KR20120032397A - 패턴 형성 방법 및 패턴 형성 장치 - Google Patents

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마사노부 이와시마
마사카즈 사나다
고지 후루이치
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다이니폰 스크린 세이조우 가부시키가이샤
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Abstract

기판 표면에 대해 상대 이동하는 노즐로부터 패턴 형성 재료를 포함하는 도포액을 도포하고, 기판 상에 소정의 패턴을 형성하는 패턴 형성 기술에 있어서, 패턴폭 및 단부 위치가 안정된 패턴을 형성한다. 기판 상에 도포액을 도포하여 라인형상 패턴을 형성할 때에, 본래의 시단 위치 X1보다도 내측의 위치 XO으로부터, 게다가 노즐과 기판의 갭량을 패턴 높이보다도 작은 값 GO으로 하여 도포액의 토출을 개시한다. 그 후, 노즐을 기판으로부터 이간시키면서 기판 외측을 향해 이동시켜, 패턴 시단 위치 X1에서 이동 방향을 반전시킨다. 종단 근방에서도, 도포액의 토출량을 저하시키면서 노즐을 기판에 근접시켜 가고, 패턴 종단 위치 X3에서 노즐을 이간시킴과 더불어 이동 방향을 반전시킨다.

Description

패턴 형성 방법 및 패턴 형성 장치{PATTERN FORMING METHOD AND PATTERN FORMING APPARATUS}
이 발명은, 기판 표면에 대해 상대 이동하는 노즐로부터 패턴 형성 재료를 포함하는 도포액을 도포하여, 기판 상에 소정의 패턴을 형성하는 패턴 형성 기술에 관한 것이다.
기판 상에 소정의 패턴을 형성하는 기술로서, 기판 표면에 대해 상대 이동하는 노즐로부터 패턴을 형성하기 위한 재료를 포함하는 도포액을 토출시켜 기판에 도포하는 것이 있다. 이 기술에서는, 도포액의 토출 개시 직후나 토출 종료 직전에 있어서 도포액의 토출량이 변동하는 점에서, 패턴의 시단 및/또는 종단에서 도포량이 안정되지 않는다는 문제가 있다.
이 문제에 대응하는 것으로서, 예를 들면 특허 문헌 1에 기재된 기술이 있다. 이 기술에서는, 슬롯식의 도포 헤드로부터 도포 대상물에 도포액을 도포함으로써 도막을 형성하는 기술에 있어서, 기판 표면을 따라 이동하는 도포 헤드가 패턴 종단부에 이르기 전에 도포액의 토출을 정지시키도록 하고 있다. 보다 구체적으로는, 도포 헤드가 패턴 종단부에 도달하기 전에, 도포액을 공급하는 밸브를 닫음과 더불어 도포 헤드를 도포 대상물로부터 이간시키고, 또한 색백을 실시함으로써, 도포액 공급 정지 후에 액이 떨어지는 것에 기인하는 도막의 막두께 변동의 억제가 도모되고 있다.
일본국 특허 공개 평06－339656호 공보(예를 들면, 도 10)
그러나, 상기 기술에 있어서도, 도포액의 점도에 따라서는 패턴 종단부가 부풀거나, 반대로 종단부가 점차 가늘어지거나 하는 일이 있다. 또 도포액의 표면장력 때문에 도포 대상물로부터 이간하는 도포 헤드에 의해 도포액이 실형상으로 가늘게 늘어져 버리는 현상(이 명세서에서는 「테일링」이라고 한다)이 발생하는 일이 있다. 또, 도포액의 토출 개시 및 종료의 타이밍은, 도포액의 점도나 주위 온도 등의 상황에 따라 변화해 일정하지 않지만, 이것에 기인하는 패턴 단부(시단부 또는 종단부)의 위치의 변동에 대해서는, 상기 종래 기술로는 대응하는 것이 곤란했다.
이 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 기판 표면에 대해 상대 이동하는 노즐로부터 패턴 형성 재료를 포함하는 도포액을 도포하여, 기판 상에 소정의 패턴을 형성하는 패턴 형성 기술에 있어서, 패턴폭 및 단부 위치가 안정된 패턴을 형성할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이 발명에 따른 패턴 형성 방법의 한 양태는, 상기 목적을 달성하기 위해, 기판의 표면을 따라 노즐을 소정의 주사 이동 방향으로 상대 이동시키면서, 상기 노즐의 토출구로부터 패턴 형성 재료를 포함하는 도포액을 연속적으로 토출시켜, 상기 기판 표면에 라인형상 패턴을 형성하고, 상기 기판 표면에 대한 상기 노즐의 상대 위치가 소정의 패턴 종단 위치에 이른 후, 상기 기판의 표면을 따라 상기 노즐을 상기 주사 이동 방향과는 반대 방향으로 이동시키면서, 상기 토출구로부터의 상기 도포액의 토출을 정지시키는 것을 특징으로 하고 있다.
이와 같이 구성된 발명에서는, 기판 표면에 대해 상대 이동하면서 도포액을 도포하는 노즐이, 패턴 종단 위치까지 이동한 후, 그때까지와 반대 방향으로 이동하면서 도포액의 토출을 정지한다. 이 명세서에서는, 이러한 노즐의 이동 방향의 전환을 「반환」이라고 한다. 즉, 도포액이 비교적 안정적으로 토출된 상태로 노즐이 패턴 종단 위치까지 도달하고, 토출 종료 직전의 토출량의 불안정한 도포액은, 노즐의 반환에 의해, 먼저 형성이 끝난 패턴에 겹쳐 도포되게 된다. 이 때문에, 패턴 종단부에서 부풀어 오르거나 가늘어지거나, 테일링이 발생하는 등의 패턴폭의 변동의 문제가 해소되어 있으며, 특히 패턴 종단부의 위치가 불균형하지 않고 안정된 것이 된다. 즉, 이 발명에 의하면, 패턴폭 및 단부 위치가 안정된 패턴을 형성할 수 있다.
이 발명에 있어서, 예를 들면, 기판 표면에 대한 노즐의 상대 위치가 패턴 종단 위치에 이르기 전에, 도포액의 토출량을 점차 저감시키도록 해도 된다. 패턴 종단 위치의 근방에서는 노즐의 반환에 의해 도포액이 겹쳐 칠해지게 되므로, 도포액의 양을 점차 감소시킴으로써, 겹쳐 칠해짐에 기인하는 패턴의 두께의 증대를 방지할 수 있다.
여기서, 노즐 내의 도포액을 가압함으로써 도포액을 토출구로부터 토출시키고 있는 경우에는, 예를 들면, 도포액에 대한 가압을 정지함으로써 토출량을 저감 시키도록해도 된다. 도포액에 대한 가압을 정지했을 때에 반환 토출이 정지되는 것은 아니고, 압력의 잔존(잔압)에 의해, 잠시 동안은 토출량이 감소하면서도 토출은 계속된다. 이를 이용하여, 노즐이 패턴 종단 위치에 도달하기 전에 도포액에 대한 가압을 정지하고, 잔압에 의한 토출에 의해 나머지 패턴을 형성하는 것이 가능하다.
