CN103448355A - 图案形成方法及其形成装置 - Google Patents

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Abstract

在使用吐出机构部从在规定的位置具有开口部的图案形成用掩模将膏转印到在工作台上固定的被图案形成物的规定的位置的图案形成装置中，为了实现能够高精度地稳定地对微细的图案进行图案形成，并且对微细的通孔的内部也能够可靠地填充膏的图案形成，将吐出机构部前端的与图案形成用掩模接触的角部形成为凹形形状，在包括凹形形状部的吐出机构部的前端部分的表面用具有疏液性的膜来包覆，在向具有期望的图案开口部的图案形成用掩模填充并转印膏时，在用具有疏液性的膜包覆的吐出机构部前端的凹形形状部和图案形成用掩模所形成的区域的内部促进膏的滚压，从而能够高精度地形成微细的图案。

Description

图案形成方法及其形成装置
技术领域
本发明涉及经由针对被图案形成物具有规定的开口图案的图案形成用掩模将粘性图案形成用材料吐出到被图案形成物来形成图案的形成方法及其形成装置。
背景技术
作为向被图案形成物的图案形成方法，一般，使用了利用网板掩模的图案形成法。
利用网板掩模的图案形成法是指：通过涂刷(用涂刷器推出膏(图案形成用材料))，使墨水等膏(图案形成用材料)通过具有开口图案的图案形成用掩模对被图案形成物转印期望的图案的孔版图案形成方式的一种，用于IC基板的电路布线形成、FDP(Flat Display Panel，平板显示面板)的图案形成(电极形成、荧光体填充)等各种用途。
作为图案形成用掩模，使用了网格掩模和金属掩模等。
对于网格掩模，在网格状的不锈钢、聚合酯等编织物中通过感光性乳剂形成开口图案，为了提高图案形成精度，在变形少的金属网格中形成开口图案的例子较多。
另外，对于金属掩模，在金属板中通过激光加工法或蚀刻法等形成开口图案、通过镀覆法形成开口图案。
另外，利用网板掩模的图案形成法例如用于向各种电子设备、印刷布线基板的电极布线、阻焊、焊剂、焊锡膏的图案形成、向液晶显示器用基板的框状密封材料的图案形成、向等离子体显示器用基板的电介体层、像素间隔壁、电极布线以及荧光材料的图案形成等各种图案形成，根据其用途设计所述网格掩模的大小、即网格的面积、图案形成用掩模版框的尺寸以及张紧网格的宽度等。
为了经由图案形成用掩模在被图案形成物中形成图案，被大致分成将粘性图案形成用材料(膏)填充到图案形成用掩模中形成的开口图案部的工序、和将图案形成用掩模中形成的开口图案部中填充了的粘性图案形成用材料(膏)从图案形成用掩模转印到被图案形成物的工序。
在利用网板掩模的图案形成法中，一般使用以在图案形成用掩模上对粘性图案形成用材料(膏)进行涂层为目的的刮器、以向图案形成用掩模中形成的开口图案部内填充粘性图案形成用材料(膏)为目的的涂刷器。
另一方面，作为向图案形成用掩模填充粘性图案形成用材料(乳膏焊锡)的填充方法，在日本特开2000-62138号公报(专利文献1)中记载了代替一般的利用网板掩模的图案形成法中使用的刮器、涂刷器而使用加压单元的方法。另外，作为向图案形成用掩模填充粘性图案形成用材料(膏)的填充方法，在日本特开平11-268236号公报(专利文献2)中记载了使用强制加压用吐出机构部的方法。以下，将这些以往例记载为加压吐出单元。
根据这些以往例，记载了能够高精度地控制填充压力，能够从吐出口以适当的填充压填充到图案形成用掩模的开口部，并且不易影响膏粘度、粘弹性等的物性。进而，膏处于吐出机构部密闭构造内，所以能够防止图案形成时的膏物性的变化(在图案形成用掩模上放置了膏时的溶剂蒸发等为原因的粘度上升、干燥固形物混入)，能够防止空气、灰尘卷入到膏中。
另外，作为太阳能电池的图案形成方法，在日本特开2011-152487号公报(专利文献3)中记载有不使用图案形成用掩模而从喷嘴线状地供给材料的方法。
根据该以往例，例如在形成与汇流电极交叉的指状电极时，能够以厚膜(高纵横比)形成其图案，并且能够抑制该交叉部中的表面成为凹凸。
对于太阳能电池元件中使用的被图案形成物，从硅锭用线锯切出，但厚度的偏差、平面度不均匀。另外，对于太阳能电池元件中使用的被图案形成物，为了提高发光效率，倾向于减小厚度，形成了翘曲、起伏。因此，难以使图案形成用掩模在全面均匀地相接。
在以往的网板印刷法中，需要对涂刷器施加印压而使图案形成用掩模接触到全面。因此，在图案形成用掩模上用涂刷器来敲击时，发生在太阳能电池元件中使用的被图案形成物的边缘图案形成用掩模破损的缺陷。在太阳能电池元件中使用的被图案形成物的厚度均匀的情况下，通过在被图案形成物的周边配置同一厚度的基材来消除阶梯，而能够防止图案形成用掩模破损。在被图案形成物的厚度不均匀的情况下，由于被图案形成物和所述基材的厚度的差异，在图案形成中产生缺陷。
作为避免该问题的手段，考虑在图案形成用掩模和被图案形成物未接触的状态下形成图案的方法，其记载于日本特开2003-25706号公报(专利文献4)。
根据该以往例，示出了向图案形成用掩模的开口部内用刮器填充墨水，从图案形成用掩模向被图案形成物方向通过高压气体喷吹喷嘴不使掩模接触到基板而形成图案。
发明内容
但是，伴随近年来的表面安装部件的小型化，印刷布线板的焊盘的面积变小，相伴于此图案形成用掩模的开口部的面积也变小。
这样，针对开口面积小的开口部，在以往的利用网板掩模的图案形成法中，将膏压入图案形成用掩模的开口部的力量不足，所以印刷布线板的焊盘与开口部内的膏的粘接性变得不充分，其结果，存在产生在图案形成用掩模的开口部中膏残存而在印刷布线板的焊盘无法对膏进行图案形成(转印)、或者图案形成的膏的量不足这样的缺陷的情况
一般，对于膏，通过施加剪碎(剪切力)而流动性变得良好，所以通过滚压，粘度降低，流动性提高。
但是，在专利文献1以及2记载那样的使用了加压吐出单元的方法中，在密闭加压容器内保持的膏的流动少且未施加剪碎(剪切力)。因此，存在粘度提高而损失流动性的可能性。如果流动性恶化，则有时产生向图案形成用掩模的膏的填充性损失，图案形成用掩模内的膏量不足这样的缺陷。
在使用涂刷器或者加压吐出单元来形成图案的同时，提高从涂刷器或者加压吐出单元的吐出部前端的膏的脱模性，从而提高膏的滚压性，还提高图案形成性(填充性.转印性)也是以往技术的课题。
进而，在使用涂刷器对膏进行图案形成时，在膏中沿着与图案形成用掩模相逆一侧的涂刷器侧面产生突起，所以向图案形成用掩模的膏填充不足也是以往技术的课题。
找出一并具有能够解决这样的课题的特长的向图案形成用掩模填充膏的填充方法是在本发明中想要解决的课题之一。
另外，膏通过涂刷器或者加压吐出单元的吐出部前端，被填充到图案形成用掩模中形成的开口图案。因此，通过涂刷器或者加压吐出单元的吐出部前端的形状左右向图案形成用掩模的膏填充性，能够使填充性从以往的涂刷器或者加压吐出单元的吐出部前端提高那样的吐出机构部前端的构造以及表面状态成为课题。特别，由于吐出机构部前端和被图案形成物的图案形成面的冲击角度，对膏施加的力的方向变化，所以能够向图案形成用掩模中形成的开口图案从大致垂直方向填充膏成为课题。
另一方面，在一般的利用网板掩模的图案形成法中，对涂刷器或者加压吐出单元的吐出部施加印压所致的荷重，所以前端部变形。氨基甲酸乙酯制的平涂刷器整体上产生弓，所以涂刷器前端的冲击角度非常小，通过被图案形成物的阶梯，其冲击角度变动。如果冲击角度变动，则向图案形成用掩模的开口部的填充性变化。因此，通过研究膏吐出机构部前端的构造，降低膏向图案形成用掩模的填充性偏差成为课题。
根据图案形成对象物，在图案形成用掩模中，有时将金属掩模、网格掩模等分开使用。针对什么样的图案形成用掩模都能够对应的吐出机构部成为课题。
另外，伴随图案形成物的微细化，图案形成用掩模中形成的开口部的大小变小，根据该开口部的大小，向被图案形成物的膏的转印厚度有可能变少。作为图案形成用掩模，极力减小在图案形成之后在图案形成用掩模内的开口图案部的网格以及乳剂上附着而残存的膏，将膏向被图案形成物稳定地转印期望的量成为课题。
进而，根据图案形成对象物，所使用的膏不同。膏是将固形成分和液体成分混合而得到的高粘性物质，根据目的，能够使用该固形成分以焊锡组成的粒子、银粒子、磷片状银粒子、以镍为主成分的粒子、用金属包覆的树脂粒子、陶瓷粒子、玻璃粒子中的至少一种材料作为主成分的膏的吐出机构部成为课题。
为了在被图案形成物和图案形成用掩模不接触的状态下形成图案，需要从图案形成用掩模的与非图案形成物相反方向通过引压在被图案形成物和图案形成用掩模中设置间隙。
在专利文献4记载的方法中，如果向图案形成掩模喷吹高压空气，则图案形成掩模弯曲，所以需要以不与基板接触的方式增大图案形成用掩模与基板的间隙。另外，在喷吹了高压空气时，墨水有可能飞散。进而，如果开口部的图案宽不同，则有可能在高压空气的喷吹压中产生变动。
为了确保被图案形成物和图案形成用掩模不接触的状态，需要控制吐出机构前端的高度。预先测量被图案形成物的厚度偏差，在从最厚的部位稍微高的位置设定吐出机构前端的高度，可靠地不接触到被图案形成物成为课题。
本发明是鉴于上述以往技术的课题而完成的，其目的在于提供一种不依赖于图案形成用掩模的开口部中的开口面积的大小，而能够高精度地稳定地供给膏来进行图案形成的图案形成装置。
本发明用于解决上述以往技术的课题，如果简单说明在以下公开的发明中的、代表性的部分的概要，则如下所述。
向图案形成装置的吐出机构部的安装实质上是垂直的。
在使用吐出机构部从在规定的位置具有开口部的图案形成用掩模将膏转印到在工作台上固定的被图案形成物的规定的位置的图案形成装置中，除了通过均匀加压方式向图案形成用掩模填充膏以外，还通过吐出机构部前端的圆弧状的凹形形状向图案形成用掩模填充膏。另外，能够根据具有向吐出机构本体的圆弧状的凹形形状的前端部的安装角度变更吐出机构部和所述被图案形成物的图案形成面的冲击角度。
由此，在吐出机构部前端的圆弧状的凹形形状部内封闭膏，在使吐出机构部紧贴图案形成用掩模的吐出机构部的同时在驱动方向上滑动的工序中，能够沿着吐出机构部前端的圆弧状的凹形形状对膏滚压。
进而，至少包括圆弧状的凹形形状部的膏接触的吐出机构部前端部的表面具有疏液性，膏和吐出机构部表面的摩擦力被降低，滚压性提高。如果滚压性提高，则剪碎速度变大，膏的粘度降低，膏更易于流动。
此处，作为对疏液性进行定量化的手法，在基材表面滴下液滴，使用与液滴外周部的基材接触的点处的液滴的角度(接触角)。如果接触角小，则呈现液滴在基材表面扩大湿润的状态，相逆地，如果接触角大，则成为液滴在基材表面***的形状，呈现液滴弹起的状态。
