JP6156633B2 - 薄膜形成方法及び薄膜形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板に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。

ノズルヘッドから光硬化性の液状の薄膜材料を液滴化して基板の表面に向かって吐出させ、基板に塗布された薄膜材料を硬化させることにより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、特許文献２）。

このような薄膜形成技術において、例えば、基板として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 特開２０１２−８６１９４号公報

薄膜材料には、光硬化性（例えば、紫外線硬化性）の樹脂が用いられる。液滴化された薄膜材料が基板に着弾すると、薄膜材料が面内方向に広がる。薄膜材料が面内方向に広がると、形成すべき薄膜パターンの解像度が低下してしまう。薄膜パターンの解像度の低下を抑制するために、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、液滴の各々の形状を反映した凹凸が、薄膜の表面に残ってしまう。

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べき予定領域の縁に沿って、尾根状の堰き止め構造を形成する工程と、
前記堰き止め構造を形成した後、前記予定領域内に、光硬化性の液状の薄膜材料を液滴化して着弾させた後、前記予定領域に着弾した薄膜材料に仮硬化用の光を照射して仮硬化させることにより膜要素を形成する工程と、
前記膜要素の上に、光硬化性の液状の薄膜材料を塗布することにより、液状膜を形成する工程と、
前記液状膜及び前記膜要素に、前記仮硬化用の光よりも光強度が強い本硬化用の光を照射して、前記液状膜を硬化させると共に、前記膜要素の硬化度を高める工程と
を有する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薄膜材料を液滴にして吐出する複数のノズル孔を含む複数のノズルヘッドと、
前記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薄膜材料に仮硬化用の光を照射する複数の仮硬化用光源と、
前記ノズルヘッド及び前記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第１の方向に移動させる移動機構と、
前記基板に、本硬化用の光を照射する本硬化用光源と、
前記ノズルヘッド、前記仮硬化用光源、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、前記ノズルヘッド、前記仮硬化用光源、前記本硬化用光源、及び前記移動機構を制御して、
前記仮硬化用光源を点灯させた状態で、基板の表面の、薄膜パターンを形成すべき予定領域の縁に沿って、前記ノズルヘッドから吐出された薄膜材料を着弾させ、着弾した薄膜材料を仮硬化させることにより堰き止め構造を形成し、
前記堰き止め構造を形成した後、前記予定領域内に、前記ノズルヘッドから吐出された薄膜材料を着弾させ、前記予定領域に着弾した薄膜材料に仮硬化用の光を照射して仮硬化させることにより膜要素を形成し、
前記膜要素の上に、前記ノズルヘッドから吐出された光硬化性の液状の薄膜材料を塗布することにより、液状膜を形成し、
前記液状膜及び前記膜要素に、前記本硬化用光源から本硬化用の光を照射して、前記液状膜を硬化させると共に、前記膜要素の硬化度を高める薄膜形成装置が提供される。

膜要素の上に液状膜を形成した後、仮硬化されることなく、本硬化されるまでの期間に、液状膜の表面の凹凸が軽減される。これにより、薄膜の表面の凹凸を低減させることができる。

図１Ａは、実施例１による薄膜形成方法による薄膜形成の途中段階における基板の平面図であり、図１Ｂは、図１Ａの一点鎖線１Ｂ−１Ｂにおける断面図である。 図２Ａは、実施例１による薄膜形成方法による薄膜形成の途中段階における基板の平面図であり、図２Ｂは、図２Ａの一点鎖線２Ｂ−２Ｂにおける断面図である。 図３Ａは、実施例１による薄膜形成方法による薄膜形成の途中段階における基板の平面図であり、図３Ｂは、図３Ａの一点鎖線３Ｂ−３Ｂにおける断面図である。 図４Ａは、実施例１による薄膜形成方法による薄膜形成の途中段階における基板の平面図であり、図４Ｂは、図４Ａの一点鎖線４Ｂ−４Ｂにおける断面図である。 図５Ａは、実施例１による薄膜形成方法による薄膜形成の途中段階における基板の平面図であり、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、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６Ｂ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７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８Ａ及び図８Ｂは、図７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８Ｃ及び図８Ｄは、図７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８Ｅ及び図８Ｆは、図７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８Ｇ及び図８Ｈは、図７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８Ｉ及び図８Ｊは、図７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９は、実施例２による薄膜形成装置の概略正面図である。 図１０は、実施例２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１１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１Ｂ〜図５Ａ、図５Ｂ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、図２Ａ、図３Ａ、図４Ａ、及び図５Ａは、薄膜を形成すべき対象である基板１０の一部の平面図を示す。図１Ｂ、図２Ｂ、図３Ｂ、図４Ｂ、及び図５Ｂは、それぞれ図１Ａ、図２Ａ、図３Ａ、図４Ａ、及び図５Ａの一点鎖線１Ｂ−１Ｂ、２Ｂ−２Ｂ、３Ｂ−３Ｂ、４Ｂ−４Ｂ、及び５Ｂ−５Ｂにおける断面図を示す。