또, 예를 들면, 토출량의 저감을 개시함과 동시에, 또는 개시후에, 기판에 대한 노즐의 이동 속도를 점감시키면서 노즐을 패턴 종단 위치까지 이동시키도록 해도 된다. 도포액의 토출량이 점차 적어지거나, 노즐의 이동 속도가 빠르면 패턴이 끊어질 우려가 있다. 노즐의 이동 속도를 점차 저하시킴으로써, 이러한 문제를 회피할 수 있다.
또, 예를 들면, 토출량의 저감을 개시함과 동시에, 또는 개시 후에, 토출구와 기판 표면의 간격을 점감시키면서 노즐을 패턴 종단 위치까지 이동시켜, 노즐이 패턴 종단 위치에 도달하면, 토출구와 기판 표면의 간격을 증대시켜 노즐을 주사 이동 방향과는 반대 방향으로 이동시키도록 해도 된다. 도포액의 토출량이 적어졌을 때에 토출구와 기판 표면을 가까이 하게 한 것에 의해서도, 패턴이 끊어지는 것을 방지하는 것이 가능하다. 또, 반환시에는 토출구와 기판을 이간시키므로, 형성이 끝난 패턴에 노즐이 접촉하는 것이 방지된다.
또, 예를 들면, 토출량의 저감을 개시할 때의, 주사 이동 방향에서의 기판 표면에 대한 노즐의 상대 위치가, 토출량이 제로가 될 때의 주사 이동 방향에서의 기판 표면에 대한 노즐의 상대 위치와 같도록 해도 된다. 이와 같이 하면, 토출량의 감소에 기인하는 패턴폭 또는 높이의 감소가 반환시의 도포에 의해 보충되므로, 폭이나 높이가 보다 안정된 패턴을 형성할 수 있다.
또, 이 발명에 따른 패턴 형성 방법의 다른 양태는, 기판의 표면을 따라 노즐을 소정의 주사 이동 방향으로 상대 이동시키면서, 상기 노즐의 토출구로부터 패턴 형성 재료를 포함하는 도포액을 연속적으로 토출시켜, 상기 기판 표면에 라인형상 패턴을 형성하는 패턴형성 방법으로서, 상기 목적을 달성하기 위해, 상기 기판 표면에 대향시킨 상기 토출구로부터 도포액의 토출을 개시함과 더불어, 이 개시부터 소정의 기간, 상기 노즐을 상기 기판의 표면을 따라 상기 주사 이동 방향과는 반대 방향으로 이동시키고, 그 후에, 상기 노즐을 상기 기판의 표면을 따라 상기 주사 이동 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하고 있다.
이와 같이 구성된 발명에서는, 토출 개시 직후에 토출량이 안정되지 않는 도포액에 의해 패턴의 시단부가 형성되는 것이 방지된다. 즉, 토출 개시 직후는 주사 이동 방향과는 반대 방향으로 노즐이 이동하고, 그 후에 노즐이 반환되어 주사 이동 방향으로 이동함으로써 패턴이 형성되므로, 노즐이 되접어 반환되는 위치가 패턴의 시단 위치가 된다. 이 때문에, 토출 개시 직후에 기판에 도포된 도포액에는 반환 후의 노즐으로부터 토출되는 도포액이 겹쳐 칠해져, 토출량의 불안정이 패턴에 영향을 주지 않는다. 특히, 패턴의 시단 위치의 불균일이 방지된다. 이와 같이, 이 발명에 의하면, 패턴폭 및 단부 위치가 안정된 패턴을 형성할 수 있다.
여기서, 예를 들면, 토출구로부터 도포액을 토출 개시한 직후에, 노즐을 주사 이동 방향과는 반대 방향으로 이동시키면서, 토출구와 기판 표면의 간격을 점증시키도록 해도 된다. 토출량의 불안정한 도포액에 의해 패턴이 끊어지는 문제는, 토출 개시 직후에 있어서도 토출 종료시와 동일하게, 혹은 보다 현저하다. 토출 개시 직후에는 토출구를 기판에 근접시켜 두고, 점차 간격을 크게 하는 것은, 패턴이 끊어지는 것을 방지하기 위해서 유효하다.
상기의 각 발명에 있어서는, 도포액으로서 광 경화성 재료를 포함하는 도포액을 사용하고, 기판 표면에 토출된 도포액에 대해 광을 조사하도록 해도 된다. 이와 같이 하면, 기판에 도포된 도포액이 주위에 퍼지기 전에 경화시킬 수 있으므로, 패턴의 단면 형상의 제어가 용이하며, 특히 패턴의 폭에 대한 높이의 비, 즉 어스펙트비가 높은 패턴을 형성하는 경우에 적절하다.
또, 이 발명에 따른 패턴 형성 장치는, 상기 목적을 달성하기 위해, 기판을 유지하는 유지 수단과, 패턴 형성 재료를 포함하는 도포액을 연속적으로 토출하는 토출구를 가지는 노즐과, 상기 유지 수단에 유지된 상기 기판의 표면을 따라 상기 노즐을 소정의 주사 이동 방향으로 상대 이동시키는 이동 수단을 구비하고, 상기 이동 수단은, 상기 토출구로부터의 상기 도포액의 토출 개시 직후 및 토출 정지 직전의 적어도 한쪽에 있어서, 상기 노즐을 소정 기간, 상기 기판의 표면을 따라 상기 주사 이동 방향과는 반대 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하고 있다.
이와 같이 구성된 발명에서는, 패턴의 시단부 및 종단부의 한쪽 또는 양쪽 에서, 상기한 노즐의 반환을 한다. 이 때문에, 패턴의 시단부 또는 종단부에 생기는 폭이나 높이의 격차나, 패턴 형성 위치의 불균일 등을 억제하여, 안정된 패턴 형성을 행할 수 있다.
이 발명에 있어서, 예를 들면, 토출구와 기판 표면의 간격을 제어하는 간격 제어 수단을 구비하도록 해도 된다. 이와 같이 토출구와 기판 표면의 간격을 제어 가능하게 함으로써, 도포액의 토출 개시시 및 종료시에 있어서의 패턴의 끊어지는 것에 대한 방지를 도모하는 것이 가능해진다.
이 발명에 따른 패턴 형성 방법 및 패턴 형성 장치에서는, 도포액의 토출 개시 직후 및/또는 토출 종료시에 노즐을 본래의 주사 이동 방향과는 반대 방향으로 이동시킨다. 이와 같이 도포액을 토출시키면서 노즐을 반환하여 이동시킴으로써, 패턴의 시단 위치 및/또는 종단 위치를 안정시킬 수 있고, 패턴폭의 격차를 억제할 수 있다.