对于吐出机构部表面的疏液性，需要用膏中含有的溶剂来评价。在将膏中含有的溶剂在吐出机构部表面滴下，且其接触角小于45度的情况下，沿着吐出机构部的表面，膏***，滚压的速度降低。如果接触角是45度以上，则吐出机构部表面的疏液性提高，膏在吐出机构部表面不易扩大湿润，膏的滚压性提高。接触角越大，越良好。
作为具有疏液性的膜，不优选溶解于膏中含有的溶剂。作为对膏中含有的溶剂具有抵抗力、并且具有疏液性的材料，可以举出SiO2、氟树脂、碳氢化合物、含氟碳氢化合物。
如果为了减小冲击角度，减小吐出机构部的安装角度，则提供印压的吐出机构部头的外壳、和吐出机构部前端与图案形成用掩模接触的部位产生相对的位置偏移，无法对吐出机构部前端部有效地施加印压。即，如果在力点产生相对的位置偏移，则旋转力矩发挥作用，在该情况下，如果提高印压，则在吐出机构部前端成为与印压相逆的方向的力。
因此，对吐出机构部头施加印压的方向和吐出机构部前端部的图案形成用掩模的接触点优选为同一方向。
在吐出机构部前端圆弧状的凹形形状的一方接触到图案形成用掩模的状态下，吐出机构部前端的圆弧状的凹形形状的另一方与图案形成用掩模的间隙是所使用的膏的平均粒径的10倍以上是其特征。吐出机构部前端的圆弧状的凹形形状的另一方是指，以吐出机构部前端的圆弧状地加工的凹形形状且不与图案形成用掩模接触的前端部。
该前端部与图案形成用掩模的间隙与所使用的膏中含有的固形物的粒子的大小相关。如果吐出机构部与图案形成用掩模接触，则不仅对图案形成用掩模的开口部填充膏，而且还有可能向图案形成用掩模的被图案形成物侧吐出。之后，本来对图案形成作出贡献的吐出机构部的前端到达图案形成用掩模的开口部，所以产生进行了2次图案形成的状况。
与向图案形成用掩模的开口图案部填充膏同样地，需要相对膏中的固形成分的粒径，使开口图案部成为至少10倍以上的大小。在开口图案部比其小的情况下，阻碍膏的流动性，在开口图案部中产生膏中的粒子所致的堵塞，无法使膏良好地透过。因此，对于吐出机构部与图案形成用掩模的间隙，需要形成至少所使用的膏的平均粒径的10倍以上间隙。
另一方面，吐出机构部前端部分与图案形成用掩模的间隙越小，对膏施加的力越大，向图案形成用掩模的开口图案部的填充性提高。
这样，通过将与图案形成用掩模接触的吐出机构部前端部分加工为特殊形状，能够具有在图案形成用掩模上以规定量的厚度对膏进行涂层的功能、对膏滚压的功能、以及将膏填充到图案形成用掩模的开口部的功能。
此处，所使用的吐出机构部的材质是以氨基甲酸乙酯为主成分的树脂，其硬度是80度以上成为特征。如果硬度低，则即使将抑制吐出机构部的变形的支持体用作支持，吐出机构部前端由于图案形成时的印压而变形，吐出机构部与图案形成面的冲击角度变得不稳定。
另外，在太阳能电池用元件的表面，形成被称为纹理的凹凸，在其上成膜透明导电膜、透明绝缘层等，为了透明导电膜、透明绝缘层等薄膜、纹理保护，要求吐出机构部前端的柔软性以及图案形成掩模的乳剂的柔软性。
因此，为了在吐出机构部兼具形状保持性和柔软性，在吐出机构部的中心部分中使用了芯材。芯材优选具有导电性，特别优选为由不锈钢构成的材料。能够将芯材用作用于通过等离子体处理形成疏液性的膜的电极。
对于图案形成掩模的乳剂，为了形成高精度的开口部图案，优选乳剂硬度高。对于具有柔软性的乳剂，分辨率恶化，而难易高精度地形成开口部图案。
在太阳能电池用元件的表面，形成了被称为纹理的凹凸，如果图案形成掩模的乳剂硬度高，则图案形成时的乳剂的变形少，在太阳能电池用元件的表面的被称为纹理的凹凸与图案形成掩模之间形成空隙，成为图案形成用膏根据毛细管现象渗透的原因。分辨率良好的乳剂硬度高的乳剂的加压时的厚度方向的变形量是20％以下，所以在图案形成时，乳剂无法充分地变形。对于图案形成用膏的渗出，扩大图案形成宽度，成为向太阳能电池用元件的表面的受光面积降低、即发电效率降低原因。
因此，需要提高太阳能电池用元件的表面的被称为纹理的凹凸与图案形成掩模的乳剂的紧贴性。为了提高太阳能电池用元件的表面的被称为纹理的凹凸与图案形成掩模的乳剂的紧贴性，需要使图案形成掩模的乳剂成为虽然柔软性高但分辨率恶化的材料。
因此，作为图案形成掩模的乳剂，设为用于形成高精度的开口部图案的乳剂硬度高的乳剂、和为了提高太阳能电池用元件的表面的被称为纹理的凹凸与图案形成掩模的乳剂的紧贴性而具有柔软性的乳剂的层叠构造，从而能够设为一并具有析像性和紧贴性的图案形成掩模。
其中，作为图案形成掩模中使用的乳剂，开口图案的析像性是重要的，所以具有柔软性的乳剂的厚度优选为必要最低限。具有柔软性的乳剂优选为加压时的变形量在厚度方向上是40％～60％左右的材料。太阳能电池用元件的表面的被称为纹理的凹凸是5μm左右，所以优选设为其2倍左右的厚度。
如果在图案形成之后在图案形成用掩模开口部中露出的网格以及乳剂的壁面上有附着而残存的膏，则向被图案形成物转印的膏的量变得不稳定。因此，作为解决该问题的方法，对在考虑为膏附着的图案形成用掩模开口部中露出的网格以及乳剂的壁面、和被图案形成物侧的乳剂面赋予疏液性的做法是有效的。对被图案形成物侧的乳剂面赋予疏液性的原因在于，被图案形成物中形成的图案形成物需要防止沾污。
另外，在本发明的图案形成装置中搭载的吐出机构部中，作为图案形成用掩模，能够使用以具备具有规定的开口部的金属板为特征的图案形成用掩模(金属掩模)，进而，能够使用以在该金属板的被图案形成物面侧具有有机物的层为特征的图案形成用掩模。
进而，在本发明的图案形成装置中搭载的吐出机构部中，作为图案形成用掩模，能够使用以图案形成区域至少由金属网格和由有机物构成的乳剂构成，在乳剂具有规定的开口部为特征的图案形成用掩模(网格掩模)。在作为图案形成用掩模，使用金属网格的情况下，用由有机物构成的具有柔软性的乳剂形成开口部图案，所以能够通过乳剂使金属网格从被图案形成物浮起，能够降低吐出机构部所致的向被图案形成物表面的损伤，并且形成稳定的图案形成膜厚。
另外，作为此处使用的图案形成用掩模，需要将膏高效地转印到被图案形成物，能够与上述吐出机构部同样地赋予疏液性。向图案形成用掩模的开口图案部填充的膏无流动性，所以成为高粘度，向图案形成用掩模的开口图案部的粘着性提高。因此，如果对图案形成用掩模的开口图案部赋予了疏液性，则向图案形成用掩模的开口图案部填充的膏在图案形成用掩模的开口图案部中残留的现象降低，能够提高转印量。
即，在使用金属掩模的情况下，需要在图案形成之后将膏从金属掩模的开口部高效地转印，并且需要防止在被图案形成物中形成的图案形成物上沾染，所以在形成了开口图案的洞壁面以及被图案形成物侧的面形成疏液性的膜是有效的。也可以对吐出机构部接触的面也赋予疏液性。
另外，在使用网格掩模的情况下，如果在图案形成之后在图案形成用掩模开口部中露出的网格以及乳剂的壁面上有附着而残存的膏，则向被图案形成物转印的膏的量变得不稳定。因此，作为解决该问题的方法，对在考虑为膏附着的图案形成用掩模开口部中露出的网格以及乳剂的壁面、和被图案形成物侧的乳剂面赋予疏液性是有效的。对被图案形成物侧的乳剂面赋予疏液性的原因在于，被图案形成物中形成的图案形成物需要防止沾污。也可以对吐出机构部接触的面也赋予疏液性。
即，本发明在使用吐出机构部从在规定的位置具有开口部的图案形成用掩模将膏转印到在工作台上固定的被图案形成物的规定的位置的图案形成装置中，为了实现能够高精度地稳定地对微细的图案进行图案形成，并且，对微细的通孔的内部也能够可靠地填充膏的图案形成，将吐出机构部前端的与图案形成用掩模接触的角部形成为凹形形状，用具有疏液性的膜来包覆包括凹形形状部的吐出机构部的前端部分的表面，在向具有期望的图案开口部的图案形成用掩模填充并转印膏时，在用具有疏液性的膜包覆的吐出机构部的前端部分的凹形形状部和图案形成用掩模所形成的区域的内部促进膏的滚压，从而能够高精度地对微细的图案进行图案形成，并且，促进向微细的通孔的膏的填充性。
另外，本发明提供一种图案形成装置，其特征在于包括：掩模保持部，保持图案形成用的掩模；工作台部，载置要图案形成的试样，并使该试样上下移动而接近/后退所述掩模保持部中保持的所述掩模；膏吐出部，具备经由所述掩模在所述工作台部中载置的试样中形成膏的图案的吐出机构；以及吐出机构驱动部，使该膏吐出部的吐出机构沿着所述掩模往返移动，其中，所述膏吐出单元具备1对所述吐出机构，该1对吐出机构被对向安装，在该对向安装的1对吐出机构中的对图案形成作出贡献的一侧的吐出机构中，相比于在将该1对吐出机构推压到所述掩模时与所述掩模接触的位置针对图案形成时的移动方向在前方形成有凹部，该凹部形成为该凹部的和与所述掩模接触的一侧的端部相反一侧的端部向所述掩模的一侧突出并且在与所述掩模之间隔开间隙，进而所述膏吐出单元具备对所述1对吐出机构之间供给所述膏的膏供给机构。
另外，本发明提供一种图案形成方法，其特征在于包括以下步骤：使要图案形成的试样紧贴或者接近到图案形成用的掩模，在向所述掩模推压了1对吐出机构的状态下，在该1对吐出机构之间的所述掩模上加压而供给膏的同时使该1对吐出机构相对所述掩模在一个方向上移动，在该1对吐出机构的向一个方向的移动结束了的状态下，将所述试样从所述掩模撕下，从而将所述掩模中形成的图案转印到所述试样，而在所述试样上用膏形成图案，其中，在对涂覆了所述膏的掩模推压所述1对吐出机构的同时使该1对吐出机构在一个方向上移动，从而在所述1对吐出机构中的向所述一个方向移动时的后方的一侧的吐出机构的推压到所述掩模的面中形成的凹部和所述掩模之间所形成的空间中存下所述供给的膏的同时将所述掩模中形成的图案转印到所述试样上而用所述膏形成图案。
作为使用本发明的图案形成装置中搭载的吐出机构部的图案形成用掩模，不限于此处说明的金属掩模、网格掩模等。
本发明能够在通过图案形成法对图案进行图案形成的方法、例如向电子设备或太阳能电池用元件表面的电极布线的图案形成、向印刷布线基板的电极布线的图案形成、向液晶显示器用基板的框状密封材料的图案形成、向等离子体显示器用基板的电介体层、像素间隔壁、电极布线以及荧光材料的填充图案形成、向背面相接型太阳能电池用元件贯通洞内的导体材料的填充图案形成、向半导体凹部开口部内的绝缘性材料的填充图案形成、向半导体焊盘上的高纵横比导电性柱图案形成、向半导体表面的绝缘层图案形成、再布线图案形成等各种领域的图案形成中，进行在以往技术中不可能的向微细的图案、高纵横比开口部的填充等图案形成。
为了追踪被图案形成物的厚度偏差等所致的凹凸而形成图案，需要在将被图案形成物和图案形成用掩模保持为非接触的状态的同时，将膏从图案形成用掩模的开口部转印到被图案形成物。另外，如果使被图案形成物和图案形成用掩模成为非接触，则能够降低在被图案形成物的边缘部与图案形成用掩模接触时产生的图案形成用掩模的损伤，所以实现图案形成用掩模的超寿命化。
