JP5936612B2 - 薄膜形成方法及び薄膜形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、薄膜材料の液滴を基板に向けて吐出して薄膜パターンを形成する薄膜形成方法及び薄膜形成装置に関する。

ノズルヘッド（インクジェットヘッド）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（たとえば特許文献１）。

このような薄膜形成技術において、例えば、基板にはプリント配線基板が、薄膜材料にはソルダーレジストが用いられる。プリント配線基板は、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。電子部品等のはんだ付けのために導体部分が露出した領域をランドという。

特許第３５４４５４３号公報

薄膜材料には、光硬化性（例えば、紫外線硬化性）の液状材料が用いられる。薄膜材料の液滴が基板に着弾すると、薄膜材料が面内方向に広がる。基板に形成される薄膜パターンの解像度を高めるために、液滴の着弾後、速やかに薄膜材料に光を照射して硬化させることが好ましい。ところが、薄膜をベタに塗布する領域において、液滴の着弾後、速やかに薄膜材料を硬化させると、液滴の各々に対応して、薄膜の表面に凹凸が残ってしまう。
本発明の目的は、薄膜の表面に凹凸が発生しにくい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、
基板の表面の、薄膜パターンを形成する領域の縁への、薄膜材料の液滴の着弾と、着弾した薄膜材料の硬化とを繰り返すことにより、前記薄膜パターンを形成する領域の縁に、薄膜材料からなるエッジパターンを形成する工程と、
前記エッジパターンで縁が画定された内部領域に、薄膜材料の液滴を着弾させる工程と、
前記内部領域に着弾した薄膜材料を硬化させる工程と
を有し、
前記薄膜材料は、光照射によって硬化する光硬化性の材料であり、
前記エッジパターンを形成する工程において、薄膜材料を吐出する複数のノズル孔、及び硬化用の光を放射する光源が形成されたノズルユニットと、ステージに保持した前記基板との一方を他方に対して移動させながら、前記ノズル孔から薄膜材料を吐出させることにより、前記薄膜パターンを形成する領域の縁に薄膜材料の液滴を着弾させるとともに、前記基板に着弾した薄膜材料に、前記ノズルユニットと基板との一方を他方に対して移動させている期間中に、前記光源からの硬化用の光を照射して硬化させ、
前記内部領域に、薄膜材料の液滴を着弾させる工程において、前記ステージに前記基板を保持したまま、前記ノズルユニットと前記基板との一方を他方に対して移動させながら、前記エッジパターンを形成する工程で用いた前記ノズルユニットの前記ノズル孔から薄膜材料を吐出させることにより、前記内部領域に薄膜材料の液滴を着弾させ、前記ノズルユニットと基板との一方を他方に対して移動させている期間中には、前記光源からの硬化用の光を照射せず、
前記内部領域に着弾した薄膜材料を硬化させる工程において、前記内部領域に薄膜材料の液滴を着弾させる工程の後、前記ノズルユニットと基板との一方を他方に対して移動させながら、前記内部領域に着弾した薄膜材料に前記光源からの硬化用の光を照射する薄膜形成方法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、前記基板の表面に、光硬化性の薄膜材料の液滴を吐出する複数のノズル孔、及び前記基板に付着した薄膜材料に硬化用の光を照射する光源が設けられているノズルユニットと、
前記ノズルユニットと前記ステージ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、
前記基板に形成すべき薄膜パターンの画像データを記憶している制御装置と
を有し、
前記制御装置は、前記移動機構及び前記ノズルユニットを制御することによって、
前記ノズルユニットと前記基板との一方を他方に対して一方向に移動させながら、前記ノズル孔から薄膜材料を吐出させて、前記基板の表面の、薄膜パターンを形成する領域の縁に薄膜材料の液滴を着弾させるとともに、前記ノズルユニットと前記基板との一方を他方に対して移動させている期間中に、着弾した薄膜材料に前記光源から硬化用の光を照射し、
その後、前記ノズルユニットと前記基板との一方を他方に対して一方向に移動させながら、前記ノズル孔から薄膜材料を吐出させて、前記基板の表面の、薄膜パターンを形成する領域の内部領域に薄膜材料の液滴を着弾させるとともに、前記ノズルユニットと前記基板との一方を他方に対して移動させている期間中には、着弾した薄膜材料に前記光源から硬化用の光を照射せず、
その後、前記ノズルユニットと前記基板との一方を他方に対して移動させながら、前記内部領域に着弾した薄膜材料に前記光源から光を照射する薄膜形成装置が提供される。

薄膜パターンの縁に着弾した薄膜材料を硬化させた後に、薄膜パターンの内部に対応する領域に薄膜材料の液滴を着弾させるときに、既に硬化されている薄膜材料が、薄膜材料の面内方向の流動を堰き止める。このため、薄膜パターンの内部に対応する領域に着弾した薄膜材料を、直ちに硬化させる必要がない。薄膜材料が面内方向に広がった後に硬化させることが可能になる。これにより、薄膜パターンの内部の表面を平坦にすることができる。

図１は、実施例１による薄膜形成装置の側面図である。 図２Ａは、実施例１による薄膜形成装置に用いられるノズルユニットの斜視図であり、図２Ｂは、ノズルユニットの底面図である。 図３は、実施例１による薄膜形成方法で形成された薄膜パターンを有する基板、及びノズルユニットの平面図である。 図４Ａは、実施例１による薄膜形成方法の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、実施例１による薄膜形成方法の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４Ｄは、図４Ｃの一点鎖線４Ｄ−４Ｄにおける断面図である。 図４Ｅは、実施例１による薄膜形成方法の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４Ｆは、図４Ｅの一点鎖線４Ｆ−４Ｆにおける断面図であり、図４Ｇは、実施例１による薄膜形成方法の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４Ｈは、図４Ｇの一点鎖線４Ｈ−４Ｈにおける断面図である。 図４Ｉは、実施例１による薄膜形成方法の５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４Ｊは、図４Ｉの一点鎖線４Ｊ−４Ｊにおける断面図であり、図４Ｋは、実施例１による薄膜形成方法の６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４Ｌは、図４Ｋの一点鎖線４Ｌ−４Ｌにおける断面図である。 図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃは、それぞれ図４Ａの一点鎖線５Ａ−５Ａにおける断面図、図４Ｅの一点鎖線５Ｂ−５Ｂにおける断面図、図４Ｉの一点鎖線５Ｃ−５Ｃにおける断面図である。 図６Ａ及び図６Ｂは、それぞれ比較例及び実施例１による方法で形成した薄膜パターンの断面図である。 図７Ａは、実施例２による薄膜形成方法の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７Ｂは、実施例２による薄膜形成方法の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る。 図７Ｃは、実施例２による薄膜形成方法の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７Ｄは、実施例２による薄膜形成方法の５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る。 図７Ｅは、実施例２による薄膜形成方法の６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る。 図８Ａは、実施例３による薄膜形成方法の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８Ｂは、実施例３による薄膜形成方法の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る。 図８Ｃは、実施例３による薄膜形成方法の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８Ｄは、実施例３による薄膜形成方法の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る。 図９は、実施例４による薄膜形成装置のノズルユニットの平面図である。 図１０Ａは、実施例４による薄膜形成方法の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る。 図１０Ｂは、実施例４による薄膜形成方法の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る。 図１０Ｃは、実施例４による薄膜形成方法の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る。 図１１は、実施例５の評価実験に用いたノズルユニットの底面図である。 図１２は、実施例５による薄膜形成装置の部分側面図である。 図１３Ａは、基板に形成する薄膜パターン及びノズルユニットの平面図であり、図１３Ｂ及び図１３Ｃは、図１３Ａの一点鎖線１３−１３における断面図である。 図１４は、実施例５によるノズルユニットの底面図である。 図１５Ａ及び図１５Ｂは、実施例５による方法で薄膜パターンを形成しているときの、ノズルユニット及び基板の側面図である。 図１６Ａは、実施例５による方法で基板に形成する薄膜パターン及びノズルユニットの平面図であり、図１６Ｂは、図１６Ａの一点鎖線１６Ｂ−１６Ｂにおける断面図である。 図１７Ａ及び図１７Ｂは、実施例５の変形例によるノズルユニット及び基板の平面図である。 図１８Ａ及び図１８Ｂは、実施例６による方法で薄膜パターンを形成しているときの、ノズルユニット及び基板の側面図であり、図１８Ｃは、実施例６の変形例による方法で薄膜パターンを形成しているときの、ノズルユニット及び基板の側面図である。 図１９Ａは、実施例６による方法で基板に形成する薄膜パターン及びノズルユニットの平面図であり、図１９Ｂは、図１９Ａの一点鎖線１９Ｂ−１９Ｂにおける断面図である。 図２０は、実施例６の変形例による方法で形成した薄膜パターン、及びノズルユニットの平面図である。 図２１Ａ〜図２１Ｄは、実施例７による方法で作製される半導体装置の、製造途中段階における断面図である。 図２２Ａ及び図２２Ｂは、それぞれ実施例８及びその変形例による薄膜形成装置のノズルヘッドの配置を示す底面図である。 図２３は、実施例９による薄膜形成装置のノズルヘッドの配置を示す底面図である。 図２４Ａ、図２４Ｂ、図２４Ｃ、図２４Ｄは、それぞれ実施例９による薄膜形成装置を用いて薄エッジパターンを形成するときの１回目、２回目、３回目、４回目の走査終了後におけるエッジパターンの、薄膜材料が着弾したピクセルを示す平面図である。