도 1은 이 발명에 따른 패턴 형성 장치의 일 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 2A 및 도 2B는 시린지 펌프의 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 장치에 의한 핑거 전극 형성 처리를 나타내는 플로우 차트이다.
도 4A 내지 도 4E는, 도 3의 핑거 전극 형성 처리에 있어서의 노즐 이동의 양태를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 이 핑거 전극 형성 처리에 있어서의 토출 노즐 선단의 궤적을 나타내는 도면이다.
도 6은 핑거 전극 형성 처리에 있어서의 각 부의 동작을 나타내는 타이밍 차트이다.
도 7A 내지 도 7F는 라인형상 패턴의 시단 및 종단의 형상의 예를 나타내는 도면이다.
도 1은 이 발명에 따른 패턴 형성 장치의 일 실시형태를 나타내는 도면이다. 이 패턴형성 장치(1)는, 예를 들면 표면에 광전 변환층이 형성된 단결정 실리콘 웨이퍼 등의 기판(W) 상에, 도전성을 가지는 전극 배선 패턴을 형성하여, 예를 들면 태양 전지로서 이용되는 광전 변환 디바이스를 제조하는데 사용 가능하다.
이 패턴 형성 장치(1)에서는, 기대(101) 상에 스테이지 이동 기구(2)가 설치되어 있다. 기판(W)를 유지하는 스테이지(3)가 스테이지 이동 기구(2)에 의해 도 1에 나타낸 X－Y평면 내에서 이동가능하게 되어 있다. 기대(101)에는 스테이지(3)를 걸치도록 해서 프레임(102)이 고정되고, 프레임(102)에는 헤드부(5)가 부착된다. 헤드부(5)의 베이스(51)에는, 시린지 펌프(52)와 광 조사부(53)가 부착되어 있다. 시린지 펌프(52)는, 내부 공간에 액상(페이스트형상)의 도포액을 저류함과 더불어 이 도포액을 기판(W) 상에 토출한다. 광 조사부(53)는, 기판(W)을 향해 UV 광(자외선)을 조사한다.
상세한 것은 후술하나, 시린지 펌프(52)는 전극 패턴의 재료를 포함하는 도포액을 내부에 저류하고, 제어부(6)로부터의 제어 지령에 따라 이 도포액을 토출 노즐(523)으로부터 기판(W) 상에 토출한다. 도포액으로서는, 도전성 및 광 경화성을 가지는 것, 예를 들면 도전성 입자, 유기 비히클(용제, 수지, 증점제 등의 혼합물) 및 광중합 개시제를 포함하는 페이스트형상의 혼합액을 이용할 수 있다. 도전성 입자는 전극의 재료인 예를 들면 은 분말이며, 유기 비히클은 수지 재료로서의 에틸 셀룰로오스와 유기용제를 포함한다.
광 조사부(53)는, 자외선을 발생하는 광원 유닛(532)에 광섬유(531)를 통해 접속된다. 도시를 생략하고 있으나, 광원 유닛(532)은 그 광 출사부에 개폐가능한 셔터를 가지고 있으며, 그 개폐 및 개도에 의해 출사광의 온?오프 및 광량을 제어할 수 있다. 광원 유닛(532)은 제어부(6)에 의해 제어되고 있다. 기판(W)에 도포된 도포액에 대해 광 조사부(53)가 UV광을 조사함으로써, 도포 직후의 단면 형상이 유지된 상태로 도포액이 경화한다.
스테이지 이동 기구(2)는, 스테이지(3)를 X방향으로 이동시키는 X방향 이동 기구(21), Y방향으로 이동시키는 Y방향 이동 기구(22), 및, Z방향을 향하는 축을 중심으로 회전시키는 θ회전기구(23)를 가진다. X방향 이동 기구(21)는, 모터(211)에 볼 나사(212)가 접속되고, 또한, Y방향 이동 기구(22)에 고정된 너트(213)가 볼 나사(212)에 부착된 구조로 되어 있다. 볼 나사(212)의 상방에는 가이드 레일(214)이 고정되어 있다. 모터(211)가 회전하면, 너트(213)와 함께 Y방향 이동 기구(22)가 가이드 레일(214)을 따라 X방향으로 원활하게 이동한다.
Y방향 이동 기구(22)도 모터(221), 볼 나사 기구 및 가이드 레일(224)을 가지고, 모터(221)가 회전하면 볼 나사 기구에 의해 θ회전 기구(23)가 가이드 레일(224)을 따라 Y방향으로 이동한다. θ회전 기구(23)는 모터(231)에 의해 스테이지(3)를 Z방향을 향하는 축을 중심으로 회전시킨다. 이상의 구성에 의해, 헤드부(5)의 기판(W)에 대한 상대적인 이동방향 및 방향이 변경 가능하게 되어 있다. 스테이지 이동 기구(2)의 각 모터는, 장치 각 부의 동작을 제어하는 제어부(6)에 의해 제어된다.
또한, θ회전 기구(23)와 스테이지(3)의 사이에는, 스테이지 승강기구(24)가 설치되어 있다. 스테이지 승강기구(24)는, 제어부(6)로부터의 제어 지령에 따라 스테이지(3)를 승강시켜, 기판(W)을 지정된 높이(Z방향 위치)에 위치 결정한다. 스테이지 승강기구(24)로서는, 예를 들면 솔레노이드나 압전 소자 등의 액츄에이터에 의하는 것, 기어에 의하는 것, 쐐기의 맞물림에 의하는 것 등을 이용할 수 있다.
도 2A 및 도 2B는 시린지 펌프의 구조를 나타내는 도면이다. 보다 구체적으로는, 도 2A는 헤드부(5)에 설치된 시린지 펌프(52)의 내부 구조를 나타내는 측면도이며, 도 2B는 시린지 펌프(52) 하면에 설치된 토출 노즐의 구조를 나타내는 도면이다. 또, 도 2C는 시린지 펌프(52)에 의한 재료 도포의 양태를 모식적으로 나타내는 도면이다. 시린지 펌프(52)의 하우징(521)의 내부는, 상단이 상방을 향해 개구하는 한편, 하단이 하우징(521)의 하면(522)에 설치된 토출 노즐(523)에 연통하는 공동으로 되어 있다. 이 공동 상단의 개구부로부터, 제어부(6)로부터의 제어 지령에 따라 상하 움직이는 플런저(524)가 삽입되어 있다.
이렇게 하여 하우징(521)의 내벽과 플런저(524)에 의해 형성되는 하우징(521)의 내부 공간 SP에, 소정의 조성을 가지는 도포액이 저류되어 있다. 제어부(6)로부터의 제어 지령에 의해 플런저(524)가 눌러지면, 토출 노즐(523)의 하단에서 하향으로 개구하고 내부공간 SP에 연통하는 토출구(525)로부터, 도포액이 연속적으로 토출된다.