図１Ａ及び図１Ｂに示すように、基板１０の表面に、薄膜パターンを形成すべき予定領域１１が画定されている。一部の予定領域１１内には、薄膜パターンを形成しない開口１３が含まれている。予定領域１１の外周線及び開口１３の外周線を、予定領域の縁１２という。

基板１０は、例えば導電性の配線パターンやスルーホールが形成されたプリント基板である。予定領域１１は、ソルダーレジストを塗布すべき領域に相当する。

図２Ａ及び図２Ｂに示すように、基板１０の表面の予定領域１１の縁１２（図１Ａ）に沿って、尾根状の堰き止め構造１４を形成する。堰き止め構造１４は、予定領域１１の内側に塗布された液体を堰き止める。

以下、堰き止め構造１４の形成方法について説明する。基板１０に、複数のノズル孔を有するノズルヘッドを対向させる。基板１０をノズルヘッドに対して移動させながら、ノズルヘッドから、光硬化性の液状の薄膜材料を液滴化して吐出させ、予定領域１１の縁１２（図１Ａ）に液滴を着弾させる。薄膜材料には、例えば紫外線硬化性樹脂が用いられる。また、薄膜材料には、染料または顔料等の色素が含まれている。着弾の直後に、薄膜材料に仮硬化用の光を照射することにより、薄膜材料を仮硬化させる。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。

仮硬化した薄膜材料の上に、さらに薄膜材料を塗布し、仮硬化させることにより、堰き止め構造１４を高くすることができる。薄膜材料の塗布と仮硬化とを交互に繰り返すことにより、所望の高さの堰き止め構造１４を形成することができる。図２Ｂでは、堰き止め構造１４の幅は、上方に向かって狭くなっている。

図３Ａ及び図３Ｂに示すように、予定領域１１内に複数の膜要素１５Ａを形成する。予定領域１１内の基板１０の表面が、積層された膜要素１５Ａで隈なく覆われる。

膜要素１５Ａの形成方法は、堰き止め構造１４の形成方法と同一である。仮硬化した薄膜材料の上に、さらに薄膜材料を塗布し、仮硬化させることにより、複数の膜要素１５Ａを積層することができる。液滴化された薄膜材料が基板１０または仮硬化された膜要素１５Ａに着弾した直後に仮硬化されるため、膜要素１５Ａの表面は平坦化されておらず、液滴の形状を反映した凹凸が残っている。ここで、「直後」とは、基板１０に着弾した複数の液滴が相互に連続して、原形を留めず、表面が平坦化された状態に至る時点よりも前であることを意味する。

図４Ａ及び図４Ｂに示すように、膜要素１５Ａの上に薄膜材料を塗布することにより、液状の薄膜材料からなる液状膜１６を形成する。次に、液状膜１６の形成方法について、説明する。基板１０に、複数のノズル孔を有するノズルヘッドを対向させる。基板１０をノズルヘッドに対して移動させながら、ノズルヘッドから、光硬化性の液状の薄膜材料を液滴化して吐出させ、膜要素１５Ａの表面に薄膜材料を着弾させる。薄膜材料の仮硬化は行わない。