［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。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、支柱３１によって梁３２が支えられている。梁３２に、ノズルユニット支持機構２９及び撮像装置３０が取り付けられている。ノズルユニット支持機構２９に、ノズルユニット２３が支持されている。撮像装置３０及びノズルユニット２３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、光硬化型（例えば紫外線硬化型）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には、基板５０に形成すべき薄膜パターンを定義するラスタフォーマットの画像データ等が記憶されている。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。入力装置４１には、例えばキーボード、タッチパネル、ポインティングデバイス等が用いられる。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。出力装置４２には液晶ディスプレイ等が用いられる。

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、それぞれ紫外光源２５が配置されている。紫外光源２５は、基板５０（図１）に紫外線を照射する。なお、薄膜材料として、紫外線の波長域以外の光の成分によって硬化する材料を用いる場合には、紫外光源２５に代えて、薄膜材料を硬化させることができる波長成分を含む光を放射する光源が用いられる。

図２Ｂに、ノズルヘッド２４及び紫外光源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）８Ｐ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、Ｘ方向にピッチ４Ｐ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４Ｐで等間隔に分布することになる。ピッチ４Ｐ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２Ｐ、Ｐ、及び３Ｐ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Ｐ（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、それぞれ紫外光源２５が配置されている。紫外光源２５は、基板５０（図１）に付着した液状の薄膜材料を硬化させる。

基板５０（図１）をＹ方向に移動させながら、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。Ｘ方向にＰ／２だけずらして２回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。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。

基板５０をＹ方向に移動させながら、ノズルユニット２３から薄膜材料の液滴を吐出させる動作を「走査」ということとする。１回の走査により、薄膜材料の液滴を着弾させ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Ｗで表す。一例として、単位走査領域５６の幅Ｗは、基板５０のＸ方向の寸法の１／４である。

図４Ａ〜図４Ｌ、及び図５Ａ〜図５Ｃ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４Ａ〜図４Ｌでは、図３に示した基板５０を代表して、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、薄膜パターン内に２つの正方形と４つの円形の開口部を配置したが、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５Ａに、図４Ａの一点鎖線５Ａ−５Ａにおける断面図を示す。

図４Ａに示すように、基板５０をＹ軸の負の方向に走査する。このとき、ノズルヘッド２４（図５Ａ）から、薄膜パターン５５の最外周の縁、及び開口部の縁に、薄膜材料の液滴を着弾させる。走査中、紫外光源２５（図５Ａ）から紫外線を基板５０に照射しておく。このため、薄膜材料の液滴が基板５０に着弾した直後に、薄膜材料の表層部が硬化する。紫外光源２５から放射される紫外線は、基板表面における光エネルギ密度が十分ではないため、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」といい、内部まで硬化する反応を「本硬化」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。

図４Ｃ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４Ｄに、図４Ｃの一点鎖線４Ｄ−４Ｄにおける断面図を示す。図４Ｃ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の幅Ｗ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、ノズルユニット２３から、薄膜パターン５５の最外周の縁、及び開口部の縁に、薄膜材料の液滴を着弾させ、着弾直後に、薄膜材料を仮硬化させる。

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４Ｅ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４Ｆに、図４Ｅの一点鎖線４Ｆ−４Ｆにおける断面図を示し、図５Ｂに、図４Ｅの一点鎖線５Ｂ−５Ｂ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、ノズルヘッド２４（図５Ｂ）から、薄膜パターン５５（図３）を形成する領域の内部（ベタの領域）に、薄膜材料の液滴を着弾させる。２回目の走査で形成されたエッジパターン６１を縁とする面状パターン６２が形成される。３回目の走査では、紫外光源２５（図５Ｂ）は消灯状態である。このため、面状パターン６２は、未硬化のままである。

面状パターン６２は未硬化であるが、薄膜パターン５５の縁に相当する領域に形成されているエッジパターン６１が、薄膜材料の面内方向の広がりを堰き止める。このため、未硬化の薄膜材料が開口部の内側まで侵入することはない。単位走査領域５６（図３）の境界線６３には、未硬化の薄膜材料を堰き止めるエッジパターンが形成されていない。このため、単位走査領域５６の境界線６３上においては、薄膜材料が、基板との濡れ性に基づく平衡状態に達するまで広がる。

図４Ｇ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４Ｈに、図４Ｇの一点鎖線４Ｈ−４Ｈ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Ｗ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）を形成する領域の内部に、薄膜材料の液滴を着弾させる。１回目の走査で形成されたエッジパターン６０を縁とする面状パターン６４が形成される。４回目の走査でも、紫外光源２５（図５Ｂ）は消灯状態である。このため、面状パターン６４は、未硬化のままである。

３回目の走査で形成された面状パターン６２と、４回目の走査で形成された面状パターン６４は、共に未硬化の状態であるため、両者の境界線近傍において薄膜材料が混ざり合う。このため、単位走査領域５６の境界線６３は、ほとんど視認できない状態になる。

図４Ｉに、５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４Ｊに、図４Ｉの一点鎖線４Ｊ−４Ｊにおける断面図を示す。図５Ｃに、図４Ｉの一点鎖線５Ｃ−５Ｃにおける断面図を示す。４回目の走査後、基板５０をＹ軸の負の方向に移動させることにより、５回目の走査を行う。５回目の走査では、ノズルヘッド２４（図５Ｃ）から薄膜材料の液滴を吐出させず、紫外光源２５による紫外線の照射のみを行う。未硬化だった面状パターン６４が、紫外線照射によって仮硬化する。図４Ｉにおいて、仮硬化した領域に密なハッチングを付し、未硬化の領域に疎なハッチングを付している。後に示す他の図面においても同様である。

図４Ｋに、６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４Ｌに、図４Ｋの一点鎖線４Ｌ−４Ｌにおける断面図を示す。５回目の走査の後、基板５０をＸ軸の負の方向に、単位走査領域５６（図３）の幅Ｗ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、６回目の走査を行う。６回目の走査でも、ノズルヘッド２４（図５Ｃ）から薄膜材料の液滴を吐出させず、紫外光源２５による紫外線の照射のみを行う。未硬化だった面状パターン６２が、紫外線照射によって仮硬化する。

図６Ａ及び図６Ｂ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６Ａ及び図６Ｂに、それぞれ比較例及び実施例１による方法で形成した薄膜パターンの断面図を示す。