도 2B에 나타낸 바와 같이, 시린지 펌프(52)의 하면(522)에는, Y방향으로 소정의 거리만큼 서로 이격한 복수의 토출 노즐(523)이 설치되어 있다. 각 토출 노즐(523)의 토출구(525)의 개구형상은 대략 직사각형으로, 그 일변의 길이는 도포해야하는 도포액의 선 폭과 거의 같게 된다. 도 2C에 나타낸 바와 같이, 이 도포 장치(1)에서는, 미리 작성된 제어 프로그램에 따라, 제어부(6)가 스테이지(3)에 올려놓은 기판(W)을 XY평면 내에서 수평 이동시키면서 각 토출 노즐(523)의 토출구(525)로부터 도포액(52p)을 토출시킴으로써, 기판(W) 상에 소정의 선형상 패턴을 형성할 수 있다. 복수의 토출구(525)를 Y방향으로 나열하여 설치함으로써, Y방향으로 서로 이격한 서로 평행한 복수개의 선형상 패턴을, 한번의 기판의 주사이동으로 형성할 수 있다. 여기서, 스테이지(3)를 (＋X)방향으로 이동시켰을 때의 스테이지(3)에 대한 토출 노즐(523)의 상대 이동 방향, 즉 (＋X)방향을, 토출 노즐(523)의 주사 이동 방향 Ds로 한다.
이와 같이 구성된 패턴 형성 장치(1)에서는, 기판(W) 상에 토출된 도포액에 의한, 서로 평행한 가는 라인형상의 패턴을 다수 형성할 수 있다. 또, 도포 직후의 도포액을 광 조사에 의해 경화시키므로, 도포 직후의 단면 형상이 유지된다. 따라서, 토출구(525)의 개구형상을 적절하게 선택함으로써, 폭에 대한 높이의 비, 즉 어스펙트비가 높은 패턴을 형성하는 것이 가능하다. 이 때문에, 예를 들면 이하에 예시한 바와 같은,광전 변환 디바이스의 광 입사면에 핑거 전극 패턴을 형성하는 용도로 적절하게 사용할 수 있다.
도 3은 도 1의 장치에 의한 핑거 전극 형성 처리를 나타내는 플로우 차트이다. 또, 도 4A 내지 도 4E는, 도 3의 핑거 전극 형성 처리에 있어서의 노즐 이동의 양태를 모식적으로 나타낸 도면이다. 또한, 상기한 바와 같이, 도 1의 전극 형성 장치(1)에서는 스테이지(3)가 토출 노즐(523)에 대해 이동하는 구성으로 되어 있는데, 상대적으로는 스테이지(3)에 대해 토출 노즐(523)을 주사 이동시키는 것이라고 생각해도 등가이다. 그래서, 이와 같이 생각하는 것이 동작을 이해하기 쉽기 때문에, 이하에서는 스테이지(3)에 대해 토출 노즐(523)이 이동하는 것으로서 설명한다.
우선 처음에, 예를 들면 태양전지용 실리콘 기판과 같이 광전 변환면을 가지는 기판(W)을 패턴 형성 장치(1)에 반입하고, 광전 변환면을 상방을 향하게 하여 스테이지(3)에 올려 놓는다(단계 S101). 이어서, 스테이지(3)를 이동시킴으로써, 토출 노즐(523)의 수평 위치가 소정의 도포 개시 위치가 되도록 토출 노즐(523)을 위치 결정 한다(단계 S102). 도포 개시 위치는, 도 4A에서 부호 XO에 의해 나타내는 바와 같이, 기판(W) 표면의 바로 위에서 그 단부로부터 조금 내측의 위치이다. 또, 이 때 토출 노즐(523)의 하단과 기판(W) 표면의 갭 GO는 비교적 작고, 예를 들면 형성해야 할 패턴의 높이보다도 작은 값으로 한다.
이어서, 이 상태로 시린지 펌프(52)를 작동시키고, 내부에 저장된 도포액에 대한 가압을 개시한다(단계 S103). 이에 의해, 토출 노즐(523) 선단의 토출구(525)로부터의 도포액의 토출이 개시된다. 또, 토출 노즐(523)을 상방향, 즉 기판(W) 표면으로부터 이간하는 방향으로 이동시키면서, (－Ds) 방향, 즉 기판(W)의 단부로 향하는 방향으로 이동시킨다(단계 S104).
그리고, 토출 노즐(523)의 수평 위치가 도포 개시 위치 XO보다도 기판 단부에 가까운 소정의 패턴 시단 위치 X1에 도달하면(단계 S105), 토출 노즐(523)의 수평 이동방향을 반전시킨다. 구체적으로는, 노즐 높이를 형성해야 할 패턴의 높이와 거의 같거나 또는 이보다 조금 큰 일정치 G1(＞GO)로 유지하면서, 토출 노즐(523)을 기판(W) 표면을 따라 주사 이동 방향 Ds으로 이동시킨다(단계 S106). 이 명세서에서는, 이와 같이 토출 노즐(523)의 수평 이동 방향을 반전시키는 것을 「반환」이라고 칭하고 있다.
토출구(525)로부터 토출되어 기판(W)에 라인형상으로 도포되는 도포액은, 이 위치 X1에서 반환되어, 토출 개시 직후에 기판에 토출된 도포액에 겹쳐 칠해지게 된다. 따라서, 패턴 완성 후의 기판(W) 상에서는 실질적으로 이 위치 X1이 라인형상 패턴의 단점이 된다. 이 의미에 있어서, 이 위치 X1이 실제상의 패턴 시단 위치가 된다. 즉, 이 패턴 형성 방법에서는, 최초로 도포액이 도포되는 도포 개시 위치와, 완성 후의 패턴 시단 위치가 상이하다.
토출이 개시되고 나서 토출량이 소정치에 이르기까지는 시간이 걸려, 도포 개시 직후의 토출량은 안정되지 않는다. 이 때문에 토출 개시 직후의 도포액에 의해 형성되는 패턴이 가늘게 되거나 끊어지거나 하는 등의 흐트러짐을 일으킬 가능성이 있다. 이에 반해, 이 실시형태에서는, 토출 개시 직후에 토출 노즐(523)의 반환 동작에 의해 도포액을 겹쳐 칠하고 있으므로, 이러한 패턴의 흐트러짐이 억제된다. 특히, 패턴 시단 위치를 미리 설정된 위치에 정밀하게 맞출 수 있다.
그 후, 도 4 B에 나타낸 바와 같이, 토출 노즐(523)이 소정의 가압 종료 위치 X2에 도달할 때까지, 주사 이동 방향 Ds로의 토출 노즐(523)의 수평 이동을 계속한다(단계 S107). 이에 의해, 기판(W) 상에는 라인형상으로 도포액이 도포되어 간다. 기판(W) 상의 도포액에는 광 조사부(53)로부터 UV광이 조사되어, 이에 의해 도포액이 경화하여 전극 패턴이 형성된다.