薄膜材料の仮硬化を行わないため、膜要素１５Ａの表面に着弾した薄膜材料の複数の液滴は、面内方向に広がり、相互に連続する。このため、個々の液滴の形状を反映した凹凸は消滅し、液状膜１６の表面がほぼ平坦になる。さらに、液状の薄膜材料が予定領域１１の外側まで流出しないように、堰き止め構造１４が液状の薄膜材料を堰き止めている。このため、基板１０の表面を露出させておくべき領域に薄膜材料が付着することを防止することができる。

図５Ａ及び図５Ｂに示すように、基板１０に本硬化用の光１８を照射する。本硬化用の光１８の照射は、液状膜１６（図４Ｂ）の表面が、薄膜材料の液滴の形状を反映した凹凸形状を留めない程度まで平坦化された後に行われる。本硬化用の光１８の、基板１０の表面における光強度（パワー密度）は、堰き止め構造１４（図２Ａ、図２Ｂ）及び膜要素１５Ａ（図３Ａ、図３Ｂ）を形成するときに用いた仮硬化用の光の、基板１０の表面における光強度より強い。

本硬化用の光１８を照射することにより、液状膜１６（図４Ｂ）が硬化して、最上層の膜要素１６Ａが形成される。最上層の膜要素１６Ａの表面は平坦である。下層の膜要素１５Ａと最上層の膜要素１６Ａとで、薄膜２０が構成される。薄膜２０の形成途中段階では、膜要素１５Ａの表面に凹凸が現れているが、最終的に形成される薄膜２０の表面は、ほぼ平坦になる。このため、薄膜２０の意匠的効果を高めることができる。

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その他の効果について説明する。

図６Ａに、実施例１による方法で形成された薄膜２０の断面図、及び厚さ方向に関する露光量の分布の一例を示す。露光量の分布を示す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〜Ｅ７は、それぞれ１層目〜７層目の膜要素１５Ａを形成するときの仮硬化用の光による露光量の分布を示し、破線Ｅｆは、本硬化用の光１８（図５Ｂ）による露光量の分布を示す。実線Ｅｔは、仮硬化用の光、及び本硬化用の光１８による露光量の合計の分布を示す。

図６Ｂに、比較例による方法で形成された薄膜２０の断面図、及び厚さ方向に関する露
光量の分布の一例を示す。比較例では、液状の薄膜材料の仮硬化が行われず、所望の厚さの液状膜を形成した後、本硬化を行う。実線Ｅｔは、薄膜２０の露光量の分布を示す。この分布は、図６Ａにおいて破線Ｅｆで表された本硬化用の光１８による露光量の分布と等しい。

比較例による薄膜形成方法では、薄膜２０内で本硬化用の光が減衰するため、深部において露光不足が生じやすい。特に、薄膜材料が染料や顔料等の色素を含んでいる場合、光の減衰が大きくなり、露光不足が生じやすい。露光不足が生じると、硬化度が不十分になり、薄膜２０の剥離が生じやすくなる。これに対し、実施例１による方法では、薄膜２０の深部に位置する膜要素１５Ａが個別に仮硬化されるため、薄膜２０の深部においても、十分な硬化度を確保することができる。これにより、薄膜２０の剥離を防止することができる。

図７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、複数、例えば８個のノズルヘッド４１、及び複数の仮硬化用光源４３を含む。ノズルヘッド４１の各々は、基板１０に対向する複数のノズル孔を有し、制御装置５０からの制御を受けて、ノズル孔から基板１０に向かって、染料または顔料等の色素を含む薄膜材料を液滴化して吐出する。