図６Ａに示した比較例においては、薄膜パターン５５（図３）の縁と内部とを区別することなく、薄膜パターンを形成した。基板５０の走査時には、紫外光源２５（図２Ａ、図２Ｂ）を点灯させておき、薄膜材料が着弾した直後に、薄膜材料を仮硬化させた。図２Ａ及び図２Ｂに示したように、紫外光源２５がノズルヘッド２４の間に配置されている。このため、１つのノズルヘッド２４から吐出された薄膜材料の液滴が基板５０に着弾した後、次のノズルヘッド２４から吐出された薄膜材料の液滴が基板５０に着弾する前に、先に着弾している薄膜材料が仮硬化される。

従って、ノズル孔２４ａ（図２Ａ、図２Ｂ）から吐出された薄膜材料の液滴５５ａ同士が区別可能な状態で重なり合う。薄膜パターン５５の表面には、液滴５５ａの各々に対応して、凹凸が形成される。この凹凸は、Ｙ方向に伸びる縞状パターンとして視認される。

図６Ｂに示したように、実施例１による方法では、薄膜パターン５５の縁にエッジパターン６０、６１が形成され、薄膜パターン５５の内部に、面状パターン６２、６４が形成される。エッジパターン６０、６１を構成する薄膜材料は、図６Ａの場合と同様に、液滴５５ａが区別可能な状態で重なり合う。すなわち、基板５０に着弾して仮硬化された薄膜材料に、部分的に重なるように他の液滴が着弾し、仮硬化される。このため、１つの液滴が仮硬化することによって形成される薄膜材料の高さよりも高いエッジパターン６０、６１が得られる。ところが、面状パターン６２、６４は、薄膜材料の複数の液滴が基板面内方向に広がってほぼ均一な厚さの膜（図４Ｇ）になった後に、仮硬化（図４Ｉ、図４Ｋ）される。このため、面状パターン６２、６４の表面は、ほぼ平坦になる。

面状パターン６２、６４の表面を平坦にするために、図４Ｅの工程で基板に着弾した薄膜材料が基板面内方向に広がって、複数の着弾点に着弾した薄膜材料が連続し、相互に隣り合う着弾点が区別できなくなった後に、図４Ｋの工程で、面状パターン６２の薄膜材料を硬化させることが好ましい。

実施例１では、図４Ａ、図４Ｂに示したように、１回の片道の走査で、１つの単位走査領域５６（図３）内の薄膜パターン５５の縁に相当する領域に、エッジパターン６０、６１を形成した。Ｘ方向にピッチＰ（図２Ｂ）の１／２に相当する距離だけずらして、往復走査することにより、Ｘ方向に関する解像度を２倍に高めることができる。

図４Ｅに示した面状パターン６２を形成する工程、及び図４Ｇに示した面状パターン６４を形成する工程において、薄膜パターン５５を定義するラスタフォーマットの画像データの、ベタの領域内の全ピクセルに薄膜材料の液滴を着弾させる必要はない。一例として、ピクセルの配列ピッチが約１０μｍであり、１つのピクセルに着弾した液滴により形成される円形のパターンの直径は約５０μｍである。このため、ベタの領域内のピクセルを間引いて、着弾点を抽出してもよい。すなわち、面状パターン６２、６４を形成するときの着弾点の分布密度を、エッジパターン６０、６１を形成するときの着弾点の分布密度より低くしてもよい。また、面状パターン６２、６４を形成するときの着弾点の分布密度をより低くし、ノズル孔２４ａ（図２Ａ）からの１回の吐出あたりの液滴の体積を大きくしてもよい。液滴の体積を大きくすることにより、着弾点の分布密度を低くしても、面状パターン６２、６４を所望の厚さにすることができる。

［実施例２］
次に、図７Ａ〜図７Ｅを参照して、実施例２による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。１回目の走査により、実施例１の図４Ａに示したエッジパターン６０が形成される。

図７Ａ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。１回目の走査の後、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回目の走査では、エッジパターン６０が形成された単位走査領域５６（図３）と同じ単位走査領域５６内に、未硬化の面状パターン６４を形成する。

図７Ｂ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。２回目の走査後、基板５０をＸ方向にずらすことなく、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回目の走査においては、ノズルユニット２３から薄膜材料の液滴を吐出することなく、紫外光源２５（図２Ａ、図２Ｂ）からの紫外線の照射のみを行う。これにより、面状パターン６４が仮硬化される。

図７Ｃ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。３回目の走査後、基板５０をＸ軸の負の方向に、単位走査領域５６（図３）の幅Ｗに等しい距離だけずらす。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、４回目の走査を行う。４回目の走査では、１回目〜３回目の走査でエッジパターン６０、面状パターン６４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内に、薄膜パターン５５の縁に対応するエッジパターン６１を形成する。エッジパターン６１は、４回目の走査中に仮硬化される。

図７Ｄに示すように、５回目の走査を行うことにより、未硬化の面状パターン６２を形成する。図７Ｅに示すように、６回目の走査を行うことにより、面状パターン６２を仮硬化させる。図７Ｄ及び図７Ｅの工程は、図７Ａ及び図７Ｂに示した面状パターン６４を形成した工程と同一である。

実施例１においては、薄膜パターン５５（図３）の縁に相当する部分にエッジパターン６０、６１を形成した後（図４Ａ〜図４Ｄ）、面状パターン６２、６４を形成した（図４Ｅ〜図４Ｌ）。実施例２においては、１つの単位走査領域５６（図３）内のエッジパターン及び面状パターンを形成した後、隣の単位走査領域５６内のエッジパターン及び面状パターンを形成する。実施例２においても、面状パターン６２、６４の表面が実施例１の場合と同様に平坦になる。

実施例２では、面状パターン６４（図７Ｂ）を仮硬化させた後、隣の単位走査領域５６内の面状パターン６２（図７Ｄ）を形成する。このため、実施例１に比べて、単位走査領域５６の境界線６３（図７Ｅ）が視認しやすくなる。ただし、ノズル孔２４ａの個数に対応する多数の縞状パターンが視認されることはない。

［実施例３］
図８Ａ〜図８Ｄを参照して、実施例３による薄膜形成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で用いられた薄膜形成装置のノズルユニット２３（図２Ａ）は、４個のノズルヘッド２４を含んでいた。実施例３で用いられる薄膜形成装置のノズルユニット２３は、８個のノズルヘッド２４を含む。

図８Ａに、１回目の走査の前後における基板５０の平面図、及びノズルユニット２３を示す。ノズルユニット２３は、２つのサブユニット２３Ａ、２３Ｂで構成される。サブユニット２３Ａ、２３Ｂの各々の構成は、実施例１のノズルユニット２３（図２Ａ）の構成と同一である。サブユニット２３Ａ、２３Ｂは、Ｙ方向に、相互にある間隔を隔てて配置されている。サブユニット２３Ａが、サブユニット２３ＢよりもＹ軸の正の側に配置される。

基板５０をＹ軸の負の方向に移動させることにより、１回目の走査を行う。１回目の走査では、サブユニット２３Ａを用いて、エッジパターン６０を形成する。サブユニット２３Ａの紫外光源２５は、点灯させておく。このため、形成されたエッジパターン６０は仮硬化の状態になる。

１回目の走査中に、さらに、サブユニット２３Ｂを用いて、面状パターン６４を形成する。サブユニット２３Ｂの紫外光源２５は、消灯させておく。このため、形成された面状パターン６４は未硬化の状態である。エッジパターン６０が仮硬化した後に、サブユニット２３Ｂから面状パターン６４を形成するための薄膜材料が吐出される。エッジパターン６０が、サブユニット２３Ｂから吐出された薄膜材料を堰き止めるため、開口部内に薄膜材料が侵入することはない。