토출 노즐(523)이 가압 종료 위치 X2에 이르면, 시린지 펌프(52)에 의한 도포액에 대한 가압을 정지한다. 그와 더불어, 도 4 C에 나타낸 바와 같이, 토출 노즐(523)의 하강을 개시하여 토출구(525)를 기판(W)에 근접시켜 간다(단계 S108). 이 가압 종료 위치 X2는, 기판(W) 표면 중 패턴 시단 위치 X1과는 반대측 단부 근방에 설정된 패턴 종단 위치 X3보다도, 조금 내측인 위치이다.
그리고, 토출 노즐(523)의 수평 위치가 패턴 종단 위치 X3에 도달하면(단계S109), 토출 노즐(523)을 기판(W)으로부터 이간시킨다(도 4D). 이와 더불어, 다시 주사 이동 방향과는 반대인 (－Ds) 방향으로 수평 이동시키고(단계 S110), 소정의 도포 종료 위치에 이르면 이동을 종료한다(도 4E, 단계 S111, S112). 단계 S108에서 도포액에 대한 가압을 정지한 후에도, 내부 공간(SP) 내의 잔압에 의해 잠시 동안은 토출구(525)로부터 도포액이 토출되고 있다. 단, 이 때의 토출량은 점차 감소해 가며, 게다가, 특히 정지 직전에 있어서의 토출량의 변화율은 반드시 일정하지는 않다.
상기한 도포 종료 위치는, 토출 노즐(523)이 그 도포 종료 위치에 도달했을 때에는 토출구(525)로부터의 도포액의 토출이 확실히 정지하고 있는 그러한 위치이며, 미리 실험적으로 이 위치를 정해 둘 수 있다. 패턴 종단 위치 X3에서 토출 노즐(523)을 반환하여 동작시켜, 점차 감소해 가는 도포액을 겹쳐 칠함으로써, 토출량이 불안정한 정지 직전의 도포액에 의한 패턴의 흐트러짐을 방지할 수 있다. 특히, 패턴 종단 위치를 미리 설정된 위치에 정밀하게 맞출 수 있다. 즉, 이 패턴 형성 방법에서는, 도포액의 도포가 종료하는 위치와, 완성 후의 패턴 종단 위치가 상이하다.
또한, 제어를 용이하게 하기 위해서, 이 예에서는 가압 종료 위치와 도포 종료 위치를 동일 위치 X2로 설정하고 있다. 그러나, 그들은 반드시 동일 위치일 필요는 없고, 각각 개별적으로 설정되어도 된다. 동일하게, 이 예에서는 패턴 종단 위치 X3에서의 토출 노즐(523)과 기판(W) 표면의 갭을 도포 개시 위치 XO에서의 갭 G0과 같은 값으로 하는 한편, 그 후의 노즐 이간시의 갭을 패턴 시단 위치 X1에서의 갭 G1과 같은 값으로 하고 있는데, 그들도 서로 독립적으로 설정할 수 있다.
그런데, 이런 종류의 페이스트형상의 도포액은, 가압되지 않고 전단력을 받지 않는 상태에서는 고점도인 한편, 전단력을 받으면(가압됨) 점도가 크게 저하하는 성질, 즉 칙소트로피(칙소성)을 가진다. 본 실시형태에 있어서의 도포액의 점도의 수치예는 이하와 같다.
도포가 개시되기 전의 도포액이 가압되어 있지 않은 상태, 예를 들면 시린지 펌프(52)가 도 4A의 파선으로 나타낸 위치에 있을 때의 도포액의 점도는, 예를 들면 1000 Pa?s(파스칼초)이다. 한편, 예를 들면 도 4B에 나타낸 바와 같이, 시린지 펌프(52) 내에서 도포액이 가압되어 토출 노즐(523)으로부터 정상적으로 토출되고 있을 때의 도포액의 점도는, 예를 들면 5Pa?s 정도이다. 즉, 전단력을 수반하는 가압에 의해 도포액의 점도는 약 200분의 1까지 저하한다. 기판(W)에 도포된 도포액에는 광 조사가 행해지고, 그 점도는 예를 들면 1×105Pa?s 정도까지 상승해 거의 고체화된 상태가 된다.
또, 예를 들면 도 4E에 실선으로 나타낸, 도포액에 대한 가압이 정지되고 도포가 종료한 시점에서의 도포액의 점도는 300Pa?s 정도이다. 즉, 시린지 펌프(52)가 가압 종료위치 X2에 도달하여 도포액에 대한 가압이 정지된 시점에서 5 Pa?s이었던 도포액의 점도는,그 후 토출 노즐(523)로부터의 토출이 정지할 때에는 300Pa?s까지 약 60배로 증가한다.
상술한 특허 문헌에 기재된 포토레지스트액과 같은 칙소성을 갖지 않거나 혹은 대단히 작은 유체를 도포하는 경우에도, 도포 개시시 및 종료시에 토출량이 안정되지 않는 일이 있는데, 예를 들면 노즐의 이동 속도를 늦춤으로써 대응하는 것이 가능하다. 이에 반해, 본 실시형태와 같이, 보다 명확한 칙소성을 나타내는 페이스트형상 도포액을 도포하는 경우에서는, 이러한 노즐의 이동 속도 제어나 갭 제어만으로 도포량을 안정화 시키는 것은 곤란하다. 도포 개시시나 종료시 등의 과도 상태에서 도포액의 큰 점도 변화(2승변화나 3승변화 등의 비선형 변화)가 발생하기 때문이다. 이러한 경우에 패턴의 시단, 종단의 형상을 조정하기 위해서는, 본 실시형태와 같이 노즐의 반환 동작을 행하는 것이 효과적이다.
상기한 수치예 이외의 페이스트형상 도포액의 예로서는, 비가압시의 점도가 1000Pa?s인 한편, 정상적으로 가압된 상태에서의 점도가 5Pa?s(비가압시의 100분의 1)이며, 또한 도포 종료시의 점도가 300Pa?s(정상 가압시의 30배)인 제2의 예, 또 비가압시의 점도가 1000Pa?s인 한편, 정상적으로 가압된 상태에서의 점도가 400Pa?s(비가압시의 2.5분의 1)이며, 또한 도포 종료시의 점도가 1000Pa?s(정상 가압시의 2.5배)인 제3의 예 등이 있다. 본원 발명자들의 지견으로는, 이들 각 예와 같이, 도포 개시 후의 점도가 가압전의 점도의 2.5분의 1 이하까지 저하하도록 도포액, 및, 도포 종료시의 점도가 가압 중의 점도의 2.5배 이상으로까지 상승하는 도포액을 이용하여 패턴 형성을 행하는 경우에, 본 발명은 특히 유효하다.