为此，需要赋予用于从图案形成用掩模的与被图案形成物相反的方向通过引压在被图案形成物和图案形成用掩模中设置间隙的吸附机构。在被图案形成物和图案形成用掩模不接触的状态下形成图案时，通过由吐出机构产生的膏吐出力推压图案形成掩模，而图案形成掩模的下侧面有可能接近并接触到被图案形成物。因此，通过在吐出机构的敲击方向的前后设置吸附机构，而防止图案形成掩模接触到被图案形成物。
在使被图案形成物和图案形成用掩模接触而形成图案的情况下，需要对吐出机构施加印压，而使被图案形成物和图案形成用掩模紧贴。为了保持被图案形成物和图案形成用掩模不接触的状态，需要控制吐出机构前端的高度。预先测量被图案形成物的厚度偏差，在比最厚的部位稍微高的位置设定吐出机构前端的高度，可靠地探测而设定不与被图案形成物接触的状态是重要的。将该吐出机构前端的高度控制单元称为下停止。另外，通过在比吐出机构前端的高度稍微高的位置设置吸附机构，能够更可靠地设置图案形成掩模与被图案形成物的间隙。
因此，一种图案形成装置，具备：工作台单元，载置要图案形成的试样并使该被图案形成物上下移动；掩模保持单元，将图案形成用的掩模保持为一定的高度；膏吐出单元，具备经由所述掩模在所述工作台单元中载置的被图案形成物中形成膏的图案的吐出机构；以及吐出机构驱动单元，使该膏吐出单元的吐出机构沿着所述掩模往返移动，其中，包括在为了形成图案而使用的所述掩模和被图案形成物中设置间隙的机构单元、和供给形成图案的被图案形成物的机构单元。在所述掩模和被图案形成物中设置间隙的机构单元配设于吐出形成图案的该膏的吐出机构的驱动方向的前后。此处，在吐出形成图案的该膏的吐出机构、所述掩模、以及被图案形成物中设置间隙的机构既可以分别独立地配设，也可以配设为一体物。
根据搭载了本发明的吐出机构的图案形成装置，不依赖于图案形成用掩模的开口部中的开口面积的大小，而能够将膏高精度地稳定地进行图案。
另外，通过设为搭载了吐出机构和吸附机构的非接触的图案形成装置，除了上述效果以外，由于所述掩模不与被图案形成物接触，所以能够降低破损、乳剂磨耗，能够实现生产性提高和所述掩模的长寿命化。
从以下的对本发明优选实施例的更具体描述中，本发明的这些特征和优点将变得清楚明了，如在附图中所图示出的。
附图说明
图1是示出搭载本发明的实施例1的吐出机构部的图案形成装置的概略的结构的框图。
图2是示出通过搭载本发明的实施例1的吐出机构部的图案形成装置进行图案形成的处理的流程的流程图。
图3A是用于示出本发明的实施例1的吐出机构的概略的结构的包括掩模和被图案形成物的吐出机构的侧面图。
图3B是示出本发明的实施例1中的吐出部的制造方法的流程图。
图3C是本发明的实施例1中的吐出部的正面图。
图3D是本发明的实施例1中的吐出部的侧面图。
图4A是说明通过本发明的实施例1的吐出机构进行图案形成时的吐出机构部针对掩模的活动和吐出机构部前端部分中的膏的流动的状态的图。
图4B是说明通过本发明的实施例1的吐出机构进行图案形成时的吐出机构部前端部分中的膏的流动的状态的图。
图5是本发明的实施例1中的评价实验中使用的各种吐出机构部前端形状的概略图。
图6A是本发明的实施例1中的从图案形成用掩模的被图案形成物侧观察的局部地放大的平面概要图。
图6B是图6A的图案形成用掩模的7A-X-7A-X’剖面图。
图6C是图6A的图案形成用掩模的7A-Y-7A-Y’剖面图。
图7A是用于说明本发明的实施例1中的通过图6C所示的图案形成用掩模的7A-Y-7A-Y’剖面的部分形成的图案形成状况的包括掩模和被图案形成物的吐出机构的侧面图。
图7B是说明本发明的实施例1中的通过图6C所示的图案形成用掩模的7A-Y-7A-Y’剖面的部分形成了图案的状况的掩模和被图案形成物的侧面图。
图8是示出在本发明的实施例2中研究的太阳能电池元件表面中形成的电极布线概要的太阳能电池元件表面的平面图。
图9A是将在本发明的实施例2中的太阳能电池元件表面上转印的图案所形成的掩模的一部分放大了的掩模的平面图。
图9B是图7A的图案形成用掩模的9A-X-9A-X’剖面图。
图9C是图7A的图案形成用掩模的9A-Y-9A-Y’剖面图。
图10是说明本发明的实施例2的比较例所示的栅电极布线的图案形成状况的工艺概要图。
图11是说明本发明的实施例2的比较例所示的汇流电极布线的图案形成状况的工艺概要图。
图12A是本发明的实施例2中的将为了在太阳能电池元件表面对电极布线进行图案形成而使用的图案形成用掩模从被图案形成物侧观察的局部地放大了的平面图。
图12B是图12A的图案形成用掩模中的12A-X-12A-X’剖面图。
图12C是图12A的图案形成用掩模中的12A-Y-12A-Y’剖面图。
图13是说明本发明的实施例2所示的栅电极布线的图案形成状况的工艺概要图。
图14是说明本发明的实施例2所示的汇流电极布线的图案形成状况的工艺概要图。
图15A是本发明的实施例3中的背面相接型太阳能电池元件表面中形成的电极布线概要示出的背面相接型太阳能电池元件表面的平面图。
图15B是本发明的实施例3中的背面相接型太阳能电池元件的剖面图。
图16是说明本发明的实施例3的比较例所示的向贯通孔的膏填充状况的工艺概要图。
图17是说明本发明的实施例3中的向贯通孔的膏填充状况的工艺概要图。
图18是本发明的实施例4中的图案形成用掩模的局部的放大剖面图。
图19是本发明的实施例5中的图案形成用掩模的局部的放大剖面图。
图20是示出搭载本发明的实施例6的吐出机构部以及吸附机构的图案形成装置的概略的结构的框图。
图21是示出本发明的实施例6的将吐出机构部和吸附机构部独立地配设的情况的结构的吐出机构部和吸附机构的正面的剖面图。
图22是示出本发明的实施例6的将吐出机构部和吸附机构部配设为一体物的情况的结构的吐出机构部和吸附机构的正面的剖面图。
具体实施方式
本发明在使用吐出机构部从在规定的位置具有开口部的图案形成用掩模将膏转印到在工作台上固定的被图案形成物的规定的位置的图案形成装置中，为了实现能够高精度地稳定地对微细的图案进行图案形成，并且对微细的通孔的内部也能够可靠地填充膏的图案形成，将吐出机构部前端部分的与图案形成用掩模接触的部分形状为凹形形状，对包括该凹形形状部的吐出机构部的前端部分的表面用具有疏液性的膜包覆，向形成了期望的图案开口部的图案形成用掩模填充膏，在转印到被图案形成物的规定的位置时，在用具有疏液性的膜包覆的吐出机构部的前端部分的凹形形状部和图案形成用掩模所形成的区域的内部促进膏的滚压，从而产生发生针对膏向图案形成用掩模的一侧推压那样的力的区域，能够高精度地对微细的图案进行图案形成，并且促进向微细的通孔的膏的填充性。
以下，举出具体的例子来说明本发明。
在以下的实施方式中，为便于说明，分割为多个部分或者实施方式而进行说明，但除了特别明示的情况以外，它们相互无关，一方与另一方的一部分或者全部的变形例、详细、补充说明等相关。
另外，在以下的实施方式中，在言及要素的数量等(个数、数值、量、范围等)的情况下，除了特别明示的情况以及限定于原理上明确的特定的数量的情况等以外，不限于该特定的数量，也可以是特定的数以上或者以下。
在用于说明本实施方式的全部附图中，对具有同一功能的部分附加同一符号，其反复的说明原则上省略。以下，使用附图来详细说明本发明的实施方式。
【实施例1】
使用图1，说明搭载实施例1的吐出机构部1的图案形成装置100的结构。图1是搭载了本实施例1的吐出机构部1的图案形成装置100的正面图。在图1中，为了简化，省略了吐出机构部1前端的吐出部101、装置的架台、侧壁、支柱、支承部件等的显示。
图案形成装置100具备图案形成用掩模部110、被图案形成物支持工作台部23、吐出机构构件120、吐出机构构件驱动机构部130、膏加压机构2、膏导入路3、膏储藏槽4以及控制部21。
图案形成用掩模部110构成为具备设置了与被图案形成物(例如印刷布线基板)6的期望的电路图案对应地贯穿设置的图案开口部的图案形成用掩模11、通过包围图案形成用掩模11的张紧网格保持了紧张状态的俯视矩形形状的版框22、和支承该版框22的支承部件111。被图案形成物支持工作台部23具备载置被图案形成物6的工作台231、固定在工作台231中载置的被图案形成物6的卡盘部232、将工作台231上下驱动的上下驱动部233。吐出机构构件120具备吐出机构部1、吐出机构部固定夹具16、吐出机构部头15、气缸24。
气缸24固定于支承部件25，将与气缸24连接的吐出机构构件120上下驱动。另外，支承部件25被与驱动轴27卡合的轴承部26支持。驱动轴27由滚珠螺杆构成，通过用马达30旋转驱动而与驱动轴27卡合的轴承部26在图的左右方向上移动，吐出机构构件120沿着导向轴28在图的左右方向上移动。驱动轴27和导向轴28被固定板29支承。
控制部21控制图案形成装置100的各部的动作。首先，通过用来自控制部21的控制信号控制驱动气缸24的气缸驱动部31，驱动气缸24。另外，通过来自控制部21的控制信号，控制马达30的驱动器部32而使马达30在正逆方向上旋转。进而，通过来自控制部21的控制信号，控制驱动被图案形成物支持工作台部23的卡盘部232的卡盘驱动部34来进行固定工作台231中载置的被图案形成物6的卡盘部232的开闭动作。进而另外，通过来自控制部21的控制信号，控制驱动被图案形成物支持工作台部23的上下驱动部233的工作台驱动部33，使工作台231上下移动。
使用图2的流程图，说明具备以上的结构的图案形成装置的动作。
首先，通过未图示的搬送单元搬送被图案形成物6而在被图案形成物支持工作台23上载置(S201)，通过卡盘部232将被图案形成物6在被图案形成物支持工作台23上固定保持。接下来，通过工作台驱动部32驱动上下驱动部233而使工作台231上升(S202)，使被图案形成物6紧贴到图案形成用掩模部110的图案形成用掩模11。接下来，通过气缸驱动部31驱动气缸24而使吐出机构部头15下降(S203)，使吐出机构部1前端的吐出部101(参照图3A)紧贴到图案形成掩模11(S204)。此时，吐出机构构件120位于图1的左端的部分。
接下来，在该状态下通过未图示的膏供给单元对吐出机构部1内的膏进行加压.供给(S205)。在对膏进行加压.供给的同时，控制驱动器部32来驱动马达30，使由滚珠螺杆构成的驱动轴27旋转，从而使吐出机构构件120和安装于其前端的吐出机构部1在推压到图案形成用掩模11的状态下沿着图案形成用掩模11从图1的左侧朝向右侧移动，从而在被图案形成物6上对由膏构成的图案形成用掩模11的图案进行图案形成(S206)。在吐出机构部1移动了规定的距离之后，驱动器部32停止马达30的驱动而使吐出机构部1的移动停止。