ノズルヘッド４１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、複数のノズルヘッド４１は、ｙ方向に配列している。複数のノズルヘッド４１の各々を、ｙ軸の正の方向に向かって１から順番に付した通し番号＃１〜＃８で識別することとする。相互に隣り合う２つのノズルヘッド４１の間に、仮硬化用光源４３が配置されている。さらに、通し番号＃１のノズルヘッド４１よりもｙ軸の負の側、及び通し番号＃８のノズルヘッド４１よりもｙ軸の正の側にも、それぞれ仮硬化用光源４３が配置されている。すなわち、１つのノズルヘッド４１に着目すると、ノズルヘッド４１の、ｙ軸の正の側及び負の側に、それぞれ仮硬化用光源４３が配置されている。仮硬化用光源４３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軸の正の方向または負の方向に移動させながら、ノズルヘッド４１から薄膜材料を吐出することにより、基板１０に薄膜材料を塗布することができる。基板１０をｙ軸の正の方向に移動させる場合、あるノズルヘッド４１から吐出されて基板１０に塗布された薄膜材料に、当該ノズルヘッド４１の、ｙ軸の正の側（基板１０の移動方向の下流側）に配置された仮硬化用光源４３から放射された仮硬化用の光が照射される。これにより、基板１０に塗布された薄膜材料を仮硬化させることができる。仮硬化用光源４３を消灯させておけば、薄膜材料を仮硬化させないことも可能である。

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及びノズルヘッド４
１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８Ａ〜図８Ｊを参照して、実施例１による薄膜形成装置を用いて薄膜を形成する方法について説明する。図８Ａ〜図８Ｊは、図７の一点鎖線８−８における断面図を示している。図８Ａ〜図８Ｊにおいては、基板１０をｙ軸の正の方向に移動させながら、薄膜を形成する例を示す。以下、ｙ軸の正の側を「下流側」といい、負の側を「上流側」という。

堰き止め構造１４（図２Ａ、図２Ｂ）を形成するときには、通し番号＃１〜＃８のノズルヘッド４１の各々の下流側の仮硬化用光源４３を点灯させておく。通し番号＃１のノズルヘッド４１の上流側の仮硬化用光源４３は、点灯させておく必要はない。

図８Ａから図８Ｆまでの工程で、堰き止め構造１４（図２Ａ、図２Ｂ）が形成される。図８Ａ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、通し番号＃１のノズルヘッド４１から薄膜材料を液滴化して吐出させ、予定領域１１の縁１２（図１Ａ、図１Ｂ）に薄膜材料の液滴を着弾させる。これにより基板１０の上に、薄膜材料からなる液状膜１７が形成される。

図８Ｂに示すように、通し番号＃１のノズルヘッド４１の下流側に隣接する仮硬化用光源４３の下方を、液状膜１７（図８Ａ）が通過するときに、液状膜１７に仮硬化用の光２１が照射される。その結果、液状膜１７が仮硬化して堰き止め構造１４（図２Ｂ）の一部分となる堰き止め要素１７Ａが形成される。

図８Ｃに示すように、堰き止め要素１７Ａが通し番号＃２のノズルヘッド４１の下方を通過するときに、通し番号＃２のノズルヘッド４１から吐出された薄膜材料が堰き止め要素１７Ａの上に塗布される。これにより、１層目の堰き止め要素１７Ａの上に、２層目の液状膜１７が形成される。

図８Ｄに示すように、２層目の液状膜１７（図８Ｃ）が通し番号＃２の下流側に隣接する仮硬化用光源４３の下方を通過するときに、液状膜１７が仮硬化されて２層目の堰き止め要素１７Ａが形成される。堰き止め要素１７Ａが形成されている位置よりも上流側に位置する予定領域１１の縁１２（図１Ａ）が通し番号＃１のノズルヘッド４１の下方を通過するときに、通し番号＃１のノズルヘッド４１から吐出された薄膜材料により、１層目の液状膜１７が形成される。

図８Ｅに示すように、堰き止め要素１７Ａがノズルヘッド４１の下方を通過するごとに、堰き止め要素１７Ａの上に液状膜１７が形成される。液状膜１７が仮硬化用光源４３の下方を通過するごとに、液状膜１７が仮硬化されて堰き止め要素１７Ａが形成される。

図８Ｆに示すように、予定領域１１の縁１２（図１Ａ）が、通し番号＃８のノズルヘッド４１の下流側に隣接する仮硬化用光源４３の下方を通過すると、複数の堰き止め要素１７Ａが積み重ねられた堰き止め構造１４が完成する。