도 5는 이 핑거 전극 형성 처리에 있어서의 토출 노즐 선단의 궤적을 나타내는 도면이다. 또, 도 6은 핑거 전극 형성 처리에 있어서의 각 부의 동작을 나타내는 타이밍 차트이다. 또한, 도 6은 각 부의 위치나 속도 등의 변화의 양태를 모식적으로 또한 정성적으로 나타내기 위한 것이다. 따라서 종축은 임의 단위로 나타나 있으며, 꺾음선이나 곡선의 길이나 구배가 즉 각 부의 정량적인 위치나 속도 등을 의미하는 것은 아니다. 또, 「이동 속도」는 토출 노즐(523)의 수평 이동 속도를 나타내고 있으며, 주사 이동 방향 Ds와 동방향으로의 이동 속도를 양(＋)의 속도, 역방향으로의 이동 속도를 음(－)의 속도로 하고 있다. 또, 번호 (1)?(5)는 도 5의 것과 대응하고 있다.
도포 개시 위치 XO에서는, 토출 노즐(523)의 선단은 갭 GO을 간격을 두고 기판(W) 표면과 대향하고 있다. 도포액의 토출이 개시되면, 토출 노즐(523)은,
(1) 기판(W)으로부터 이간하면서(Z방향 위치가 증대), 주사 이동 방향 Ds와는 반대 방향으로 이동,
(2) 패턴 시단 위치 X1로에서 반환하고, 기판(W)과의 갭 G1을 유지하면서 주사 이동방향 Ds으로 이동,
(3) 가압 종료 위치 X2에 이르면, 기판(W)에 대해 근접하면서 주사 이동 방향 Ds로 이동,
(4) 패턴 종단 위치 X3에 이르면(이때의 갭 GO), 기판(W)으로부터 이간하고(이때의 갭 G1),
(5) 도포 종료 위치 X2까지 반환하는 움직임을 한다.
토출 노즐(523)이 도포 개시 위치 XO에 위치 결정된 후, 시각 TO에서 도포액에 대한 가압이 개시되고(단계 S103), 시린지 펌프(52) 내의 액압이 점차 증대하여 토출구(525)로부터 도포액이 토출되기 시작한다. 가압의 개시와 더불어, 토출 노즐(523)과 기판(W) 표면의 갭량이 확대되어, 토출 노즐(523)은 (－Ds) 방향으로 이동한다(단계 S104). 이 시점에서는 광 조사부(53)로부터의 광 조사는 행해지고 있지 않다. 또, 도포 개시 위치 XO으로부터 움직이기 시작한 토출 노즐(523)이 패턴 시단 위치 X1에서 정지하도록, 토출 노즐(523)의 (－)방향으로의 가속 및 감속이 제어된다.
토출 노즐(523)이 패턴 시단 위치 X1에 도달하는 시각 T1(이때의 갭 G1)에서는, 토출 노즐(523)의 이동 방향이 반전되고, 이동 속도는 (－)에서 (＋)로 변한다(단계 S106). 이와 더불어, 광 조사부(523)로부터의 광 조사가 개시된다. 이에 의해, 반환 전에 기판(W)에 도포된 도포액과, 반환 후에 이 반환 전의 도포액에 겹치도록 도포된 도포액에 일괄하여 UV광이 조사되고, 그들이 일체적으로 경화하여 라인형상의 전극 패턴이 된다. 또, 도포액을 겹쳐 칠함으로써, 토출 개시 직후의 토출량의 변동이 상쇄되어 패턴의 흐트러짐이 억제된다.
그 후, 토출구(525)로부터 일정량의 도포액을 토출하면서 토출 노즐(523)은 주사 이동방향 Ds로 수평 이동한다. 토출 노즐(523)이 가압 종료 위치 X2에 도달하는 시각 T2에서는, 시린지 펌프(52)에 의한 도포액의 가압이 정지되고(단계 S108), 이에 의해 펌프 내의 액압이 저하하기 시작한다. 액압이 제로가 되는 동안, 펌프 내의 잔압에 의해 토출구(525)로부터는 토출량이 저감하면서도 토출이 계속된다. 가압의 정지와 더불어, 토출 노즐(523)과 기판(W)의 갭을 작게 해 가거나, 또 패턴 종단 위치 X3에서 이동을 정지시키기 위해, 토출 노즐(523)의 이동 속도를 저하시켜 간다.
바람직하게는, 토출 노즐(523)이 가압 정지 위치 X2로부터 패턴 종단 위치 X3까지 이동할 때의 소요 시간이, 도포액에 대한 가압을 정지하고 나서 도포액의 토출이 완전하게 정지할 때까지의 시간의 약 반분이 되도록 하는 것이 좋다. 이와 같이 하면, 반환 전의 가압 정지 위치 X2로부터 도포액의 토출량이 감소하기 시작하고, 반환 후의 도포 종료 위치(=가압 정지 위치 X2)에서 토출량이 제로가 된다. 이 때문에, 반환 전후의 도포액이 겹쳐 칠해져 형성되는 패턴의 단부 형상의 흐트러짐이 최소한으로 억제된다. 즉, 가압 정지 위치와 도포 종료 위치를 동일 위치로 한 효과를 최대화할 수 있다.
가압의 정지 후는 도포액의 토출량이 점차 저하하며, 특히 토출 종료 직전에서는 토출량이 불안정하게 되어, 도포액의 덩어리가 기판(W)에 낙하하거나 패턴이 끊어지는 등의 문제가 발생할 수 있다. 그러나, 토출 노즐(523)의 이동 속도를 떨어뜨리는 것, 및 기판(W)과의 갭을 작게 함으로써, 이러한 문제의 해소를 도모할 수 있다. 토출 노즐(523)이 패턴 종단 위치 X3에 도달하는 시각 T3(이 때의 갭 GO)에서는, 갭을 G1로 되돌림과 더불어, 토출 노즐(523)의 반환을 행하고, 이동 방향을 주사 이동 방향과는 반대 방향 (－Ds)으로 전환한다. 이에 의해, 펌프 잔압에 의해 토출되는 도포액은, 이미 형성이 끝난 패턴으로 겹쳐 칠해진다.
시각 T3의 시점에서 광 조사(53)로부터의 광 조사를 정지하고, 반환 동작중에는 광 조사를 행하지 않는다. 따라서, 이전에 도포되는 도포액은 바로 경화하지 않고, 주위로 확산된다. 상기한 바와 같이 토출 종료 직전의 도포액은 토출량의 변동이 크므로, 도포 직후의 도포액을 바로 경화시키면 패턴 형상이 불규칙하게 된다. 그러나 광 조사를 행하지 않음으로써 이를 방지할 수 있다. 이 시점에서의 토출량은 이미 충분히 작아져 있으므로, 미경화의 도포액의 확산으로 인한 패턴 형상의 흐트러짐은 작다. 용제 성분이 휘발함으로써 미경화의 도포액도 잠시 지나면 유동성을 잃으므로, 도포액의 확산은 일시적이다.