図８Ｂ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。１回目の走査後、基板５０をＸ方向にずらすことなく、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回目の走査では、サブユニット２３Ａ、２３Ｂの少なくとも一方の紫外光源２５を点灯させておく。これにより、面状パターン６４が仮硬化される。

図８Ｃに示すように、２回目の走査後、基板５０をＸ軸の負の方向に、単位走査領域５６（図３）の幅Ｗに等しい距離だけ移動させる。この状態で３回目の走査を行うことにより、仮硬化したエッジパターン６１、及び未硬化の面状パターン６２を形成する。３回目の走査は、図８Ａに示した１回目の走査と同様である。

図８Ｄに示すように、図８Ｂに示した２回目の走査と同様に、４回目の走査を行う。４回目の走査により、面状パターン６２が仮硬化される。

実施例２では、３回の走査により１つの単位走査領域５６（図３）内に薄膜パターンが形成された。実施例３では、２回の走査により、１つの単位走査領域５６（図３）内に薄膜パターンを形成することができる。

［実施例４］
図９、及び図１０Ａ〜図１０Ｃを参照して、実施例４による薄膜形成方法について説明する。以下、実施例３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９に、実施例４による薄膜形成装置のノズルユニット２３の平面図を示す。ノズルユニット２３は、２個のサブユニット２３Ａ、２３Ｂを含む。サブユニット２３Ａ、２３Ｂ
の各々は、同一のノズルホルダ２６に取り付けられており、実施例１のノズルユニット２３（図２Ａ、図２Ｂ）と同様の構成を有する。すなわち、サブユニット２３Ａ、２３Ｂの各々は、４個のノズルヘッド２４と、５個の紫外光源２５とを含む。２個のサブユニット２３Ａ、２３Ｂは、Ｘ方向に関して同一の位置に配置されている。サブユニット２３Ａがサブユニット２３Ｂよりも、Ｙ軸の正の側に配置されている。

さらに、実施例４のノズルユニット２３は、２つのベタ領域用紫外光源７０を有する。ベタ領域用紫外光源７０の各々は、Ｘ方向に長い形状を有し、サブユニット２３Ａ、２３Ｂに対して、Ｘ軸の負の方向に、単位走査領域５６（図３）の幅Ｗの１／２と等しい距離だけずれた位置に固定されている。Ｙ方向に関しては、２個のベタ領域用紫外光源７０が、２つのサブユニット２３Ａ、２３Ｂを挟むように配置されている。

図１０Ａ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。サブユニット２３Ａ、２３Ｂが、Ｘ方向に関して最も負側の単位走査領域５６に対応する位置に配置される。基板５０をＹ軸の負の方向に移動させることにより、１回目の走査を行う。

１回目の走査においては、サブユニット２３Ａのノズルヘッド２４及び紫外光源２５を動作させて、エッジパターン６０を形成する。同時に、サブユニット２３Ｂのノズルヘッド２４を動作させて、面状パターン６４を形成する。さらに、Ｙ軸の負の側に配置されたベタ領域用紫外光源７０を点灯することにより、面状パターン６４のうち、Ｘ方向負側の半分の領域を仮硬化させる。サブユニット２３Ｂのノズルヘッド２４から吐出された薄膜材料の液滴が、ベタ領域用紫外光源７０によって仮硬化されるまでの時間は、基板に付着した薄膜材料の液滴が面内方向に広がって、面状パターン６４が均一な膜厚になるのに必要な時間よりも長い。このため、面状パターン６４のうち仮硬化した部分の表面は、ほぼ平坦になる。薄膜材料の付着から仮硬化までの時間は、サブユニット２３Ｂと、Ｙ方向負側のベタ領域用紫外光源７０との間隔を調節することにより、制御可能である。

図１０Ｂ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。１回目の走査後、基板５０をＸ軸の負の方向に、単位走査領域５６の幅Ｗと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、２回目の走査を行う。２回目の走査では、サブユニット２３Ｂのノズルヘッド２４及び紫外光源２５を動作させて、エッジパターン６１を形成する。サブユニット２３Ａのノズルヘッド２４を動作させて、面状パターン６２を形成する。さらに、Ｙ方向の正の側に配置されたベタ領域用紫外光源７０を点灯させることにより、面状パターン６４の未硬化の部分、及び面状パターン６２のＸ方向負側の一部分を仮硬化させる。

図１０Ｃ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。２回目の走査後、基板５０をＸ軸の負の方向に、単位走査領域５６の幅Ｗと等しい距離だけ移動させる。この状態で、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回目の走査は、１回目の走査と同様の手順で行われる。これにより、２回目の走査で薄膜パターンが形成された単位走査領域５６に対してＸ方向正側に隣接する単位走査領域５６内に、エッジパターン６５及び面状パターン６６が形成される。このとき、ベタ領域用紫外光源７０からの紫外線によって、面状パターン６２の未硬化部分が仮硬化されるとともに、面状パターン６６の、Ｘ方向負側の一部分が仮硬化される。同様の走査を繰り返すことにより、基板５０の全域に、薄膜パターンを形成することができる。

実施例４では、エッジパターンの形成、面状パターンの形成、及び面状パターンの一部分の仮硬化が、１回の走査で行われる。このため、実施例３に比べて、少ない走査回数で薄膜パターンを形成することができる。

実施例４において、薄膜パターン５５（図３）の内部の領域（ベタの領域）のみに着目すると、以下の工程が順番に実行される。

まず、基板５０をＹ方向に移動させながら、Ｘ方向に関して第１の幅Ｗの第１の単位走査領域５６内に、薄膜材料の液滴を着弾させる（図１０Ａ）。これにより、第１の単位走査領域５６内に、面状パターン６４が形成される。この走査中に、第１の単位走査領域５６内の、Ｘ方向負側の一部分に付着した薄膜材料を仮硬化させる。

その後、基板５０をＹ方向に移動させながら、第１の単位走査領域の、Ｘ方向正側に隣接する第２の単位走査領域５６内に、薄膜材料の液滴を着弾させる（図１０Ｂ）。これにより、第２の単位走査領域５６内に、面状パターン６２が形成される。この走査中に、第１の単位走査領域５６内の、Ｘ方向正側の未硬化部分、及び第２の単位走査領域５６内の、Ｘ方向負側の一部分に付着した薄膜材料を仮硬化させる。

上述のように、１回の走査において、面状パターン６４、６２の一部分のみを仮硬化させる。仮硬化した領域と、未硬化のまま残す領域とに、同一の走査で薄膜材料が付着するため、両者の境界線を目立たなくすることができる。また、図１０Ｂにおいて、面状パターン６２を形成するための薄膜材料を基板５０に付着させる段階では、面状パターン６４のＸ方向正側の領域が仮硬化されていない。このため、面状パターン６４と面状パターン６２との境界線近傍において、薄膜材料が相互に混ざり合う。このため、面状パターン６２と面状パターン６４との境界線を目立たなくすることができる。

［実施例５］
図１１〜図１７Ｂを参照して、実施例５による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。実施例５について説明する前に、評価実験について説明する。

図１１に、評価実験に用いたノズルユニットの底面図を示す。このノズルユニット２３Ｒは、ノズルヘッド２４、光源２５、及びそれらを支持するノズルホルダ（支持機構）２６を含む。ノズルヘッド２４には、規則的に配列され、ソルダーレジストを吐出する複数のノズル孔２４ａが設けられる。ノズル孔２４ａの各々は、例えばピエゾ素子を含んで構成され、電圧パルスの印加に応じてソルダーレジストを吐出する。ノズル孔２４ａからのソルダーレジストの吐出は制御装置４０によって制御される。光源２５は、ノズル孔２４ａの配列方向に沿って、その両側に配置されている。光源２５とノズル孔２４ａとの間隔をＬで表す。光源２５は、ノズル孔２４ａから吐出されて基板に付着したソルダーレジストを光硬化する。光源２５には、出射された光が平行光になるような光学系が備えられる。なお、ノズルヘッド２４に対してＹ軸の正側に配置される光源２５は、基板がＹ軸正方向に走査されるときに、基板５０（図１）に付着したソルダーレジストを光硬化させる。ノズルヘッド２４に対してＹ軸の負側に配置される光源２５は、基板５０がＹ軸の負方向に走査されるときに、基板に付着したソルダーレジストを光硬化させる。従って、光源２５は、基板の走査方法に応じて、ノズル孔２４ａの配列の片側にのみ配置してもかまわない。