接下来，通过气缸驱动部31驱动气缸24而使吐出机构部头15L上升(S207)，将吐出机构部1从图案形成用掩模11抽出。接下来，通过工作台驱动部33控制上下驱动部233而使工作台231下降(S208)，将通过卡盘部232保持的被图案形成物6从图案形成用掩模11撕下。如果工作台231达到下降端，则利用上下驱动部233的工作台231的加工停止，控制卡盘驱动部34而使保持了被图案形成物6的卡盘部232开放，通过未图示的处置单元将被图案形成物6从工作台231拆下(S209)。判定该取出的被图案形成物是否为处理的最后的被图案形成物(S210)，在最后的情况(“是”)下结束处理。
另一方面，在有接下来处理的基板的情况下(“否”)，再次执行从S201起的处理流程。但是，在该情况下，在S203中使吐出机构部头15下降，在S204、S206、S207中进行与吐出机构部1相同的处理。另外，使紧贴到图案形成用掩模11的吐出机构部1从图1的右侧朝向左侧移动而进行图案形成。
另外，在应形成处理的被图案形成物的图案的部分的面积大于能够通过吐出机构部1的1次的动作形成图案的面积时，代替在S209中将被图案形成物从工作台231取出而进行以下的操作。即，通过未图示的工作台移动机构使工作台213在与图1的纸面垂直的方向(X方向)上移动规定的距离。接下来，执行S202至S208的动作。直至在应形成被图案形成物的图案的部分的全面形成图案，反复执行该处理。
使用图3A，说明实施例1的吐出机构部1前端的吐出部101的结构。图3A是对使用本实施例1的吐出机构部1前端的吐出部101进行了图案形成的状况进行了模拟的剖面图。在图3A中，为简化，省略了在图案形成装置中固定吐出机构部1的吐出机构部固定夹具16、吐出机构部头15等的记载。
吐出机构部1前端的吐出部101由聚氨基甲酸乙酯树脂102构成，在其表面的一部分(主要与膏接触的部分)形成了疏液性的膜103。另外，在吐出机构部1前端的吐出部101中，形成了圆弧状的凹形形状部8。在图案形成时，为了使图案形成用掩模11和吐出机构部1前端的吐出部101紧贴而赋予了印压。这样，在对图案形成用掩模表面5推压了吐出部101的状态下，通过膏加压机构2，在对膏储藏槽4内的膏9进行了加压的状态下，从膏导入路3通过吐出机构部1中形成的膏流路99，供给到吐出机构部1前端的1对吐出部101之间。通过在这样的状态下使吐出机构构件120沿着导向轴28在图案形成方向200上动作(移动、扫描)，能够对图案形成用掩模11的开口图案部12填充膏9，在被图案形成物6中形成图案。
在本实施例中，在吐出机构部1上安装了左右1对吐出部101，所以仅通过使吐出机构部1在箭头200的方向或者箭头200的相反方向上移动1次，就能够将供给到左右1对吐出部101之间的膏9涂覆到图案形成用掩模表面5，通过某一方的吐出部101对图案形成用掩模11的开口图案部12填充膏9，在被图案形成物6中形成图案。即，能够在使吐出机构部1在箭头200的方向上移动时，通过图3A的左侧的吐出部101，并且在使吐出机构部1在与箭头200相反的方向上移动时，通过图3A的右侧的吐出部101，对图案形成用掩模11的开口图案部12填充膏9，在被图案形成物6中形成图案。
根据图3B的流程图，说明本实施例1中的吐出机构部1的前端的吐出部101的制造方法的一个例子。
首先，作为前工序，制制作为吐出机构部1前端的吐出部101的基础的构造物。
使用加工为规定的尺寸的模具，使成为配置了芯材104(参照图3C或者图3D)的聚氨基甲酸乙酯树脂102的原料的溶液流入模具。按照适当的温度分布加热，使聚氨基甲酸乙酯树脂102硬化。在温度下降的阶段中，从模具取出吐出机构部1，从而形成在芯材104的周围形成了聚氨基甲酸乙酯树脂102的吐出部101的构造物(S301)。这样，形成硬度是80度以上的聚氨基甲酸乙酯树脂102。
接下来，以使吐出部101的前端成为规定的形状(圆弧状的凹形形状部8)的方式，对聚氨基甲酸乙酯树脂102用研磨机实施加工(S302)。为了预备，在吐出部101的两侧，形成一对向吐出部101的前端的规定形状(圆弧状的凹形形状部8)的研磨。
接下来，在包括构成吐出部101的聚氨基甲酸乙酯树脂102的前端部分的研磨加工了的部分的表面，实施形成对印刷中使用的膏具有疏液性的材料的疏液处理，作为其一个例子，说明形成碳氢化合物的膜的方法。
通过等离子体处理来形成碳氢化合物的膜。首先，对在前工序中制作的吐出部101进行掩蔽，仅使成膜包括前端部分的研磨加工了的部分的碳氢化合物的膜的部位露出(S303)。
在吐出部101的芯材104(参照图3C或者图3D)中安装电源连接端子(未图示)，在放入未图示的成膜装置腔内并作为材料气体导入了含碳化合物气体的状态下，经由电源连接端子对吐出部101的芯材104施加高频电力(S304)。由此，在成膜装置的腔内发生等离子体而通过等离子体CVD，在聚氨基甲酸乙酯树脂102的未掩蔽的成膜的部位的表面，形成类金刚石的碳氢化合物的膜(类金刚石碳膜)103。这样，在吐出机构部1前端的吐出部101的聚氨基甲酸乙酯树脂102的表面，形成作为疏液性的膜103的类金刚石碳膜103(S305)。
经由以上的工序，在前端部分形成凹形形状部8，制作对印刷中使用的膏具有疏液性的材料形成于包括凹形形状部8的表面的吐出部101。
接下来，针对吐出机构构件120的结构，说明几个具体例。
首先，使用图3A，说明吐出机构构件120的构造的第1例子。另外，吐出机构构件120的构造在以下说明的几个具体例中，成为基本相同的构造。吐出机构部1前端的吐出部101经由在图3B中说明的工序，在氨基甲酸乙酯树脂102的与图案形成用掩模11接触的一方的角，形成了在表面用类金刚石碳膜103实施了疏水处理的圆弧状的凹形形状部8。另外，在图3A中，省略了芯材104的显示。
在图案形成时，膏9通过吐出机构部1内的膏流路99，接触到通过形成吐出机构部1的前端的吐出部101的聚氨基甲酸乙酯树脂102的类金刚石碳膜103进行了疏水处理的膏接触面10，向图案形成掩模11中形成的图案形成用掩模开口部12***.填充膏9。进而，在由吐出机构部1的前端的圆弧状的凹形形状部8和图案形成掩模11的表面5形成的空间中对膏9滚压而将膏9向图案形成掩模11的表面5推压的力发挥作用，所以经由图案形成掩模11中形成的图案形成用掩模11的图案开口部12直至到达被图案形成物6上的电极焊盘14，填充膏9。在被图案形成物6上，通过阻焊13将电极焊盘14的规定图案开口以外罩上。
使用图4A以及B，详细说明通过在形成吐出机构部1的前端的吐出部101的聚氨基甲酸乙酯树脂102表面形成了疏液性的膜103的圆弧状的凹形形状部8对膏9滚压，经由图案形成用掩模的图案开口部12到达被图案形成物6上的电极焊盘14。实际上，经由膏流路99被加压的膏9被填充到吐出机构部1的前端的吐出部101，但为了易于说明，仅记载了膏9的一部分。对于吐出机构部1的前端的吐出部101的左侧的状况，附加下标L来说明。右侧也相同。
首先，使用图4A，直至(a)～(e)，时序列地排列而示意地说明在将吐出机构部1向图案形成掩模11推压的同时使其在箭头200的方向上移动时，将膏9从在吐出机构部1的吐出部101L的前端的表面形成了疏液性的膜103L的圆弧状的凹形形状部8L经由图案形成掩模11中形成的图案开口部12向被图案形成物6上的电极焊盘14上填充的样子。
(a)表示在吐出机构部1的前端的吐出部101L的表面形成了疏液性的膜103L的圆弧状的凹形形状部8L未到达图案形成掩模11中形成的图案开口部12之前的状态。在将角部81L向图案形成掩模11的表面5推压的状态下使圆弧状的凹形形状部8L的另一方的角部82L相对图案形成掩模11的表面5隔开间隙，在角部82L附近的圆弧状的凹形形状部8L的切线方向以图4A的状态成为右下那样的状态下，在吐出机构部1上固定吐出部101L。由此，对于由圆弧状的凹形形状部8L和图案形成掩模11的表面5形成的空间，形成与由角部82L和表面5形成的膏9的入口(出口)的间隔相比内部的间隔的一方更大的、内部膨胀的空间。
如果使(a)所示那样的吐出部101L的角部81L在向图案形成掩模11的表面5推压的状态下在箭头200的方向上移动，则通过吐出机构部1前端的吐出部101L的膏初始接触面10L推压向吐出机构部1的行进方向前面供给的膏9而在与吐出机构部1相同的方向上移动。在与吐出机构部1相同的方向上移动的膏的一部分从向在吐出部101L的表面形成了疏液性的膜103L的圆弧状的凹形形状部8L的前端的图案形成掩模11的一侧突出的角部82L与图案形成掩模11之间的间隙G(参照图4B)进入圆弧状的凹形形状部8L的内侧(图4A以及图B的(a’))。进入圆弧状的凹形形状部8L的内侧的膏9碰撞到向图案形成掩模11的表面5推压的吐出部101L的角部81L而向上方逃逸(图4A的(b’)，图4B的(c’))。将向上方逃逸的膏9沿着在表面形成了疏液性的膜103的圆弧状的凹形形状部8L的上表面从间隙G向吐出部101L的膏初始接触面10L的一侧推出(图4A(a)的(c’))。
如果吐出机构部1在箭头的方向上进一步前进而如(b)那样吐出部101L的圆弧状的凹形形状部8L的前端的角部82L到达图案形成掩模11中形成的图案开口部12的上方，则沿着在表面形成了疏液性的膜103L的圆弧状的凹形形状部8L的上表面从间隙G向吐出部101L的膏初始接触面10L的一侧推出的膏9的一部分被压入图案开口部12(图4A(b)的(c’))。
如果吐出机构部1在箭头的方向上进一步前进而如(c)那样吐出部101L的前端的角部82L通过图案开口部12的上方而圆弧状的凹形形状部8L到达图案开口部12的上方，则将膏9向图案开口部12压入的力不发挥作用，与(a)的状态相同地，从吐出部101L的圆弧状的凹形形状部8L的前端的角部82L与图案形成掩模11之间的间隙G进入圆弧状的凹形形状部8L的内侧的膏9沿着在表面形成了疏液性的膜103的圆弧状的凹形形状部8L的上表面从间隙G被推出到吐出部101的膏初始接触面10L的一侧(图4A(c)的(c’))。
吐出机构部1在箭头的方向上进一步前进而如(d)那样推压到图案形成掩模11的吐出部101L的圆弧状的凹形形状部8L的角部81L到达图案形成用掩模11的图案开口部12的上方。此处，在表面形成了疏液性的膜103的圆弧状的凹形形状部8L的内部碰撞到角部81L的膏9的一部分被压入图案形成用掩模的图案开口部12且剩余向上方逃逸(图4A(d)的(b’))，沿着圆弧状的凹形形状部8L的上表面从间隙G被推出到吐出部101的膏初始接触面10L的一侧(图4A(d)的(c’))。