시각 T3에서 토출 노즐(523)을 기판(W)으로부터 이간시키는 것은, 반환 동작에 있어서 토출 노즐(523)의 하단이 형성이 끝난 패턴에 접촉하는 것을 방지하기 위함이다. 한편, 이 시점에서도 도포액의 토출은 완전하게는 종료하고 있지 않다. 이 때문에, 갭을 너무 크게 하면 도포액이 액적이 되어 기판(W)에 낙하하거나, 표면장력에 의해 토출 노즐(523)에 늘어져 테일링을 일으키거나 한다. 그래서, 이 때의 갭에 대해서는 수평 이동시의 갭 G1과 동일한 정도로 하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
토출 노즐(523)이 도포 종료 위치 X2(=가압 종료 위치)에 도달하는 시각 T4 까지는, 토출 노즐(523)으로부터의 도포액의 토출은 완전하게 정지하고 있다. 즉 패턴 형성이 완료되어 있다. 따라서, 토출 노즐(523)의 이동을 정지시켜, 기판(W)의 반출에 간섭하지 않도록, 토출 노즐(523)을 또한 이간시킨다. 이 때 토출 노즐(523)을 소정의 퇴피위치에 퇴피시켜도 된다.
도 7A내지 도 7F는 라인형상 패턴의 시단 및 종단의 형상의 예를 나타내는 도면이다. 이상적인 패턴 형상은, 도 7A에 나타낸 Pi와 같이, 시단부 Psi, 종단부 Pei도 중앙부 Pm와 거의 같은 폭 및 높이를 가지고 있는 것이다. 그러나, 도포 개시 위치와 패턴 시단 위치가 같은 종래 기술에 있어서는, 토출 개시 직후의 토출량의 불안정에 기인하여, 도 7 B에 나타낸 패턴 P1과 같이 시단부 Ps1이 얇아지거나 또는 가늘어지거나, 도 7C에 나타낸 패턴 P2와 같이 시단부 Ps2가 단속적으로 형성되어 버리는 일이 있다. 이러한 경우, 패턴의 형상이 흐트러지는 것에 더하여, 패턴의 시단 위치가 도포액의 점도 등에 의해 변동하게 된다.
또, 도포 종료 위치와 패턴 종단 위치가 같은 종래 기술에 있어서도, 토출 종료 직전의 토출량의 불안정함에 기인하여 패턴이 흐트러지는 일이 있다. 그 외, 토출구 주변에 도포액이 일시적으로 체류한 후 낙하함으로써, 도 7D에 나타낸 패턴 P3와 같이 종단부 Pe3가 부풀어 오르는 일이 있다. 또, 도포액의 표면장력에 기인하여, 이간되는 토출 노즐에 도포액이 추종하고, 도 7E에 나타낸 패턴 P4와 같이, 종단부 Pe4의 근방에서 도포액이 가늘게 늘어져 실형상의 테일링이 생기는 일이 있다.
이에 반해, 도 7F에 나타낸, 이 실시형태에서 형성되는 패턴 PO에서는, 패턴 시단 위치 Xl보다도 기판 중앙부에 가까운 도포 개시 위치 XO에서 도포액의 토출을 개시함과 더불어, 토출 노즐(523)을 일단 기판(W)의 단부측을 향해 이동시켜 패턴 시단 위치 X1로 반환하도록 하고 있다. 이 때문에, 패턴 시단부 PsO에서의 형상의 흐트러짐이 적고, 또 토출의 불안정에 관계없이 패턴의 단부 위치 Xl가 일정하다. 패턴 시단부 PsO에서 사선을 그은 부분은, 반환 전에 토출된 도포액을 나타내고 있다.
또, 이 실시형태에서는, 패턴 PO의 종단부 PeO 근방에서도 토출 노즐(523)의 반환을 행하고 있다. 이 때문에, 패턴 종단 위치 X3가 일정하고, 또 패턴 종단부 PeO가 부푸는 것이나 테일링을 방지하여 이상적인 단부 형상을 얻을 수 있다. 도 7F에서, 패턴 종단부 PeO에서 사선을 그은 부분은, 반환 후에 토출된 도포액을 나타내고 있다.
또, 패턴 시단부의 근방에서는 반환 전에 토출 노즐(523)과 기판(W)의 갭을 작은 값으로부터 점차 증대시키는 한편, 패턴 종단부 근방에서 도포액에 대한 가압을 정지함과 더불어 토출 노즐(523)과 기판(W)의 갭을 감소시키고 있다. 이 때문에, 토출 개시 직후 및 가압 정지 후의 토출량의 불안정한 기간에서의 패턴의 흐트러짐을 방지할 수 있다. 이는, 토출구(525)를 기판(W)에 근접시킴으로써 토출구(525)와 기판(W) 표면의 사이에 표면장력에 의해 도포액을 체류시키고, 이 상태로 토출 노즐(523)을 이동시킴으로써, 도포액이 단속적으로 기판(W)에 낙하하는 것을 방지하는 것을 의도한 것이다. 이와 같이 함으로써, 토출량이 적은 토출 개시 직후 및 가압 정지 후에 있어서도 연속적인 패턴을 안정되게 형성할 수 있다.
이렇게 하여 핑거 전극이 되는 라인형상 패턴이 형성된 기판(W)에 대해서는, 계속해서 소성 처리를 행하여 패턴을 보다 확실하게 경화시켜 두는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 광 조사를 받지 않았던 종단부 근방의 도포액에 대해서도 확실하게 경화시킬 수 있다. 그리고, 또한 핑거 전극과 교차되는 버스 전극을 형성함으로써, 태양전지 모듈로서 기능시킬 수 있다. 또한, 버스 전극이 미리 형성된 기판에 대해, 상기한 바와 같이 하여 핑거 전극 형성을 행하도록 해도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 이 실시형태에서는, 스테이지(3) 및 토출 노즐(523)이 각각 본 발명의 「유지 수단」 및 「노즐」로서 기능하는 한편, 스테이지 이동 기구(2)가 본 발명의 「이동 수단」 및 「간격 제어 수단」으로서 기능하고 있다.
또한, 본 발명은 상기한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 그 취지를 일탈하지 않는 한에서 상술한 것 이외에 여러 가지 변경을 행하는 것이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시형태에서는, 노즐의 반환에 의한 단부 형상의 유지라는 공통된 기술사상 아래, 패턴 시단부 및 종단부의 각각에 대해서, 노즐의 반환 동작 및 갭 제어를 행하고 있다. 그러나, 패턴 시단부 및 종단부의 각각에서의 본 실시형태의 효과는 서로 독립한 것이다. 따라서, 도포액의 점도나 패턴 형상에 따라 시단부만, 또는 종단부에만 상기와 같은 처리를 적용하도록 해도 된다.