図８Ｇから図８Ｉまでの工程で、膜要素１５Ａ（図３Ａ、図３Ｂ）、及び液状膜１６（図４Ａ、図４Ｂ）が形成される。膜要素１５Ａ及び液状膜１６の形成も、基板１０をｙ軸の正の方向に移動させながら行われる。通し番号＃８の下流側の仮硬化用光源４３は消灯の状態にされている。なお、図７に示したように、ノズルヘッド４１及び仮硬化用光源４３の、ｙ軸の正の方向に向かう配列順序は、ｙ軸の負の方向に向かう配列順序と等価であるため、基板１０をｙ軸の負の方向に移動させながら、膜要素１５Ａ及び液状膜１６を形成することも可能である。

図８Ｇに示すように、堰き止め構造１４で囲まれた予定領域１１内に、膜要素１５Ａを形成する。膜要素１５Ａの形成は、図８Ａ〜図８Ｅに示した堰き止め要素１７Ａの形成方法と同一である。堰き止め要素１７Ａを形成するときには、予定領域１１の縁１２（図１Ａ）に、液滴化した薄膜材料を着弾させたが、膜要素１５Ａを形成するときには、予定領域１１（図１Ａ）内に、液滴化した薄膜材料を着弾させる。

通し番号＃１から＃７までのノズルヘッド４１によって塗布された薄膜材料からなる液状膜１５を仮硬化させることにより、７層の膜要素１５Ａが形成される。この工程は、図３Ａ、図３Ｂに示した膜要素１５Ａを形成する工程に相当する。

図８Ｈに示すように、膜要素１５Ａが通し番号＃８のノズルヘッド４１の下方を通過するときに、通し番号＃８のノズルヘッド４１から吐出された薄膜材料により、膜要素１５Ａの上に液状膜１６が形成される。この工程は、図４Ａ、図４Ｂに示した液状膜１６を形成する工程に相当する。

図８Ｉに示すように、通し番号＃８の下流側に隣接する仮硬化用光源４３が点灯されていないため、液状膜１６は仮硬化されず、液状のままである。

図８Ｊに示すように、基板１０をステージ３０から搬出し、本硬化用光源６８の下方に配置する。液状膜１６（図８Ｉ）に本硬化用の光１８を照射することにより、液状膜１６（図８Ｉ）を硬化させると共に、膜要素１５Ａの硬化度を高める。これにより、薄膜２０が形成される。

実施例１では、通し番号＃１〜＃７のノズルヘッド４１により膜要素１５Ａを形成し、通し番号＃８のノズルヘッド４１により液状膜１６（図８Ｈ）を形成した。これにより、７層の膜要素１５Ａが形成された。膜要素１５Ａの層数は、７層に限らず、６層以下にしてもよい。例えば、通し番号＃１〜＃６のノズルヘッド４１により、６層の膜要素１５Ａを形成し、通し番号＃７及び＃８のノズルヘッド４１により、液状膜１６を形成してもよい。この場合には、通し番号＃７及び＃８のノズルヘッド４１の各々の下流側に隣接する仮硬化用光源４３を消灯状態にしておけばよい。

［実施例２］
図９に、実施例２による薄膜形成装置の概略正面図を示す。実施例２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１０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９）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９）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７）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の堰き止め構造１４、膜要素１５Ａ、及び液状膜１６（図４Ｂ）が形成される。

図９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。基板１０が塗布ステーション６２から本硬化ステーション６３に搬送されるまでの期間に、基板１０に塗布された液状の薄膜材料が面内方向に広がり、液状膜１６（図８Ｉ）の表面が平坦化される。リフタ７２は、液状膜１６に接触しないように、基板１０を保持する。例えば、基板１０の下にアームを挿入することにより、基板１０を保持する。

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１８（図８Ｊ）の照射が行われる。

図１１に、実施例１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１１において、薄膜材料を塗布すべき予定領域１１にハッチングが付されている。プリント配線板ごとに、予定領域１１が画定されている。予定領域１１は、例えば、長方形の外周線１９を有する。外周線１９の内側に、薄膜材料を
塗布しない複数の開口１３が分布している。予定領域１１のパターンを定義するイメージデータが、制御装置５０（図５）に記憶されている。

