位置決
めステーション６１、塗布ステーション６２、本硬化ステーション６３内の各装置、及び搬送装置６４を制御する。制御装置５０は、基板１０に形成すべき薄膜パターンの平面形状を定義するイメージデータを記憶している。

第１の搬送ローラ６５が、処理対象の基板１０を搬入ステーション６０から仮位置決めステーション６１まで、ｘ軸の正の向きに搬送する。第１の搬送ローラ６５で搬送されている基板１０の先端がストッパ６７に接触することにより、搬送方向に関して基板１０の粗い位置決めが行われる。

搬送装置６４が、仮位置決めステーション６１から塗布ステーション６２まで、及び塗布ステーション６２から本硬化ステーション６３まで基板１０を搬送する。搬送装置６４は、ガイド７０、及び２台のリフタ７１、７２を含む。リフタ７１、７２がガイド７０に案内されて、ｘ方向に移動する。一方のリフタ７１は、仮位置決めステーション６１から塗布ステーション６２まで基板１０を搬送し、他方のリフタ７２は、塗布ステーション６２から本硬化ステーション６３まで基板１０を搬送する。

塗布ステーション６２は、定盤３２、移動機構３１、及びステージ３０を含む。定盤３２の上に、移動機構３１を介してステージ３０が支持されている。移動機構３１は、制御装置５０からの制御を受けて、ステージ３０をｘ方向及びｙ方向に移動させるとともに、ｚ軸に平行な直線を回転中心として回転方向の姿勢を変化させる。ステージ３０は、例えば真空チャックにより基板１０を固定する。

図７に、塗布ステーション６２の概略平面図を示す。ステージ３０がＹ方向ガイド３５に案内されてｙ方向に移動する。ステージ３０が、ｙ方向の可動範囲の負側の端部（ガイド７０側の端部）に位置するときに、ステージ３０と、リフタ７１、７２（図６）との間で基板１０の受け渡しが行われる。

ステージ３０の通過経路の上方に撮像装置３３及び高さセンサ３４が配置されている。撮像装置３３は、ステージ３０に保持されている基板１０に形成されたアライメントマークを撮像する。制御装置５０（図６）が、撮像された画像の解析を行うことにより、基板１０のｘ方向及びｙ方向の位置、及び回転方向の姿勢が検出される。ステージ３０をｘ方向及び回転方向に移動させることにより、基板１０の位置決めを行うことができる。

高さセンサ３４が、ステージ３０に保持されている基板１０の上面の高さを計測する。計測結果により、基板１０の反りの有無を検出することができる。

ステージ３０がｙ方向に移動する経路の上方に、ノズルユニット４０が配置されている。ノズルユニット４０は、実施例１のノズルユニット４０（図３）、実施例２のノズルユニット４０（図５Ａ）、または実施例３のノズルユニット４０（図５Ｂ）と同一の構成を有する。なお、これらのノズルユニット４０を、ｘ方向に複数個並べて配置してもよい。

塗布ステーション６２では、例えば実施例１の１層目の透明膜２０Ａ（図１Ｂ）、２層目の透明膜２２Ａ（図１Ｄ）、及び有色膜２４Ａ（図１Ｆ）が形成される。

図６に戻って、本硬化ステーション６３の構成について説明する。本硬化ステーション６３に、第２の搬送ローラ６６が配置されている。塗布ステーション６２で処理された基板１０が、搬送装置６４により本硬化ステーション６３まで搬送され、第２の搬送ローラ６６の上に載せられる。第２の搬送ローラ６６は、基板１０をｘ軸の正の方向に搬送する。基板１０の搬送経路の上方に、本硬化用光源６８が配置されている。本硬化用光源６８は、第２の搬送ローラ６６によって搬送されている基板１０に、薄膜材料を硬化させる波
長成分を含む光を照射する。本硬化ステーション６３では、実施例１の本硬化用の光２６（図１Ｇ）の照射が行われる。

図８に、実施例１〜実施例３による方法で形成する薄膜パターンの一例を示す。ソルダーレジストの薄膜パターンを形成すべき基板１０は、複数のプリント配線板が１枚のパネルに面付けされた多面取りパネルである。図８において、薄膜材料を塗布すべき領域１５にハッチングが付されている。プリント配線板ごとに、薄膜材料を塗布すべき領域１５が画定されている。薄膜材料を塗布すべき領域１５は、例えば、長方形の外周線１６を有する。外周線１６の内側に、薄膜材料を塗布しない複数の開口１７が分布している。薄膜材料を塗布すべき領域１５のパターンのイメージデータが、制御装置５０（図６）に記憶されている。

実施例１〜実施例３による方法で、薄膜材料を塗布すべき領域１５に薄膜材料が塗布され、ソルダーレジスト膜が形成される。実施例１〜実施例３による方法を適用することにより、ソルダーレジスト膜の深部まで十分硬化させることができる。これにより、剥離しにくいソルダーレジスト膜の形成が可能になる。