또, 반환 전후에 있어서의 갭의 제어는, 반환 동작에 의한 효과를 보다 높이는 점에서 유효하나, 이것은 본 발명에 있어서 필수 요건은 아니다. 따라서, 갭의 제어, 즉 기판에 대한 노즐의 접근?이간의 양태가 상기 실시형태와는 상이한 것이더라도, 패턴 시단부 및 종단부의 적어도 한쪽에서 노즐의 반환 동작을 행하는 기술은 본 발명의 범주에 포함된다. 예를 들면 도 6에 파선으로 나타내는 바와 같이, 토출 개시 시점에서 토출 노즐(523)과 기판(W)의 갭량을 G1로 해두고, 토출 노즐의 반환 동작만을 행하도록 해도 된다.
또, 상기 실시형태에서는, 토출 노즐(523)을 고정한 상태에서 기판(W)을 올려놓는 스테이지(3)를 이동시킴으로써, 수평 방향 및 상하 방향에서의 토출 노즐(523)과 기판(W)의 상대 이동을 실현하고 있다. 그러나, 토출 노즐(523)을 이동시키도록 해도 된다. 단, 상기와 같이 노즐을 고정한 상태에서도 패턴 단부 근방에서 토출량이 변동한다는 점에서, 노즐을 작동시키거나 진동을 주는 것은 바람직하지 않다. 이 의미에 있어서는, 상기 실시형태와 같이 기판(W)을 이동시키는 구성이 보다 바람직하다.
또, 상기 실시형태에서는 도포액에 광 경화성 재료를 함유시킴과 더불어 도포 후의 도포액에 광 조사를 해하여 경화를 촉진시키고 있다. 그러나, 광 경화를 수반하지 않는 도포 기술에도 본 발명을 적용하는 것이 가능하다.
또, 상기 각 실시형태에서는, 기판(W)의 한쪽 면에만 배선을 형성하고 있는데, 기판(W)의 양면에 배선을 형성하는 경우에도, 본 발명을 적용하는 것이 가능하다.
또, 상기 각 실시형태에서는, 실리콘 기판 상에 핑거 전극 배선 패턴을 형성하여 태양전지로서의 광전 변환 디바이스를 제조하고 있다. 그러나, 기판은 실리콘에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 유리 기판 상에 형성된 박막 태양전지나, 태양전지 이외의 디바이스에 패턴을 형성할 때에도, 본 발명을 적용하는 것이 가능하다.
[산업상의 이용 가능성]
이 발명은, 기판 상에 소정의 패턴, 예를 들면 태양전지 기판 상의 핑거 전극 배선 패턴과 같은 가는 패턴을 안정되게 형성하기 위한 기술에 대해 특히 적절하게 적용하는 것이 가능하다.
2 : 스테이지 이동 기구(이동 수단, 간격 제어 수단)
3 : 스테이지(유지 수단)
52 : 시린지 펌프
53 : 광 조사부
523 : 토출 노즐(노즐)
525 : 토출구
Ds : 주사 이동 방향
W : 기판

Claims (11)

  1. 기판의 표면을 따라 노즐을 소정의 주사 이동 방향으로 상대 이동시키면서, 상기 노즐의 토출구로부터 패턴 형성 재료를 포함하는 도포액을 연속적으로 토출시켜, 상기 기판 표면에 라인형상 패턴을 형성하고,
    상기 기판 표면에 대한 상기 노즐의 상대 위치가 소정의 패턴 종단 위치에 이른 후, 상기 기판의 표면을 따라 상기 노즐을 상기 주사 이동 방향과는 반대 방향으로 이동시키면서, 상기 토출구로부터의 상기 도포액의 토출을 정지시키는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판 표면에 대한 상기 노즐의 상대 위치가 상기 패턴 종단 위치에 이르기 전에, 상기 도포액의 토출량을 점차 저감시키는, 패턴 형성 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 노즐 내의 상기 도포액을 가압함으로써 상기 도포액을 상기 토출구로부터 토출시키는 한편, 상기 도포액에 대한 가압을 정지함으로써 상기 토출량을 저감 시키는, 패턴 형성 방법.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 토출량의 저감을 개시하는 것과 동시에, 또는 개시 후에, 상기 기판에 대한 상기 노즐의 이동 속도를 점감시키면서 상기 노즐을 상기 패턴 종단 위치까지 이동시키는, 패턴 형성 방법.
  5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 토출량의 저감을 개시하는 것과 동시에, 또는 개시 후에, 상기 토출구와 상기 기판 표면의 간격을 점감시키면서 상기 노즐을 상기 패턴 종단 위치까지 이동시켜, 상기 노즐이 상기 패턴 종단 위치에 도달하면, 상기 토출구와 상기 기판 표면의 간격을 증대시켜 상기 노즐을 상기 주사 이동 방향과는 반대 방향으로 이동시키는, 패턴 형성 방법.
  6. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 토출량의 저감을 개시할 때의, 상기 주사 이동 방향에서의 상기 기판 표면에 대한 상기 노즐의 상대 위치가, 상기 토출량이 제로가 될 때의 상기 주사 이동 방향에서의 상기 기판 표면에 대한 상기 노즐의 상대 위치와 같은, 패턴 형성 방법.
  7. 기판의 표면을 따라 노즐을 소정의 주사 이동 방향으로 상대 이동시키면서, 상기 노즐의 토출구로부터 패턴 형성 재료를 포함하는 도포액을 연속적으로 토출시켜, 상기 기판 표면에 라인형상 패턴을 형성하는 패턴 형성 방법에 있어서,
    상기 기판 표면에 대향시킨 상기 토출구로부터 도포액의 토출을 개시함과 더불어, 이 개시로부터 소정의 기간, 상기 노즐을 상기 기판의 표면을 따라 상기 주사 이동 방향과는 반대 방향으로 이동시키고, 그 후에, 상기 노즐을 상기 기판의 표면을 따라 상기 주사 이동 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 토출구로부터 상기 도포액을 토출 개시한 직후에, 상기 노즐을 상기 주사 이동 방향과는 반대 방향으로 이동시키면서, 상기 토출구와 상기 기판 표면의 간격을 점증시키는, 패턴 형성 방법.
  9. 청구항 1 내지 4, 7 또는 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도포액으로서 광 경화성 재료를 포함하는 도포액을 사용하고, 상기 기판 표면에 토출된 상기 도포액에 대해 광을 조사하는, 패턴 형성 방법.
  10. 기판을 유지하는 유지 수단과,
    패턴 형성 재료를 포함하는 도포액을 연속적으로 토출하는 토출구를 가지는 노즐과,
    상기 유지 수단에 유지된 상기 기판의 표면을 따라 상기 노즐을 소정의 주사 이동 방향으로 상대 이동시키는 이동 수단을 구비하고,
    상기 이동 수단은, 상기 토출구로부터의 상기 도포액의 토출 개시 직후 및 토출 정지 직전의 적어도 한쪽에서, 상기 노즐을 소정 기간, 상기 기판의 표면을 따라 상기 주사 이동 방향과는 반대 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 토출구와 상기 기판 표면의 간격을 제어하는 간격 제어 수단을 구비하는, 패턴 형성 장치.
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