図１２に、基板５０を走査しているときの側面図を示す。制御装置４０（図１）が、ノズルユニット２３Ｒに対して基板５０を、例えばＹ軸の負の方向に一定の送り速度で移動させる。さらに、制御装置４０は、予め記憶されている画像データに基づいて、ノズル孔２４ａに所定の周期で電圧パルスを印加し、ノズル孔２４ａからソルダーレジストを吐出させる。ノズル孔２４ａは、時刻Ｔ１に開始する電圧パルスの印加によって、ノズル孔２４ａの鉛直下方の基板５０の表面に向けてソルダーレジストを吐出する。ノズル孔２４ａから吐出されたソルダーレジストの液滴は、基板５０に着弾後、基板５０の面内方向に徐々に広がる。基板５０に付着し、面内方向に広がるソルダーレジストは、基板５０の移動に伴ってＹ軸の負の方向に移動する。ノズル孔２４ａから間隔Ｌだけ離れた光源２５の鉛直下方まで移動した時刻Ｔ２に、光源２５からの光照射によってソルダーレジストが硬化される。この吐出及び硬化の工程を繰り返し、基板５０の表面にソルダーレジストからなる薄膜パターンを形成する。

図１３Ａに、基板５０に形成すべき薄膜パターンの平面図を示す。基板５０に形成すべき薄膜パターンは、ソルダーレジストを成膜する絶縁領域５１と、ソルダーレジストを成膜しないランド領域５２とを含む。また、ランド領域５２が密集する微細領域５０ａと、絶縁領域５１で全面が覆われるベタ領域５０ｂとを含む。なお、図中、絶縁領域５１にハッチングが付されている。制御装置４０（図１）は、薄膜パターンの画像データに基づいて、ノズルユニット２３Ｒに対して基板５０を移動させながら、ノズル孔２４ａからソルダーレジストを吐出させる。基板５０に付着したソルダーレジストを光源２５からの光照射によって硬化させることにより、ソルダーレジストからなる薄膜パターンを形成する。ノズル孔２４ａから吐出されたソルダーレジストの液滴は、基板５０に着弾後、基板５０の面内方向に徐々に広がる。光源２５からの光照射によってソルダーレジストが硬化することにより、その形状が保持される。

図１３Ｂ及び図１３Ｃに、図１３Ａの矢印線１３−１３における断面図を示す。ノズルユニット２３Ｒのノズル孔２４ａと光源２５との間隔Ｌ（図１１）が小さい場合、基板５０に着弾したソルダーレジストは相対的に早いタイミングで光硬化される。基板５０に着弾したソルダーレジストは、大きく広がる前に硬化されるため、図１３Ｂの微細領域５０ａに示すように、微細な薄膜パターンの形成に対応することができる。一方で、液滴の形状がわずかに残り、図１３Ｂのベタ領域５０ｂに示すように、形成される薄膜パターンの膜厚は不均一となる（表面に凹凸が現れる）。また、ノズル孔２４ａと光源２５との間隔Ｌが大きい場合、基板５０に着弾したソルダーレジストは相対的に遅いタイミングで硬化される。基板５０に着弾したソルダーレジストは、大きく広がった後に硬化されるため、図１３Ｃの微細領域５０ａに示すように、ランド領域５２がソルダーレジストで覆われてしまい、微細な薄膜パターンの形成に対応することができない。一方で、図１３Ｃのベタ領域５０ｂに示すように、形成される薄膜パターンの膜厚が均一となる（表面が平坦になる）。

微細領域５０ａに薄膜パターンを形成する際には、基板５０に着弾したソルダーレジストを相対的に早いタイミングで硬化させて、薄膜パターンの位置精度を高めることが望ましい。ベタ領域５０ｂに薄膜パターンを形成する際には、基板５０に着弾したソルダーレジストを相対的に遅いタイミングで硬化させて、薄膜パターンの膜厚を均一にすることが外観的に望ましい。

図１４に、実施例５によるノズルユニットの底面図を示す。実施例５によるノズルユニット２３は、ノズルヘッド２４、光源２５ａ、２５ｂ、及びそれらを支持するノズルホルダ（支持機構）２６を含む。ノズルヘッド２４に、規則的に配列された複数のノズル孔２４ａが設けられる。例えば、ノズル孔２４ａの開口径は約３０μｍであり、各ノズル孔２４ａのピッチは約８０μｍである。光源２５ａ及び２５ｂは、ノズル孔２４ａの配列に沿ってその両側に配置されている。光源２５ａとノズル孔２４ａとの間隔をＬ１で表す。光源２５ｂとノズル孔２４ａとの間隔Ｌ２は、間隔Ｌ１よりも大きい。例えば、ノズル孔２４ａと光源２５ａとの間隔Ｌ１は約０．３ｍｍであり、ノズル孔２４ａと光源２５ｂとの間隔Ｌ２は約１．０ｍｍである。光源２５ａ、２５ｂには、出射される光が平行光になるような光学系が備えられる。ノズル孔２４ａからのソルダーレジストの吐出、及び光源２５ａ、２５ｂのオン・オフは制御装置４０によって制御される。なお、ノズルヘッド２４に対してＹ軸の正の側に配置される光源２５ａ、２５ｂは、基板５０（図１）がＹ軸の正の方向に移動するときに、基板５０に付着したソルダーレジストを硬化させる。ノズルヘッド２４に対してＹ軸の正の側に配置される光源２５ａ、２５ｂは、基板５０がＹ軸の負の方向に移動するときに、基板５０に付着したソルダーレジストを硬化させる。従って、光源２５ａ、２５ｂは、基板５０の走査方法に応じて、ノズル孔２４ａの配列の片側にのみ配置してもかまわない。

図１５Ａ及び図１５Ｂに、実施例５による方法で薄膜パターンを形成しているときの、ノズルユニット２３及び基板５０の側面図を示す。制御装置４０（図１）が、ノズルユニット２３に対して基板５０を、例えばＹ軸の負の方向に一定の送り速度で移動させる。制御装置４０は、薄膜パターンの画像データに基づいて、ノズル孔２４ａに所定の周期で電圧パルスを印加し、ノズル孔２４ａからソルダーレジストを吐出させる。例えば、基板５０の送り速度は約３００ｍｍ／ｓであり、ノズルヘッド２４がソルダーレジストを吐出する周波数は約３０ｋＨｚである。また、基板５０からノズルヘッド２４までの高さは０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度であり、光源２５ａ、２５ｂまでの高さは２０ｍｍ〜３０ｍｍ程度である。制御装置４０は、ソルダーレジストが着弾した領域が微細領域５０ａ（図１３Ａ）である場合には、図１５Ａに示すように、ノズル孔２４ａから相対的に近い位置に配置される光源２５ａからの光照射によって、ソルダーレジストを硬化させる。例えば、微細領域５０ａに着弾したソルダーレジストは、基板５０に着弾してから約０．１ｓ後に硬化される。ソルダーレジストが着弾した領域がベタ領域５０ｂ（図１３Ａ）である場合には、図１５Ｂに示すように、ノズル孔２４ａから相対的に遠い位置に配置される光源２５ｂからの光照射によって、ソルダーレジストを硬化させる。例えば、ベタ領域５０ｂに着弾したソルダーレジストは、基板５０に着弾してから約０．３ｓ後に硬化される。