実施例１による方法を適用することにより、表面が平坦で、かつ剥離しにくい薄膜パターンを形成することができる。

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。

１０ 基板
１１ 薄膜パターンを形成すべき予定領域
１２ 予定領域の縁
１３ 開口
１４ 堰き止め構造
１５ 液状膜
１５Ａ 膜要素
１６ 液状膜
１６Ａ 最上層の膜要素
１７ 液状膜
１７Ａ 堰き止め要素
１８ 本硬化用の光
１９ 外周線
２０ 薄膜
２１ 仮硬化用の光
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
４１ ノズルヘッド
４３ 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 (7)

1. 基板の表面の、薄膜パターンを形成すべき予定領域の縁に沿って、尾根状の堰き止め構造を形成する工程と、
   前記堰き止め構造を形成した後、前記予定領域内に、光硬化性の液状の薄膜材料を液滴化して着弾させた後、前記予定領域に着弾した薄膜材料に仮硬化用の光を照射して仮硬化させることにより膜要素を形成する工程と、
   前記膜要素の上に、光硬化性の液状の薄膜材料を塗布することにより、液状膜を形成する工程と、
   前記液状膜及び前記膜要素に、前記仮硬化用の光よりも光強度が強い本硬化用の光を照射して、前記液状膜を硬化させると共に、前記膜要素の硬化度を高める工程と
   を有する薄膜形成方法。
2. 前記液状膜を形成する薄膜材料は、染料または顔料を含んでいる請求項１に記載の薄膜形成方法。
3. 前記液状膜を形成する工程において、前記堰き止め構造が、前記膜要素の上に塗布された液状の薄膜材料を堰き止めている請求項１または２に記載の薄膜形成方法。
4. 前記液状膜を形成する工程において、薄膜材料を液滴化して前記膜要素の表面に着弾させることにより前記液状膜を形成し、
   前記液状膜への前記本硬化用の光の照射は、前記液状膜の表面が、薄膜材料の液滴の形状を反映した凹凸形状を留めない程度まで平坦化された後に行われる請求項１乃至３のいずれか１項に記載の薄膜形成方法。
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、前記基板に向けて光硬化性の液状の薄膜材料を液滴にして吐出する複数のノズル孔を含む複数のノズルヘッドと、
   前記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薄膜材料に仮硬化用の光を照射する複数の仮硬化用光源と、
   前記ノズルヘッド及び前記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第１の方向に移動させる移動機構と、
   前記基板に、本硬化用の光を照射する本硬化用光源と、
   前記ノズルヘッド、前記仮硬化用光源、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、前記ノズルヘッド、前記仮硬化用光源、前記本硬化用光源、及び前記移動機構を制御して、
   前記仮硬化用光源を点灯させた状態で、基板の表面の、薄膜パターンを形成すべき予定領域の縁に沿って、前記ノズルヘッドから吐出された薄膜材料を着弾させ、着弾した薄膜材料を仮硬化させることにより堰き止め構造を形成し、
   前記堰き止め構造を形成した後、前記予定領域内に、前記ノズルヘッドから吐出された薄膜材料を着弾させ、前記予定領域に着弾した薄膜材料に仮硬化用の光を照射して仮硬化させることにより膜要素を形成し、
   前記膜要素の上に、前記ノズルヘッドから吐出された光硬化性の液状の薄膜材料を塗布することにより、液状膜を形成し、
   前記液状膜及び前記膜要素に、前記本硬化用光源から本硬化用の光を照射して、前記液状膜を硬化させると共に、前記膜要素の硬化度を高める薄膜形成装置。
6. 前記ノズルヘッドから吐出される薄膜材料は、染料または顔料を含んでいる請求項５に記載の薄膜形成装置。
7. 前記堰き止め構造は、前記液状膜を形成する液状の薄膜材料の、前記予定領域の内側から外側への流出を防止する高さを有する請求項５または６に記載の薄膜形成装置。

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