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。

１０ 基板
１１ 第１の薄膜材料
１２ 第２の薄膜材料
１５ 薄膜材料を塗布すべき領域
１６ 薄膜材料を塗布すべき領域の外周線
１７ 開口
２０ 透明液状膜（第１の液状膜）
２０Ａ 透明膜（第１の膜）
２１ 仮硬化用の光
２２ ２層目の透明液状膜（２層目の第１の液状膜）
２２Ａ ２層目の透明膜（２層目の第１の膜）
２３ 仮硬化用の光
２４ 有色液状膜（第２の液状膜）
２４Ａ 有色膜（第２の膜）
２５ 仮硬化用の光
２６ 本硬化用の光
２７ 薄膜
３０ ステージ
３１ 移動機構
３２ 定盤
３３ 撮像装置
３４ 高さセンサ
３５ Ｙ方向ガイド
４０ ノズルユニット
４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ 第１のノズルヘッド
４２、４２ａ、４２ｂ 第２のノズルヘッド
４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、４３ｅ、４３ｆ、４３ｇ 仮硬化用光源
５０ 制御装置
６０ 搬入ステーション
６１ 仮位置決めステーション
６２ 塗布ステーション
６３ 本硬化ステーション
６４ 搬送装置
６５ 第１の搬送ローラ
６６ 第２の搬送ローラ
６７ ストッパ
６８ 本硬化用光源
７０ ガイド
７１、７２ リフタ

Claims (5)

1. 基板に、光硬化性の液状の第１の薄膜材料を塗布することにより第１の液状膜を形成する工程と、
   前記第１の液状膜に光を照射して前記第１の液状膜を仮硬化させることにより、第１の膜を形成する工程と、
   前記第１の膜の上に、光硬化性の液状の第２の薄膜材料を塗布することにより、第２の液状膜を形成する工程と、
   前記第２の液状膜に光を照射して前記第２の液状膜を仮硬化させることにより、第２の膜を形成する工程と、
   前記第１の膜及び前記第２の膜に光を照射することにより、前記第１の膜及び前記第２の膜の硬化度を高める本硬化を行なう工程と
   を有し、前記第１の薄膜材料及び前記第２の薄膜材料を仮硬化させる光の波長域における前記第１の薄膜材料の吸収係数が、前記第２の薄膜材料の吸収係数よりも小さい薄膜形成方法。
2. 前記第２の薄膜材料は色素を含んでおり、前記第１の薄膜材料は色素を含んでいない請求項１に記載の薄膜形成方法。
3. 前記第２の薄膜材料を塗布する前に、前記第１の液状膜を形成する工程と、前記第１の膜を形成する工程とを複数回繰り返す請求項１または２に記載の薄膜形成方法。
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対向し、前記基板に向けて光硬化性の液状の第１の薄膜材料の液滴を吐出する複数のノズル孔を含む第１のノズルヘッドと、
   前記ステージに保持された基板に対向し、前記基板に向けて光硬化性の液状の第２の薄膜材料の液滴を吐出する複数のノズル孔を含む第２のノズルヘッドと、
   前記第１のノズルヘッドから吐出されて前記基板に塗布された前記第１の薄膜材料に仮硬化用の光を照射する第１の仮硬化用光源と、
   前記第２のノズルヘッドから吐出されて前記基板に塗布された前記第２の薄膜材料に仮硬化用の光を照射する第２の仮硬化用光源と、
   前記第１のノズルヘッド、前記第２のノズルヘッド、前記第１の仮硬化用光源、及び第２の仮硬化用光源を含むノズルユニットと、前記基板との一方を他方に対して、前記基板の表面に平行な方向に移動させる移動機構と、
   前記第１のノズルヘッド、前記第２のノズルヘッド、及び前記移動機構を制御する制御装置と
   を有し、
   前記制御装置は、前記第１のノズルヘッド、前記第２のノズルヘッド、及び前記移動機構を制御することにより、
   前記ステージに保持された基板に前記第１のノズルヘッドから吐出された前記第１の薄膜材料を塗布して第１の液状膜を形成し、
   前記第１の液状膜に、前記第１の仮硬化用光源から光を照射して前記第１の薄膜材料を仮硬化させることにより、第１の膜を形成し、
   前記第１の膜の上に、前記第２のノズルヘッドから吐出された前記第２の薄膜材料を塗布して第２の液状膜を形成し、
   前記第２の液状膜に、前記第２の仮硬化用光源から光を照射して前記第２の薄膜材料を仮硬化させることにより第２の膜を形成する薄膜形成装置。
5. 前記第１のノズルヘッド、前記第１の仮硬化用光源、前記第２のノズルヘッド、及び前記第２の仮硬化用光源が、第１の方向にこの順番に配置されており、
   前記制御装置は、前記第１の仮硬化用光源及び前記第２の仮硬化用光源が点灯した状態で、前記基板を前記第１の方向に移動させながら、前記第１のノズルヘッド及び前記第２のノズルヘッドから、それぞれ液状の前記第１の薄膜材料及び液状の前記第２の薄膜材料を吐出させる請求項４に記載の薄膜形成装置。

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