図１６Ａに、基板５０に形成された薄膜パターンの平面図を示し、図１６Ｂに、図１６Ａの矢印線１６Ｂ−１６Ｂにおける断面図を示す。基板５０に描画すべき薄膜パターンは、ランド領域５２が密集する微細領域５０ａと、絶縁領域５１で全面が覆われるベタ領域５０ｂとを含む。図１６Ａにおいて、絶縁領域５１にハッチングを付している。実施例５では、制御装置４０（図１）に、形成すべき薄膜パターンの微細領域５０ａ及びベタ領域５０ｂの区画情報が予め記憶されている。例えば、微細領域５０ａは、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）等のパッケージを有する集積回路素子（ＩＣ、ＬＳＩ）を実装する領域に対応する。また、ベタ領域５０ｂは、ディスクリート部品を実装する領域、または全面がソルダーレジストの薄膜パターンで覆われる領域に対応する。制御装置４０（図１）は、薄膜パターンの画像データに基づいて、ノズルユニット２３に対して基板５０を移動させながら、ノズル孔２４ａからソルダーレジストを吐出させる。さらに、微細領域５０ａ及びベタ領域５０ｂの区画情報に基づいて、微細領域５０ａに付着したソルダーレジストは、光源２５ａからの光照射によって硬化され、ベタ領域５０ｂに付着したソルダーレジストは、光源２５ｂからの光照射によって硬化される。このような薄膜パターン形成操作によって、図１６Ｂに示すように、基板５０の微細領域５０ａでは、薄膜パターンの縁の位置精度を高め、ベタ領域５０ｂでは、形成される薄膜パターンの膜厚を均一にすることが可能となる。なお、制御装置４０が、薄膜パターンの画像データから、絶縁領域５１及びランド領域５２のサイズ及びそれらの密集度に基づいて、微細領域５０ａ及びベタ領域５０ｂを自動的に設定するようにしてもよい。

図１７Ａ及び図１７Ｂに、実施例５の変形例によるノズルユニット及び基板の平面図を示す。ノズルユニット２３に設けられる光源は、図１７Ａに示すように、２つに限らず３つ以上であってもかまわないし、配置される位置を可変できる機構を備えていてもかまわない。また、光源を、ノズル孔の配列に沿って配列される複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）で構成してもよい。複数のＬＥＤは、制御装置によってそれぞれ独立にオン・オフ制御することが可能である。このような構成にすることによって、１つのＬＥＤで照射される領域を単位領域として、Ｘ軸方向に関して、より細かくに微細領域５０ａとベタ領域５０ｂとを配置することが可能となる。なお、光源は、ノズルユニット２３から分離して、例えば薄膜形成装置のフレームに取り付けてもよい。フレームに取り付けられた光源は、配置される位置を可変できる機構を備えていてもかまわない。

さらに、ノズルユニット２３に設けられるノズルヘッド２４は、図１７Ｂに示すように、ノズル孔２４ａが千鳥状に（ジグザグに）配置された構成であってもかまわない。複数のノズル孔２４ａは、例えばＹ軸方向に隔てられた２列のノズル列２４Ｉ、２４Ｊを構成する。各ノズル列２４Ｉ、２４Ｊを構成するノズル孔２４ａは、Ｘ軸方向にピッチ８Ｐで配置される。一方のノズル列２４Ｉを構成するノズル孔２４ａは、他方のノズル列２４Ｊを構成するノズル孔２４ａに対して、Ｘ軸方向に４Ｐだけずらして配置される。ノズルヘッド２４をこのような構成にすることにより、ノズル孔２４ａにソルダーレジストを供給する供給機構やピエゾ素子の寸法や配置などの制約を受けることなく、Ｘ軸方向の解像度を容易に高めることが可能である。

［実施例６］
図１８Ａ〜図２０Ｂを参照して、実施例６による薄膜形成方法について説明する。以下、実施例５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１８Ａ〜図１８Ｃは、実施例６による薄膜形成装置のノズルユニット２３及び基板５０の側面図を示す。実施例６による薄膜形成装置のノズルユニット２３は、ノズルヘッド２４、光源２５、及び光源２５をＸ軸方向に平行な回転軸の周囲に回転させることができる回転機構２７を含む。回転機構２７は、光源２５を回転させることによって、光源２５から出射される光の、基板５０の表面における照射位置を、Ｙ軸方向に移動させることができる。回転機構２７による光源２５の回転は、制御装置４０によって制御される。

制御装置４０は、ノズルユニット２３に対して基板５０を、例えばＹ軸の負の方向に一定の送り速度で移動させる。制御装置４０は、記憶されている画像データに基づいて、ノズル孔２４ａに所定の周期で電圧パルスを印加し、ノズル孔２４ａからソルダーレジストを吐出させる。例えば、基板５０の送り速度は約３００ｍｍ／ｓであり、ノズルヘッド２４がソルダーレジストを吐出する周波数は約３０ｋＨｚである。また、基板５０からノズルヘッド２４までの高さは０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度であり、光源２５までの高さは２０ｍｍ〜３０ｍｍ程度である。

制御装置４０は、ソルダーレジストが着弾した領域が微細領域５０ａ（図１６Ａ）である場合には、図１８Ａに示すように、例えば光源２５の鉛直下方位置よりもノズル孔２４ａに近い位置で、基板５０に付着したソルダーレジストが光硬化されるように回転機構２７を制御する。例えば、微細領域５０ａに着弾したソルダーレジストは、基板５０に着弾してから約０．１ｓ後に硬化される。また、ソルダーレジストが着弾した領域がベタ領域５０ｂ（図１６Ａ）である場合には、図１８Ｂに示すように、例えば光源２５の鉛直下方位置よりもノズル孔２４ａから離れた位置で、基板５０に付着したソルダーレジストが硬化されるように回転機構２７を制御する。例えば、ベタ領域５０ｂに着弾したソルダーレジストは、基板５０に着弾してから約０．３ｓ後に硬化される。

なお、光源２５から出射される光線の基板への照射位置を移動させる機構は、回転機構に限らない。図１８Ｃに示すように、光学系２８により、光源２５から出射される光線の基板への照射位置を移動させてもかまわない。

図１９Ａに、薄膜パターンが形成された基板５０の平面図、及びノズルユニット２３を示す。図１９Ｂに、図１９Ａの矢印線１９Ｂ−１９Ｂにおける断面図を示す。基板５０に形成すべき薄膜パターンは、実施例５と同様に、ランド領域５２が密集する微細領域５０ａと、絶縁領域５１で全面が覆われるベタ領域５０ｂとを含む。図１９Ａにおいて、絶縁領域５１にハッチングが付されている。

制御装置４０（図１８Ａ〜図１８Ｃ）は、薄膜パターンの画像データに基づいて、ノズルユニット２３に対して基板５０を移動させながら、ノズル孔２４ａからソルダーレジストを吐出させる。制御装置４０は、微細領域５０ａとベタ領域５０ｂとの区画情報に基づいて、回転機構２７を制御する。微細領域５０ａに着弾したソルダーレジストは、ノズル孔２４ａに相対的に近い位置で硬化される（図１８Ａ）。ベタ領域５０ｂに着弾したソルダーレジストは、ノズル孔２４ａに相対的に遠い位置で硬化される（図１８Ｂ）。

このような薄膜形成操作によって、図１９Ｂに示すように、基板５０の微細領域５０ａでは薄膜パターンの縁の位置精度を高め、ベタ領域５０ｂでは、形成されるソルダーレジストの薄膜パターンの膜厚を均一にすることが可能となる。