如果吐出机构部1在箭头的方向上进一步前进而如(e)那样吐出部101L的圆弧状的凹形形状部8L的角部81L通过图案形成用掩模的图案开口部12，则利用图案开口部12的图案形成结束。
这样，通过使用形成了圆弧状的凹形形状部8L的吐出部101L，向图案形成掩模11的图案开口部12按照(b)的状态和(d)的状态这2次压入膏9，所以能够向图案开口部12可靠地填充膏9。
此处，使用图4B，进一步详细说明在图4A的(b)中，对膏9在表面形成了疏液性的膜103的圆弧状的凹形形状部8L的内部滚压而其一部分被压入图案形成用掩模的图案开口部12的内部的状态。
在图4B中，用箭头表示在吐出机构部1前端的吐出部101的表面形成了疏液性的膜103的圆弧状的凹形形状部8L中的与膏9的吐出机构部1L的相对的位置的变化。另外，在图4B中对表示膏9的活动的箭头附加的(a’)～(g’)与图4A中记载的(a’)～(c’)没有直接关系。
在吐出机构部1前端的吐出部101L的下端的边缘部81L被推压到图案形成掩模11的表面5的状态下，通过吐出机构部驱动机构130驱动而进入箭头200的方向时，向吐出部101L的前方供给的膏9从(a’)的位置，从和吐出部101L中形成的凹部8L的与图案形成掩模11接触的一侧相反一侧的端部82L与图案形成掩模11之间的间隙G，进入由在表面形成了疏液性的膜103的凹部8L和图案形成掩模11的表面5形成的空间的内部(b’)。
此时，已经存在于(b’)的位置的膏9被推出到箭头的方向的凹部8L的端部81L的一侧。端部81L与图案形成掩模11的表面5接触，所以到达端部81L的膏9被压到上方(c’)，之后，被推回与(b’)的箭头方向相逆的方向(d’)。
由此，已经存在于(c’)以及(d’)的位置的膏9沿着凹部8L的壁面中形成的疏液性的膜103从(d’)的位置进一步被推回相逆的方向，沿着端部82L的切线方向，受到朝下的力而被推出(e’)。膏9在切线的方向在图4B中向右侧下降的端部82L的前端部进一步受到朝下的力而被推出，其一部分被压入图案形成掩模11中形成的开口部12的内部(f’)，开口部12的内部被膏9填充，与被图案形成物6上的电极焊盘14连接。
未完全进入开口部12的膏9从端部82L与图案形成掩模11的间隙G被排出到吐出部101L的膏初始接触面10L的一侧(g’)。即，进入凹部8L的内部的膏9在凹部8L的内部滚压而再次被排出到凹部8L的外部。
这样，当吐出机构部1在箭头200的方向上行进时，从吐出部101L中形成的凹部8L的端部82L与图案形成掩模11的表面5之间的间隙G进入凹部8L的内部的膏9在表面形成了疏液性的膜103的凹部8L的内部滚压而从端部82L与图案形成掩模11的表面5之间的间隙G排出到凹部8L的外侧时，其一部分被压入图案形成掩模11中形成的开口部12的内部，从而向开口部12的内部可靠地填充膏。
图案形成中使用的图案形成用掩模110是在图案形成用掩模版框22内的空间中配置金属板11，将所述金属板11经由在该金属板11与所述图案形成用掩模版框22之间在其全周设置的张紧网格(未图示)以紧张状态支撑于所述图案形成用掩模版框22的组合网格型的结构。
该图案形成用掩模110是在所述金属板11中，在与在其上移动的吐出机构部1的移动区域对应的图案形成有效区域内形成规定的图案的开口12，制版而用于图案形成的结构。
使用图5，说明为了验证图案形成装置100中搭载的本实施例1的吐出部101的形状以及表面处理的效果而与比较例比较的结果。与吐出机构部头15(参照图1)垂直地安装了吐出机构部1。
在验证实验中使用的吐出部101中，在图5的(a)所示那样的与图案形成用掩模11接触的一方的角部81L形成了圆弧状的凹形形状部8L。该圆弧状的凹形形状部8L形成为在将吐出机构部1安装于吐出机构部头15的状态下使角部81L与图案形成用掩模11接触了时，在圆弧状的凹形形状部8L的向图案形成用掩模11的一侧突出的另一端82L与图案形成用掩模11的表面5之间产生间隙G(参照图4B)。
作为在实施例1的验证实验中使用的膏，使用(A)：LF-204-15((株)Tamura化研制、焊锡粒子的粒径：1～12μm)以及(B)：M705-BPS7-T1J(千住金属工业(株)制、焊锡粒子的粒径：1～6μm)，使用以氨基甲酸乙酯为主成分的树脂的吐出机构部，在图案形成用掩模11中，使用在厚度70μm的金属板中形成了直径50μm～200μm的图案开口部12的图案形成掩模，进行了图案形成。
作为验证实验中使用的吐出机构部1前端的吐出部101L，使用以同一形状在本实施例中制作的在表面形成疏液性的膜103而赋予了疏液性的吐出部101L和在表面未形成疏液性的膜而未进行疏液处理的吐出部(未图示)，进行比较研究。
在图案开口部12(参照图4B)中，将开口部12的直径为D且深度为H的图案开口部12的壁面的面积(πDH)除以图案开口部的面积(πD2/4)而得到的值(4H/D)是图案形成难易度指标。即，以该图案形成难易度指标是2.8以上且形成膏的良好的转印为目标。
实验的结果，在作为膏使用了上述(A)的情况下，如果不与图案形成用掩模11接触的一方的吐出机构部前端部82L与图案形成用掩模表面5的间隙G比0.12mm窄，则膏9流入吐出部101L中形成的圆弧状的凹形形状部8L内被阻碍，在被图案形成物6上转印的膏量变少。对于该现象，在通过未进行疏液处理的吐出部进行了图案形成的情况下更显著地出现。
另外，在作为膏使用了上述(B)的情况下，如果不与图案形成用掩模11接触的一方的吐出机构部前端部82L与图案形成用掩模表面5的间隙G比0.06mm窄，则膏9流入吐出部101L中形成的圆弧状的凹形形状部8L内被阻碍，转印的膏量变少。对于该现象，在通过未进行疏液处理的吐出部进行图案形成的情况下也更显著地出现。
另一方面，如果使吐出部101L的不与图案形成用掩模11接触的一方的前端部82L与图案形成用掩模表面5的间隙G比1mm宽，则无法在图案形成时吐出部101L中形成的圆弧状的凹形形状部8L和图案形成用掩模表面5所形成的空间内封闭膏9，向圆弧状的凹形形状部8L内漏出，对向图案形成用掩模11的图案开口部12填充的膏9施加的朝下的力变弱，所以填充量以及转印量不足。对于该现象，在通过未进行疏液处理的吐出部进行图案形成的情况下也更显著地出现。
但是，对于该间隙G成为1mm，基于吐出部101L的前端中形成的圆弧状的凹形形状部8的形状，在实验中使用的吐出部101的情况下1mm是界限，但即使使间隙G成为1mm以上，只要圆弧状的凹形形状部8的前端部82的切线的方向朝向图案形成用掩模表面5的方向而能够在圆弧状的凹形形状部8的内部形成将膏9部分封闭的空间(在图5的(a)中，前端部82L的切线的方向成为右下的情况)，也能够在圆弧状的凹形形状部8L内封闭膏，能够进行充分的量的填充以及转印。
根据该实验的结果，可知在吐出部101L的前端中形成的圆弧状的凹形形状部8L的一方的端部81L接触到图案形成用掩模11的表面5的状态下，需要使凹形形状部8L的另一方的端部82L与图案形成用掩模11的表面5的间隙G成为所使用的膏的平均粒径的10倍以上。吐出机构部前端的圆弧状的凹形形状部8L的另一方的端部82L是指，在吐出部101L的前端的圆弧状地加工的凹形形状部8L中不与图案形成用掩模11的表面5接触的前端部82L。
在任意情况下，在本实施例中制作的赋予了疏液性的吐出部101L相比于未进行疏液处理的吐出部，转印量更多。其中，由于吐出部101的前端中形成的圆弧状的凹形形状部8L的表面具有疏液性，所以不会阻碍膏9的滚压性，将膏9的粘度保持为低的状态是主要原因。
对于在吐出机构部1向与箭头200相反的方向行进时的吐出部101R，上述说明也相同。
另外，作为比较例，还进行使用了图5的(b)所示那样的、未对吐出部的前端施加曲面加工的吐出部101L′、以及图5的(c)所示那样的、实施了直线状的倾斜研磨加工的吐出部101L″时的图案形成实验。即使在该情况下，使用同一形状且赋予了疏液性的吐出部和未进行疏液处理的吐出部进行了比较研究。
其结果，在使用了图5的(b)所示的未实施前端部分的加工的吐出部101L′的情况下，如果图案的开口部12的直径并非150μm以上，则无法得到良好的图案形成。在对吐出部101L′赋予了疏液性的情况下，吐出部表面中的膏9的滑动良好，向图案形成用掩模11的开口部12的填充量降低，从未赋予疏液性的吐出部101L′，图案形成性恶化，如果开口部12的直径并非180μm以上，则无法进行良好的图案形成。
另外，在如图5的(c)所示，使用了对前端部进行了直线状的倾斜加工的吐出部101L″的情况下，如果图案的开口部12的直径并非120μm以上，则无法得到良好的图案形成。另一方面，在对吐出部101L″赋予了疏液性的情况下，尽管吐出部101L′’的表面中的膏9的滑动不佳，向图案形成用掩模11的开口部12的填充量良好，且得到与未赋予疏液性的吐出机构部等同的图案形成性，但如果开口部12的直径并非120μm以上，则无法得到良好的图案形成。
另一方面，在如图5的(d)那样，使用由多个面形成了凹形形状的吐出部101L′″来进行了图案形成的情况下，得到与图5的(a)所示的本实施例的使用剖面为圆弧且形成了凹形形状的吐出部101进行了图案形成的情况大致等同的结果，能够将图案形成掩模中形成的直径50μm～200μm的图案开口部12的所有图案良好地转印到被图案形成物6上。即使在该情况下，在对吐出部101L′″赋予了疏液性时，相比于未进行疏液处理的情况，转印量更多，转印量的偏差更小，所以更良好。
这样，通过将在本实施例1中说明那样的具备吐出部101的吐出机构部1搭载于图案形成装置100，不依赖于图案形成用掩模11的开口部12中的开口面积的大小，而能够将膏9高精度地稳定地进行图案形成。为此，需要将吐出部101的前端部加工为对膏9施加朝向图案开口部12的方向的朝下的力那样的特殊的形状，赋予向包括加工为该特殊的形状的部分的至少膏9接触的吐出部101的前端部的疏液性。
由此，在向具有期望的开口部的图案形成用掩模11的图案开口部12填充膏9、向被图案形成物6转印膏9时，促进由吐出部101的前端部的加工为特殊的形状的部分和被图案形成物6形成的空间中的膏9的滚压，促进向图案形成用掩模11的开口部12的膏9的填充性，并且针对膏9向图案形成用掩模11的开口部12在大致垂直方向上附加填充的力。
在上述说明的例子中，说明了作为吐出部101的表面中形成的疏液性的膜103，通过等离子体CVD形成了类金刚石碳膜103的例子，但本实施例不限于此，也可以代替类金刚石碳膜103，而在吐出部101的表面中形成例如SiO2或者氟树脂的膜。
首先，说明在吐出部101的表面作为疏液性的膜103形成SiO2的情况。
在吐出部101的至少膏9接触的部分，通过喷镀法涂覆含烷氧基硅烷的溶液。之后，使其干燥，从而在吐出部101的表面形成具有疏液性的SiO2。
此处使用的根据烷氧基硅烷生成的膜不会被膏9中含有的各种溶剂污染而稳定，针对水、溶剂的疏液性优良。
此处，作为成膜方法，使用了喷镀法，但通过气溶胶沉积法或者浸渍法涂覆含烷氧基硅烷的溶液并使其干燥，能够形成疏液性的膜103。
这样，能够制作在印刷时在至少膏9接触的部分形成了由SiO2构成的疏液性的膜103的在本实施例1中使用的吐出机构部1。
接下来，说明作为在吐出机构部1的表面中形成的疏液性的膜103，形成了氟树脂的膜的情况。在吐出部101的至少膏9接触的部分，将四氟乙烯和全氟烷氧基乙烯的共聚物(PFA)混合到聚氨基甲酸乙酯树脂，通过喷镀法涂覆。之后，通过以与吐出机构部的硬化同样的温度分布进行加热硬化，能够在吐出机构部1前端的吐出部101的表面，形成在全面均匀地分散了具有疏液性的四氟乙烯和全氟烷氧基乙烯的共聚物(PFA)的膜。
作为具有疏液性的氟树脂，除了PFA以外，还有PTFE、FEP、ETFE等，作为耐有机溶剂性优良，接触角大，摩擦系数小的例子，由四氟乙烯和全氟烷氧基乙烯的共聚物(PFA)构成的膜最佳。
此处，作为形成具有四氟乙烯和全氟烷氧基乙烯的共聚物的膜的方法，混合到聚氨基甲酸乙酯树脂，通过喷镀法来涂覆，进行加热硬化而形成了疏液性的膜103，但还能够通过浸渍法涂覆并使其硬化，从而形成疏液性的膜103。
这样，能够制作在至少膏9接触的部分形成了分散了四氟乙烯和全氟烷氧基乙烯的共聚物的疏液性的膜103的吐出部101。
对使用了在表面形成了上述SiO2或者氟树脂的膜的吐出部101的图案形成状况进行了验证的结果，得到与使用将上述说明的类金刚石碳膜形成为疏液性的膜103的吐出部101对图案形成状况进行了验证的结果大致同样的结果。
这样，搭载了作为疏液性的膜103使用了SiO2或者氟树脂的膜的吐出部101的图案形成装置不依赖于图案形成用掩模11的开口部12中的开口面积的大小，而能够将膏高精度地稳定地进行图案形成。为此，通过将吐出机构部1前端的吐出部101加工为在图4A、图4B以及图5的(a)和(d)中说明的特殊的形状，赋予向至少膏9接触的吐出机构部1前端的吐出部101的疏液性，在向具有期望的开口部的图案形成用掩模11的开口图案部12填充膏、向被图案形成物转印膏时，能够促进膏的滚压，促进向图案形成用掩模11的开口部12的膏的填充性，并且针对膏向图案形成用掩模11的开口部12在大致垂直方向上附加填充的力。
接下来，说明在图案形成用掩模11中使用了网格掩模的情况。
在该例子中，作为图案形成用掩模11，使用图6A所示那样的金属网格掩模50。作为金属网格52，使用了使用了线径16μm、纱厚35μm的高强度线材的#325平纹织物。在该金属网格52中，使用了通过厚度35μm以及厚度55μm的乳剂51形成了直径50μm～200μm的图案开口部542、543的图6A所示那样的金属网格掩模50(以下，简称为网格掩模)。
为了使用网格张紧进行金属网格掩模50和被图案形成物6的版脱模，使图案形成用掩模的张紧成为0.2mm以下(用PROTEK(株)制张紧仪器STG-80NA来测定)。
在本例子中，需要用作图案形成用掩模11的金属网格掩模50中使用的金属网格52具有40％以上的数值孔径，金属网格52中使用的线径小于金属网格52的开口宽的一半。
在金属网格掩模50中形成的图案开口部542(参照图6B)或者543(参照图6C)中，在将图案开口部542或者543假设为具有与图案开口部542或者543的宽度相同的尺寸的直径的圆形的开口图案时，将该圆形开口图案的壁面的面积(πDH)除以图案开口部的面积(πD2/4)而得到的值(4H/D)是图案形成难易度指标。即，作为本实施例的目标，该图案形成难易度指标是2.8以上，能够进行膏9的良好的转印。
在作为图案形成用掩模11使用了金属网格掩模50的情况下，如图7A所示，有金属网格掩模50与被图案形成物6的间隙，所以与使用了在图3A中使用的图案形成掩模11的相接图案形成不同，成为在吐出部101的前端中形成的圆弧状凹形形状部8的一方的端部81L接触到图案形成用掩模11的表面5的状态下，金属网格掩模50并非水平而倾斜的状态。但是，在吐出机构部1的两侧，有端部81L或者81R与金属网格掩模50接触的吐出部101L的圆弧状凹形形状部8L和吐出部101R的圆弧状凹形形状部8R，所以能够均匀地保持圆弧状凹形形状部8L的另一端82L以及圆弧状凹形形状部8R的另一端82R与金属网格掩模50的表面55的间隙G(参照图4B)。
其结果，通过在吐出机构部1中具备形成了圆弧状凹形形状部8L和8R的1对吐出部101L和吐出部101R，即使在作为图案形成用掩模11使用了金属网格掩模50的情况下，也能够如图7B所示，在被图案形成物6上形成良好的图案610。
需要使圆弧状凹形形状部8L的另一端82L以及圆弧状凹形形状部8R的另一端82R与金属网格掩模50的表面55的间隙G(参照图4B)成为所使用的膏的平均粒径的10倍以上。
在使用了金属网格掩模50的情况下使用的膏9的焊锡粒子的粒径与使用了之前说明的图案形成掩模11的相接图案形成的情况同样地是12μm以下，所以不与网格掩模接触的一方的吐出机构部1前端的吐出部101与图案形成用掩模表面5的间隙G成为0.6mm。
在作为膏，使用了(A)的LF-204-15的情况下，如果不与金属网格掩模50接触的一方的吐出部101L(R)的前端部82L(R)与金属网格掩模50的间隙比0.12mm窄，则阻碍膏9流入吐出部101L(R)的前端中形成的圆弧状的凹形形状部8L(R)内，转印的膏量变少。
另外，在使用了(B)的M705-BPS7-T1J的情况下，如果不与金属网格掩模50接触的一方的吐出部101L(R)L(R)的前端部82L(R)与金属网格掩模50的间隙G比0.06mm窄，则阻碍膏流入吐出部101L(R)中形成的圆弧状的凹形形状部8L(R)内，转印的膏量变少。
另一方面，如果使不与金属网格掩模50接触的一方的吐出部101L(R)与金属网格掩模50的表面55的间隙G比1mm宽，则无法在图案形成时在吐出部101L(R)中形成的圆弧状的凹形形状部8L(R)内封闭膏，从圆弧状的凹形形状部8L(R)内漏出，对向金属网格掩模50的图案开口部542以及543填充的膏施加的力变弱，所以填充量以及转印量不足。
但是，对于该间隙G成为1mm，基于吐出部101L(R)的前端中形成的圆弧状的凹形形状部8L(R)的形状，在实验中使用的吐出部101L(R)的情况下，1mm是界限，但即使使间隙G成为1mm以上，只要圆弧状的凹形形状部8L(R)的前端部82L(R)的切线的方向朝向金属网格掩模50的表面55的方向而能够在圆弧状的凹形形状部的内部形成将膏9部分封闭的空间，也能够在圆弧状的凹形形状部8L(R)内封闭膏，能够进行充分的量的填充以及转印。
在任意情况下，在本实施例中制作的赋予了疏液性的吐出部101L(R)相比于未进行疏液处理的吐出机构部1前端的吐出部101L(R)，向被图案形成物6上的转印量变多。其中，由于吐出部101L(R)中形成的圆弧状的凹形形状部8L(R)的表面具有疏液性，所以不会阻碍膏9的滚压性，将膏9的粘度保持为低的状态是主要原因。
在本例子中验证了图案形成状况的结果，得到与使用使用了所述金属板11的组合网格型的掩模110来验证图案形成状况的结果同样的结果。即，能够将金属网格掩模50中形成的直径50μm～200μm的图案开口部542或者543的所有图案良好地转印到被图案形成物6上。
这样，通过将本实施例的具备1对吐出部101L和101R的吐出机构部1搭载于图案形成装置100，不依赖于包括金属网格掩模50的图案形成用掩模11的开口部12(542或者543)中的开口面积的大小，而能够将膏9高精度地稳定地图案形成。为此，通过将1对吐出部101L和101R加工为特殊的形状，向至少1对吐出部101L和101R的膏9接触的部分赋予疏液性，在向包括具有期望的开口部的金属网格掩模50的图案形成用掩模11的图案开口部12(542或者543)填充膏9、向被图案形成物6上利用膏9转印图案时，能够促进由1对吐出部101L和101R的加工为特殊的形状的部分(例如，图3A的8)和掩模的表面5(55)形成的空间中的膏9的滚压，将向包括金属网格掩模50的图案形成用掩模11的开口部12(542或者543)在大致垂直方向上作用而将膏9填充到开口部12(542或者543)的力附加到膏9，能够促进向包括金属网格掩模50的图案形成用掩模11的开口部12(542或者543)的膏9的填充性。
接下来，说明变更各种所使用的膏进行本实施例的确认实验而得到的结果。在本实施例的确认实验中，作为图案形成用掩模11，使用了金属网格掩模50。
在进行了本实施例的确认实验的图案形成装置100中，所使用的膏9是将固形成分和液体成分混合而得到的高粘性物质，能够使用其固形成分以焊锡组成的粒子、银粒子、磷片状银粒子、以镍为主成分的粒子、用金属包覆的球状树脂粒子、陶瓷粒子、玻璃粒子中的至少一种材料为主成分的例子，对于应用了这些膏的对象物，以下示出其特征和图案形成结果。
将焊锡组成的粒子用作固形成分的膏被用于印刷布线板的焊盘凸块等表面安装技术、半导体晶片的焊盘凸块等焊锡连接端子形成等。所使用的焊锡组成的粒子的形状是大致球形。
能够在1μm左右至30μm左右，根据所使用的图案，选定焊锡组成的粒子的粒径。在该情况下，对于图案形成用掩模11中形成的开口图案12的大小，考虑开口部的膏的流动性，设为焊锡组成的粒子的粒径的10倍以上，从而能够进行良好的图案形成。
即，在焊锡组成的粒子为1μm的粒径下，需要使开口图案的尺寸(在开口图案是圆图案的情况下圆的直径、在线状的图案的情况下线宽)成为10μm以上，在焊锡组成的粒子是30μm的粒径下，需要使开口图案的尺寸成为300μm以上。为了形成微细的图案，需要使用微细的粒径的焊锡组成的粒子。
另外，将银粒子用作固形成分的膏被用于低温烧成陶瓷的布线图案形成、太阳能电池的电极形成等。所使用的银粒子的形状是大致球形。
银粒子的粒径是2nm左右至10μm左右，在形成微细的布线图案的情况下，需要使用微细的粒径的粒子。
另外，将磷片状银粒子用作固形成分的膏是在向印刷布线板搭载部件时使用的导电性粘接剂，伴随电子部件的小型化，被用于向具有突起电极的基板的搭载等。磷片状银粒子是对银粒子施加压力而加工为箔状的例子，是异形的粒子。该膏的特征在于，由于通过接触电阻确保导电性，所以不怎么要求图案形成了的图案的转印尺寸精度，但在本实施方式中，能够改善吐出性，所以不会发生局部的涂覆不良，而能够可靠地进行图案形成。