図２０は、実施例６の変形例によるノズルユニットを示す。ノズルユニットに設けられる光源２５ａ〜２５ｃ、及び光源２５ａ〜２５ｃから出射される光線の基板への照射位置を移動させることができる照射位置移動機構は、図２０に示すように、１つに限らず２つ以上であってもよい、配置される位置を可変できる機構を備えていてもよい。例えば、光源２５ａ〜２５ｃは、ノズル孔２４ａの配列に沿って配列される複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）で構成される。それらＬＥＤの各々から出射される光線の基板への照射位置を移動させることができる複数の照射位置移動機構を含んでもよい。複数の照射位置移動機構は、制御装置４０（図１８Ａ〜図１８Ｃ）によって、それぞれ独立に制御することが可能である。このような構成にすることによって、１つのＬＥＤで照射される領域を単位領域として、Ｘ軸方向に関して、より細かく微細領域５０ａ及びベタ領域５０ｂを配置することが可能となる。なお、光源２５ａ〜２５ｃ及び照射位置移動機構は、ノズルユニット２３とは分離して、例えば薄膜形成装置のフレームに取り付けてもよい。また、それら光源２５ａ〜２５ｃ及び照射位置移動機構は、それらが配置される位置を可変できる機構を備えていてもよい。

［実施例７］
次に、図２１Ａ〜図２１Ｄを参照して、実施例７による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。

実施例１〜実施例６では、プリント配線板の表面にソルダーレジストの薄膜パターンを形成した。実施例７では、ビルドアップ基板の内層の絶縁膜を形成する。

図２１Ａに示すように、コア基板８０の表面に、銅等からなる第１の配線パターン８１を形成する。第１の配線パターン８１は、例えば、めっき法により成膜された導電膜をパターニングすることにより形成される。

図２１Ｂに示すように、コア基板８０及び第１の配線パターン８１の上に、絶縁膜（薄
膜パターン）８２を形成する。絶縁膜８２の形成には、実施例１〜実施例６による薄膜形成方法を適用することができる。絶縁膜８２には、例えばエポキシ樹脂が用いられる。ノズルユニット２３（図１等）から、エポキシ樹脂の液滴を吐出することにより、エポキシ樹脂からなる絶縁膜８２を形成することができる。絶縁膜８２には、複数のビアホール８３が設けられている。ビアホール８３内に、第１の配線パターン８１の一部が露出する。実施例１〜実施例６による薄膜形成方法を適用することにより、リソグラフィやエッチング等の処理を行うことなく、絶縁膜８２にビアホール８３を形成することができる。

図２１Ｃに示すように、絶縁膜８２の上に、銅等からなる第２の配線パターン８４を形成する。第２の配線パターン８４の形成には、例えばセミアディティブ法を適用することができる。第２の配線パターン８４は、ビアホール８３を経由して、第１の配線パターン８１に接続される。絶縁膜８２の形成に、実施例１〜実施例６による薄膜形成方法が適用されるため、絶縁膜８２の表面を平坦にすることができる。第２の配線パターン８４を形成する下地表面が平坦であるため、第２の配線パターン８４の形成に、従来と同様のセミアディティブ法等を適用することが可能である。

図２１Ｄに示すように、絶縁膜８２及び第２の配線パターン８４の上に、絶縁膜８５を形成する。絶縁膜８５の形成には、実施例１〜実施例６による薄膜形成方法を適用することができる。第２の配線パターン８４が最上層の配線パターンである場合には、絶縁膜８５にソルダーレジストが用いられる。絶縁膜８５の上に、さらに配線パターンを形成する場合には、絶縁膜８５にエポキシ樹脂等が用いられる。

［実施例８］
図２２Ａに、実施例８による薄膜形成装置のノズルユニット２３の底面図を示す。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、複数のノズルヘッド２４がＹ軸方向、すなわち基板５０（図１）の走査方向に配列されていた。実施例８では、複数（例えば３個）のノズルヘッド２４がＸ軸方向、すなわち走査方向と直交する方向に配列されている。ノズル孔２４ａの配列方向は、実施例１の場合と同様に、Ｘ軸と平行である。ノズルヘッド２４の各々の両側（Ｙ軸の正の側及び負の側）に、それぞれ紫外光源２５が配置されている。

ノズルヘッド２４の間隔は、単位走査領域５６（図３）の幅Ｗと等しい。基板５０（図１）をＹ軸方向に１回走査することにより、Ｘ方向に間隔Ｗを隔てて配置された３個の単位走査領域５６（図３）内に、薄膜材料の液滴を着弾させることができる。Ｘ軸方向に距離Ｗだけずらして、さらにＹ軸方向の走査を行うことにより、Ｘ軸方向に連続する６個の単位走査領域５６内に、薄膜材料の液滴を着弾させることができる。１つの単位走査領域５６に対してＹ軸方向の走査回数を増やすことにより、Ｘ軸方向に関する薄膜パターンの解像度を高めることができる。

図２２Ｂに示すように、ノズルヘッド２４を、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に行列状に配置してもよい。Ｙ軸方向に配列する複数（例えば４個）のノズルヘッド２４は、図２Ａ及び図２Ｂに示した実施例１によるノズルヘッド２４の配置と同一である。ノズルヘッド２４を行列状に配置することにより、薄膜パターンを形成するために必要な走査回数を減らすことができる。

［実施例９］
図２３に、実施例９による薄膜形成装置のノズルユニット２３の底面図を示す。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、複数のノズルヘッド２４がＹ軸方向に並んでいたが、実施例９では、複数（例えば４個）のノズルヘッド２４がＸ軸方向に並んでいる。４個のノズルヘッド２４全体として、ノズル孔２４ａがＸ軸方向に等間隔（図２Ｂに示したピッチ４Ｐ）で配列している。相互にＸ軸方向に隣り合うノズルヘッド２４の間においても、ノズル孔のピッチが、ノズルヘッド２４内のノズル孔のピッチと等しくなるように、ノズルヘッド２４のＸ方向の相対位置が調整されている。この調整のために、Ｘ軸方向に隣り合うノズルヘッド２４同士は、相互にＹ軸方向にずらして配置されている。４個のノズルヘッド２４により、１回の走査で、幅４Ｗの領域に薄膜材料の液滴を着弾させることができる。

図２４Ａ〜図２４Ｄを参照して、エッジパターン６０を形成する手順について説明する。エッジパターン６０は、例えばピッチＰで並ぶ複数のピクセルで構成される。図２４Ａ〜図２４Ｄに、それぞれ１回目〜４回目の走査終了後のエッジパターン６０を示す。図２４Ａ〜図２４Ｄにおいて、薄膜材料が着弾したピクセルを黒丸記号で示し、薄膜材料が着弾していないピクセルを中空の丸記号で示す。

１回目の走査により、Ｘ軸方向に関して３個おきのピクセルに薄膜材料が着弾する。１回目の走査終了後、基板５０（図１）をノズルユニット２３に対してＸ軸方向にピッチＰと等しい距離だけずらして、２回目の走査を行う。同様に、３回目及び４回目の走査を行うことにより、エッジパターン６０を構成するすべてのピクセルに薄膜材料を着弾させることができる。エッジパターン６０が形成された後、実施例１と同様に、面状パターン６２、６４（図４Ｇ〜図４Ｌ）を形成する。

実施例９に示したように、複数のノズルヘッド２４をＸ軸方向（走査方向と直交する方向）に並べると、１回の走査で薄膜材料を着弾させることができるＸ軸方向の範囲が広くなる。

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。

２０ 定盤
２１ 移動機構
２２ ステージ
２３、２３Ｒ ノズルユニット
２４ ノズルヘッド
２４ａ ノズル孔
２４Ｉ、２４Ｊ ノズル列
２５、２５ａ、２５ｂ 紫外光源
２６ ノズルホルダ
２７ 回転機構
２８ 光学系
２９ ノズルユニット支持機構
３０ 撮像装置
３１ 支柱
３２ 梁
４０ 制御装置
４１ 入力装置
４２ 出力装置
５０ 基板
５０ａ 微細領域
５０ｂ ベタ領域
５１ 絶縁領域
５２ ランド領域
５５ 薄膜パターン
５５ａ 液滴
５６ 単位走査領域
６０、６１ エッジパターン
６２ 面状パターン
６３ 単位走査領域の境界線
６４ 面状パターン
６５ エッジパターン
６６ 面状パターン
７０ ベタ領域用紫外光源
８０ コア基板
８１ 第１の配線パターン
８２ 絶縁膜
８３ ビアホール
８４ 第２の配線パターン
８５ 絶縁膜