另外，将以镍为主成分的粒子用作固形成分的膏被用于需要形成超薄膜的导电体的电容器等。以镍为主成分的粒子的粒径是10nm左右至100nm左右，其特征在于降低膏的粘度而具有流动性。
如果构成金属网格掩模50的金属网格52的纱厚变薄，则保持膏9的量变少。优选在增加吐出量的情况下，增大金属网格52的纱厚，另一方面，优选相对微细的电极布线图案形成、电容器的薄膜电极形成，使金属网格52的纱厚更薄。在需要比制织后的纱厚更薄的情况下，使用了通过用辊滚压金属网格52，而具有期望的纱厚的网格。能够通过应用的设备，选定网格的种类(网格数、数值孔径、线径、纱厚等)。
在本确认实验中，能够改善金属网格52的吐出性，所以能够进行均匀且薄膜非常微细的图案形成，能够得到良好的图案形成结果。
另一方面，将用金属包覆的球状树脂粒子用作固形成分的膏是异方性导电膏，被用于向即使电阻高于显示器的端子、金属接合仍容许电连接的印刷布线板的部件搭载等。用金属包覆的树脂粒子的粒径是10μm左右，印刷布线板中形成的图案的特征在于，形成为在搭载的部件的焊盘部全面涂覆膏。在本实施方式中，能够改善吐出性，所以不会发生局部的涂覆不良，能够得到良好的图案形成结果。
将陶瓷粒子用作固形成分的膏被用于低温烧成陶瓷的电介体图案形成、电子电路的绝缘性图案形成、针对附加了铜的聚酰亚胺膜的蚀刻用抗蚀剂的图案形成、太阳能电池的绝缘层划线用图案形成等。在本实施例中，具有可靠的转印性能，所以不会发生局部的断线不良，能够得到良好的图案形成结果。
将玻璃粒子用作固形成分的膏作为烧结辅助剂被用于向银膏的添加、低温烧成陶瓷的电介体图案形成、电子电路的绝缘性图案形成等。
陶瓷粒子以及玻璃粒子通过粉碎制造，所以是破碎形状。在这些情况下，需要使所使用的图案形成用掩模的开口图案成为平均粒径的10倍以上。
在本实施例中使用的吐出机构部1是在吐出部101的一方的角形成圆弧状的凹形形状部8，吐出部101的与膏9接触的部分针对膏9具有疏液性的机构，通过针对这些所有膏，使用搭载了具备该吐出部101的吐出机构部1的图案形成装置100，不依赖于图案形成用掩模11的图案开口部12中的开口面积的大小，能够高精度地稳定地进行图案形成。
这样，在本实施例中使用的搭载了吐出机构部1的图案形成装置100能够搭载不依赖于图案形成用掩模11的图案开口部12中的开口面积的大小，只要图案开口部12的直径是焊锡等膏的组成的粒子的粒径的10倍以上，就能够将膏高精度地稳定地进行图案形成的吐出机构部1。为此，通过将吐出机构部1前端部101加工为特殊的形状，在至少与膏接触的吐出机构部前端部101中具有疏液性103，能够在向具有期望的开口部的图案形成用掩模11的开口图案部12填充膏、向被图案形成物转印膏时，促进膏的滚压，促进向图案形成用掩模11的开口部12的膏的填充性，并且针对膏向图案形成用掩模11的开口部12在大致垂直方向上附加填充的力。
【实施例2】
作为本实施例2，作为要求相对布线宽的膏高度高的高纵横比布线形成的设备的图案形成的一个例子，说明应用于太阳能电池元件表面的电极布线图案的形成的例子。除了图案形成的设备、吐出机构部、图案形成用掩模、膏以外，与在上述实施例1中说明的部分相同。
图8示出太阳能电池元件80的表面中形成的电极布线的概要图。表面电极布线在基板81的表面，形成宽线的汇流电极布线82和细线的栅电极布线83(以下，将汇流电极布线82和栅电极布线83总称而记载为导体布线)。
以下，为了确认通过转印掩模图案形成了本实施例中的太阳能电池元件80的表面电极布线的情况的效果，首先说明比较例，接下来，说明本实施例。
<比较例>
对于用于形成太阳能电池元件80的表面电极布线的图案形成用掩模90，图9A示出从被图案形成物侧面观察的局部的放大概要图。
图案形成用掩模90形成了用于在金属网格92中用乳剂91对电极布线进行图案形成的开口图案(942以及943)。此处，金属网格92使用了线径16μm的#360。另外，将乳剂91的厚度设为比对栅电极布线83进行图案形成的开口部943的宽度60μm厚的65μm。此处，乳剂91的厚度是指，从图案形成用掩模90的总厚减去金属网格92的厚度(纱厚)而得到的值。
在形成导体布线的膏中，混合了导体材料的银粒子和有机粘合剂成分以及有机溶剂。在图案形成后的干燥工序中，有机溶剂飞散，体积减少。另外，根据膏，在高温下烧成，在该情况下，有机粘合剂也消失，体积减少。
为了得到期望的布线电阻，需要降低导体材料的固有电阻，但除此以外还需要增加导体布线的剖面积。另外，通过使布线宽变窄而使照射阳光的面积变宽，能够提高变换效率。进而，如果增加布线的图案形成次数，则需要高精度地进行对位。如果产生位置偏移，则布线宽变宽，而成为变换效率降低的原因。因此，需要通过一次的图案形成形成高纵横比的布线，将图案形成中使用的图案形成用掩模90的乳剂91的厚度设定得较厚。
为了形成汇流电极布线82，通过乳剂91形成了汇流电极布线图案形成用的开口部942。另外，为了形成细线的栅电极布线83，通过乳剂91形成了栅电极布线图案形成用的开口部943。
对于图9A的图案形成用掩模90，图9B示出9A-X-9A-X’的剖面图。在金属网格92的被图案形成物侧形成了乳剂91，形成了汇流电极布线用的开口部942。
对于图9A的图案形成用掩模90，图9C示出9A-Y-9A-Y’的剖面图。在金属网格92的被图案形成物侧形成了乳剂91，形成了栅电极布线用的开口部943。
图案形成方向(涂刷器相对图案形成用掩模90的移动方向)是与细线的栅电极布线用的开口部943的长度方向平行的方向(图9A的箭头501的方向)。
图10的(a)至(c)示出用于说明栅电极布线的图案形成状况的工艺概要图。为便于说明，在相对栅电极布线用的开口部943的长度方向垂直的方向(与图9A的箭头501直角的方向)上，图示了图案形成方向。
图10的(a)是在图案形成用掩模90的金属网格92与被图案形成物41(相当于图8的基板81)之间设置间距(间隙)而使图案形成用掩模90接近作为被图案形成物的基板81的表面的状态下在图案形成用掩模90的上部全面用刮器45对膏46进行涂层的工序图。图10A的状态表示使刮器45向箭头201的方向移动的途中的状态。膏46被涂层到金属网格92的内部以及图案形成用掩模90的上部，形成了涂层的膏461。
图10的(b)是使用经由(a)的工序在表面对膏461进行了涂层的图案形成用掩模90，使平涂刷器47的前端的角部在向图案形成用掩模90推压的状态下沿着图案形成用掩模的表面901在箭头202的方向上移动，从而在基板81的上部通过膏46形成图案的工序图。用乳剂91形成的栅电极布线开口部943的纵横比(乳剂厚/开口宽)大，所以无法将乳剂91的开口部943中填充的膏46完全转印到基板81，如图10的(b)所示，仅通过在基板81中转印微量的膏图案462，在乳剂开口部943的内部残留了膏463。
在使用了平涂刷器47的1次的转印中，如图10的(c)所示，向基板81上的膏图案462的转印量。因此，在基板81上转印的布线图案无法得到期望的布线电阻，所以需要通过使图案形成用掩模90相对基板81对位的同时进行反复转印，来进行层叠图案形成。
在此处所示的比较例的图案形成中，高纵横比的布线形成是困难的。
图11示出用于说明汇流电极布线82的图案形成状况的工艺概要图。图案形成方向(涂刷器相对图案形成用掩模90的移动方向)是相对汇流电极布线82的长度方向垂直的方向。
图11的(a)是在图案形成用掩模90的金属网格92与基板81之间设置间距(间隙)而使图案形成用掩模90接近基板81的状态下在图案形成用掩模90的上部全面使刮器45在箭头203的方向上扫描而对膏46进行涂层的工序图。膏46被涂层到网格92的内部以及图案形成用掩模90的上部，形成了涂层的膏461。
图11的(b)是使用经由(a)的工序在表面对膏461进行了涂层的图案形成用掩模90，使平涂刷器47的前端的角部在向图案形成用掩模90推压的状态下沿着图案形成用掩模的表面901在箭头204的方向上移动，从而在基板81的上部通过膏46形成图案的工序图。由无乳剂91的部分形成的汇流电极布线开口部942的宽度大，所以在开口部942，平涂刷器47推压金属网格92，接触到在基板81的上部形成的纹理811，使接触的区域的纹理412(参照图11的(c))的顶部破损。由此，使在纹理811上成膜的透明导电膜、根据情况使绝缘膜破损，而损伤功能(未图示的)。为了解决该问题，需要使平涂刷器47在与图案形成用掩模90接触的宽度方向(与图11的(b)的纸面垂直的方向)上制作不存在乳剂的区域，以使金属网格92不与在基板81的上部形成的纹理811接触的方式，设计乳剂开口图案。
另外，无法通过1次的转印将与乳剂开口部942的体积相当的膏量完全转印，仅通过在基板81的上部转印一部分的膏图案462，成为凹凸大的形状。因此，如图11的(c)所示，在图案形成用掩模90的乳剂开口部942的内部，膏463残留。特别，对金属网格92附着了膏46。其提高膏46与金属网格92的紧贴性。
不仅是栅电极布线，而且在汇流电极布线中，膏图案的转印厚也薄，无法得到期望的布线电阻。
<本实施例>
对于用于形成太阳能电池元件80的表面电极布线的图案形成用掩模1200，图12A示出从被图案形成物侧面观察的局部的放大概要图。
图案形成用掩模1200形成了用于向金属网格1202用乳剂1201对电极布线进行图案形成的开口图案(1242以及1243)。在用于对汇流电极布线82(参照图8)进行图案形成的乳剂开口部1242中，以使比较例中示出那样的推压了与涂刷器47对应的吐出部101的金属网格1202不接触到基板81的表面的纹理811的方式，通过伪乳剂形成了图案1210。
此处，在金属网格1202中使用了线径16μm的#360。另外，将乳剂1201的厚度设为比对栅电极布线83(参照图8)进行图案形成的开口部1243的宽度60μm厚的65μm。此处，乳剂1201的厚度是指，从图案形成用掩模1200的总厚减去金属网格1202的厚度(纱厚)而得到的值。
在形成导体布线的膏中，混合了导体材料的银粒子和有机粘合剂成分以及有机溶剂。在图案形成后的干燥工序中，有机溶剂飞散，体积减少。另外，根据膏，在高温下烧成，在该情况下，有机粘合剂也消失，体积减少。
为了得到期望的布线电阻，需要降低导体材料的固有电阻，但除此以外还需要增加导体布线的剖面积。另外，通过使布线宽变窄而使照射阳光的面积变宽，能够提高变换效率。
进而，如比较例所述，在通过将相同的区域的图案的转印反复多次反复而增加布线的图案形成次数的情况下，需要进行在基板上转印的图案与图案形成用掩模90的高精度的对位。如果产生位置偏移，则布线宽变宽，而成为变换效率降低的原因。因此，需要通过一次的图案形成(转印)形成高纵横比的布线，将图案形成中使用的图案形成用掩模1200的乳剂1201的厚度设定得较厚。