Claims (5)

1. 基板の表面の、薄膜パターンを形成する領域の縁への、薄膜材料の液滴の着弾と、着弾した薄膜材料の硬化とを繰り返すことにより、前記薄膜パターンを形成する領域の縁に、薄膜材料からなるエッジパターンを形成する工程と、
   前記エッジパターンで縁が画定された内部領域に、薄膜材料の液滴を着弾させる工程と、
   前記内部領域に着弾した薄膜材料を硬化させる工程と
   を有し、
   前記薄膜材料は、光照射によって硬化する光硬化性の材料であり、
   前記エッジパターンを形成する工程において、薄膜材料を吐出する複数のノズル孔、及び硬化用の光を放射する光源が形成されたノズルユニットと、ステージに保持した前記基板との一方を他方に対して移動させながら、前記ノズル孔から薄膜材料を吐出させることにより、前記薄膜パターンを形成する領域の縁に薄膜材料の液滴を着弾させるとともに、前記基板に着弾した薄膜材料に、前記ノズルユニットと基板との一方を他方に対して移動させている期間中に、前記光源からの硬化用の光を照射して硬化させ、
   前記内部領域に、薄膜材料の液滴を着弾させる工程において、前記ステージに前記基板を保持したまま、前記ノズルユニットと前記基板との一方を他方に対して移動させながら、前記エッジパターンを形成する工程で用いた前記ノズルユニットの前記ノズル孔から薄膜材料を吐出させることにより、前記内部領域に薄膜材料の液滴を着弾させ、前記ノズルユニットと基板との一方を他方に対して移動させている期間中には、前記光源からの硬化用の光を照射せず、
   前記内部領域に着弾した薄膜材料を硬化させる工程において、前記内部領域に薄膜材料の液滴を着弾させる工程の後、前記ノズルユニットと基板との一方を他方に対して移動させながら、前記内部領域に着弾した薄膜材料に前記光源からの硬化用の光を照射する薄膜形成方法。
2. 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、前記基板の表面に、光硬化性の薄膜材料の液滴を吐出する複数のノズル孔、及び前記基板に付着した薄膜材料に硬化用の光を照射する光源が設けられているノズルユニットと、
   前記ノズルユニットと前記ステージ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、
   前記基板に形成すべき薄膜パターンの画像データを記憶している制御装置と
   を有し、
   前記制御装置は、前記移動機構及び前記ノズルユニットを制御することによって、
   前記ノズルユニットと前記基板との一方を他方に対して一方向に移動させながら、前記ノズル孔から薄膜材料を吐出させて、前記基板の表面の、薄膜パターンを形成する領域の縁に薄膜材料の液滴を着弾させるとともに、前記ノズルユニットと前記基板との一方を他方に対して移動させている期間中に、着弾した薄膜材料に前記光源から硬化用の光を照射し、
   その後、前記ノズルユニットと前記基板との一方を他方に対して一方向に移動させながら、前記ノズル孔から薄膜材料を吐出させて、前記基板の表面の、薄膜パターンを形成する領域の内部領域に薄膜材料の液滴を着弾させるとともに、前記ノズルユニットと前記基板との一方を他方に対して移動させている期間中には、着弾した薄膜材料に前記光源から硬化用の光を照射せず、
   その後、前記ノズルユニットと前記基板との一方を他方に対して移動させながら、前記内部領域に着弾した薄膜材料に前記光源から光を照射する薄膜形成装置。
3. 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、前記基板の表面に、光硬化性の薄膜材料の液滴を吐出する複数のノズル孔、及び前記基板に付着した薄膜材料に硬化用の光を照射する光源が設けられているノズルユニットと、
   前記ノズルユニットと前記ステージ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、
   前記基板に形成すべき薄膜パターンの画像データを記憶している制御装置と
   を有し、
   前記ノズルユニットと前記基板との一方を他方に対して一方向に移動させながら、前記ノズル孔から薄膜材料を吐出させる１回の走査で前記薄膜材料に液滴を着弾させることができる単位走査領域の幅よりも、前記薄膜パターンの幅の方が大きく、
   前記制御装置は、前記移動機構及び前記ノズルユニットを制御することによって、
   前記画像データに基づいて、複数の単位走査領域を走査することによって、前記薄膜パターンの縁の全域に、前記薄膜材料の液滴を着弾させ、前記縁に着弾した薄膜材料に前記光源から光を照射してエッジパターンを形成し、
   その後、複数の単位走査領域を走査することによって、前記ノズルユニットの前記ノズル孔から前記薄膜材料の液滴を吐出して、前記薄膜パターンを形成する領域の内部に、前記薄膜材料の液滴を着弾させる薄膜形成装置。
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、前記基板の表面に、光硬化性の薄膜材料の液滴を吐出する複数のノズル孔、及び前記基板に付着した薄膜材料に硬化用の光を照射する光源が設けられている第１及び第２のノズルユニットと、
   前記第１及び第２のノズルユニットと前記ステージ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、
   前記基板に形成すべき薄膜パターンの画像データを記憶している制御装置と
   を有し、
   前記第１のノズルユニット及び前記第２のノズルユニットは、第１の方向に離れて配置されており、
   前記制御装置は、前記移動機構、前記第１及び第２のノズルユニットを制御することによって、
   前記基板が、前記第１のノズルユニットに対向した後、前記第２のノズルユニットに対向するように前記第１及び第２のノズルユニットと前記ステージとの一方を他方に対して移動させ、
   前記基板が前記第１のノズルユニットに対向するときに、前記画像データに基づいて、前記第１のノズルユニットから、前記薄膜パターンの縁に、前記薄膜材料の液滴を着弾させ、前記縁に着弾した薄膜材料に前記光源から光を照射してエッジパターンを形成し、
   前記基板が前記第２のノズルユニットに対向するときに、前記画像データに基づいて、前記第２のノズルユニットから、前記薄膜パターンの内部領域に、前記薄膜材料の液滴を着弾させる薄膜形成装置。
5. 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、前記基板の表面に、光硬化性の薄膜材料の液滴を吐出する複数のノズル孔、及び前記基板に付着した薄膜材料に硬化用の光を照射する光源が設けられているノズルユニットと、
   前記ノズルユニットと前記ステージ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、
   前記基板に形成すべき薄膜パターンの画像データを記憶している制御装置と
   を有し、
   前記制御装置は、
   前記画像データに基づいて、前記ノズルユニットと前記ステージとの一方が他方に対して移動しながら、前記薄膜パターンの縁に、前記薄膜材料の液滴が着弾し、前記縁に着弾した薄膜材料に前記光源から光が照射されてエッジパターンが形成され、
   その後、前記ステージに前記基板が保持されたまま、前記ノズルユニットと前記ステージとの一方が他方に対して移動しながら、前記薄膜パターンを形成する領域の内部に、前記薄膜材料の液滴が着弾し、
   その後、前記薄膜パターンを形成する領域の内部に着弾した前記薄膜材料に、前記光源から光が照射されるように、前記移動機構、前記ノズルユニット、及び前記光源を制御し、
   前記ステージに保持される基板の表面に、ＸＹ直交座標系を定義したとき、
   前記ノズルユニットは、Ｘ方向に並ぶ複数のノズル孔からなるノズル列を含み、
   前記光源は、縁硬化用光源と、ベタ領域硬化用光源とを含み、
   前記縁硬化用光源は、前記ノズル列の脇に配置され、Ｘ方向に関して、前記ノズル列から吐出された液滴が付着する領域に光を照射し、
   前記ベタ領域硬化用光源は、Ｘ方向に関して、前記縁硬化用光源で照射される領域よりもＸ方向負側にずれた領域に光を照射する薄膜形成装置。
   

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