另外，在图案形成用掩模1200的露出的金属网格1202以及乳剂1201的表面，形成实施例1中说明的吐出部101的表面中形成的疏液性高的碳氢化合物膜1203，提高了膏46的脱模性。
在图案形成用掩模1200中，为了形成汇流电极布线82，通过乳剂1201，形成了汇流电极布线图案形成用的开口部1242。另外，为了形成细线的栅电极布线83，通过乳剂1201，形成了栅电极布线图案形成用的开口部1243。
对于图12A的图案形成用掩模1200，图12B示出12A-X-12A-X’的剖面图。在金属网格1202的被图案形成物侧(基板81的一侧)形成了乳剂1201，并形成了汇流电极布线用的开口部1242。在汇流电极布线用的开口部1242中，以使金属网格1202和在基板81的上部形成的纹理811不接触的方式，通过伪乳剂形成了图案1210。
对于图12A的图案形成用掩模1200，图12C示出12A-Y-12A-Y’的剖面图。在金属网格1202的被图案形成物侧(基板81的一侧)形成了乳剂1201，并形成了栅电极布线用的开口部1243。
图案形成方向(吐出部101的移动方向)是与细线的栅电极布线用的开口部1243的长度方向平行的方向(图12A的箭头502的方向)。
图13示出用于说明栅电极布线83的图案形成状况的工艺概要图。实际的图案形成方向(吐出机构部1相对图案形成用掩模1200的扫描方向)是图12A的箭头502的方向，但为便于说明，在与栅电极布线用的开口部1243的长度方向垂直的方向(相对图12A的箭头502直角的方向)上图示了图案形成方向。
图13的(a)是使用在本发明的实施例1中说明的安装了1对吐出部101R和101L的吐出机构部1，在将1对吐出部101R和101L推压到图案形成用掩模1200的同时使其在箭头1301的方向上移动，从而在基板81的上部通过膏46形成图案846的工序图。通过使用吐出性优良的在本发明的实施例1中说明的、安装了形成凹形形状部8R和8L并在表面形成类金刚石碳膜103R和103L而疏液处理了的1对吐出部101R和101L的吐出机构部1，能够将由膏46构成的图案846转印到基板81的上部。
图13的(b)是示出向基板81上的图案846的形成完成，而图案形成用掩模1200远离作为被图案形成物的基板81的状态的概略图。尽管用于转印用乳剂1201形成的栅电极布线83的图案的开口部1243的纵横比(乳剂厚/开口宽)大，也能够将乳剂1201的开口部1243中填充的膏46所构成的图案846完全转印到基板81的上部。
在基板81的上部转印高纵横比的膏图案846，在图案形成用掩模1200的乳剂1201所构成的开口部1243的内部未残留膏46。通过在图案形成用掩模1200的金属网格1202以及乳剂1201的露出部，与1对吐出部101R以及101L同样地形成类金刚石碳膜1203而赋予疏液性，膏46从金属网格1202以及乳剂1201的脱模性提高。
图14示出用于说明汇流电极布线82的图案形成状况的工艺概要图。图案形成方向是与用乳剂1201形成的汇流电极布线用的开口部1242的长度方法垂直的方向(图12的箭头502的方向)。
图14的(a)是与使用图13的(a)说明的例子同样地，使用在本发明的实施例1中说明的吐出机构部1，在将1对吐出部101R和101L推压到图案形成用掩模1200的同时使其在箭头1301的方向上移动，从而在基板81的上部通过膏46形成图案的工序图。在汇流电极布线用的开口部1242中形成了伪乳剂1210，所以金属网格1202不会接触到在基板81的表面中形成的纹理811，能够将图案形成用掩模1200中形成的乳剂1201的开口部1242的图案转印到基板81上。
另外，通过使用吐出性优良的在本发明的实施例1中说明的吐出机构部1，能够将膏46所构成的开口部1242的图案转印到基板81的上部。
图14的(b)示出利用吐出机构部1的规定的敲击的扫描结束，向基板81上的利用膏46的图案形成完成的状态。是示出使图案形成用掩模1200脱离作为被图案形成物的基板81而在基板81上形成了膏图案846的状态(使图2的S208的步骤完成了的状态)的概略图。
尽管用乳剂1201形成的汇流电极布线开口部1242的纵横比(乳剂厚/开口宽)大，也能够将乳剂1201的开口部1242中填充的膏46完全转印到基板81的上部。在晶片上部转印了高纵横比的膏图案846。在乳剂1201的开口部1242的内部，膏46未残留。通过在图案形成用掩模1200的金属网格1202以及乳剂1201的露出部，形成类金刚石碳膜1203而赋予了疏液性，从而膏46从金属网格1202以及乳剂1201的脱模性提高。
根据本实施例，仅通过将吐出机构部1推压到图案形成用掩模1200的同时使吐出机构部1扫描1次，就能够在基板81的上部形成具有期望的布线电阻的图案。其结果，无需多次重复进行用于图案形成的高精度的对位，所以并非在1个工序中将基板81逐张设置来进行图案形成，而能够同时对多张进行图案形成。其结果，不仅良好地形成电极布线，而且生产节拍缩短，生产性提高。
【实施例3】
在本实施例3中，作为向具有高纵横比开口的贯通孔的导体膏填充的一个例子，提高了向硅晶片的导体材料填充。作为具有高纵横比开口的贯通孔的设备，有背面相接型太阳能电池元件、TSV半导体元件等。在本实施例中，举出比较例来说明背面相接型太阳能电池元件。对于印刷的设备、吐出机构部1前端的吐出部、图案形成用掩模、膏以外，与上述实施例1以及2的情况相同。
图15A示出背面相接型太阳能电池元件90的平面图，并且图15B示出剖面图。背面相接型太阳能电池元件90在基板91的表面侧形成了表面连接布线92，并且，形成了用于连接表面侧和背面侧的贯通孔93。进而，在表侧的表面，形成了微小的突起所构成的纹理911。
在本实施例中，说明不会对纹理911造成损伤而向贯通孔93填充膏，在基板91的背面形成电极布线的方法。
<比较例>
使用图1以及16，说明向用于使背面相接型太阳能电池元件90的基板91中形成的表背面电极导通而形成的贯通孔93的膏填充。
向贯通孔93的膏填充中使用的涂刷器是在实施例2的比较例中使用的平涂刷器47。另外，为了防止在从基板91的背面填充膏时，背面相接型太阳能电池元件90的基板91的表面中形成的突起状的纹理911接触到图案形成装置100的工作台231上而破损，如图16(a)所示，使用了纹理保护膜94。
纹理保护膜94具有柔软性，不仅保护纹理911以不破损，而且由多孔的材料构成，所以能够通过纹理保护膜94进行用于在图案形成装置100的工作台231上固定基板91的真空卡盘。
另外，为了与向为了使背面相接型太阳能电池元件90中形成的表背面电极导通而形成的贯通孔93的膏填充同时，形成背面的电极图案965，作为图案形成用掩模，使用了在规定的位置形成了与背面的电极图案965对应的开口部956的金属掩模955。
将基板91的形成了纹理911的表面在用纹理保护膜94保护了的状态下使表面侧朝下而固定到工作台231，在使金属掩模955接触到成为上侧的背面侧的状态下，如图16(b)所示，将平涂刷器47向金属掩模955推压的同时使其向箭头1601的方向移动，而进行了背面侧的电极图案的形成和向贯通孔93的膏填充。
其结果，虽然能够形成背面侧的电极图案，但无法向背面相接型太阳能电池元件90中形成的贯通孔93完全地填充膏46。
因此，需要在从背面进行了膏填充(图16的(b))之后，在使基板91反转而使表面成为上侧的状态下，从表面进行膏填充(图16的(c))。
在从表面进行膏填充的情况下，将成为下侧的形成了电极图案的背面侧在用纹理保护膜94保护的状态下固定到工作台231，将在表面侧安装的纹理保护膜94剥离。在该状态下，为了从基板91的表面侧向贯通孔93填充膏46，使用了金属掩模957，但作为该金属掩模957，使用了如图16(c)所示，以不接触到在基板91的上部形成的纹理911而使纹理911上部破损的方式，在金属掩模957中形成了由乳剂构成的缓冲材料958的结构。
但是，尽管从基板91的背面以及表面向贯通孔93填充膏46的填充，在纵横比(晶片厚度/贯通孔洞径)是2(晶片厚度：160μm/贯通孔洞径：
Figure BDA00002933021300441
80μm)的情况下，如图16(d)所示，在贯通孔93的大致中央部形成空洞(空腔)96，产生导通不良。因此，在其以上的纵横比下，无法进行向贯通孔93的膏46的填充形成。
在贯通孔93的纵横比(基板厚度/贯通孔洞径)是1.5(基板厚度：120μm/贯通孔洞径：
Figure BDA00002933021300442
80μm)的情况下，能够进行向贯通孔93的膏46的填充形成，但进而需要进行从背面以及表面的两面填充形成，存在导体填充形成花费时间这样的问题。另外，基板91薄至120μm，所以在基板91中产生翘曲，难易向利用吸附的印刷机工作台231固定基板91，有时发生通知吸附不良的报警所致的生产停止、基板91的破损。
即使在相同的纵横比(1.5)下，如果使基板91的厚度成为160μm，则贯通孔93的洞径超过100μm，如果考虑背面相接型太阳能电池90的表面连接布线宽，则由表面电极布线构成的阳光的照射区域变少，产生变换效率降低这样的问题。
<本实施例>
使用本发明的图案形成装置100，尝试在比较例中未实现的向具有高纵横比开口的贯通孔的膏填充。使用图17来说明。
向贯通孔93的膏46的填充中使用的吐出机构部1的前端部101与实施例1以及2的情况同样地，是加工为圆弧状凹形形状的构造(图5的(a)所示的形状)。另外，为了防止在从背面填充膏46时，背面相接型太阳能电池元件90的基板91表面中形成的突起状的纹理911接触到印刷机的工作台231而破损，如图17(a)所示，使用了与本实施例的比较例的情况同样的纹理保护膜94。
纹理保护膜94具有柔软性，不仅保护纹理911以不破损，而且由多孔的材料构成，所以能够通过纹理保护膜94进行用于在印刷机的工作台231上固定基板91的真空卡盘。
另外，为了与向为了使背面相接型太阳能电池元件90中形成的表背面电极导通而形成的贯通孔93的膏填充同时，形成背面的电极图案965，使用了在规定的位置形成了与背面的电极图案965对应的开口部956的金属掩模955。
对于向背面相接型太阳能电池元件90中形成的贯通孔93填充膏46的填充，使基板91的背面侧朝上并使利用纹理保护膜94保护的表面侧成为下侧而固定到工作台231(参照图17的(a))。在该状态下使用在实施例1中说明的安装了1对吐出部101R和101L的吐出机构部1，在对紧贴到朝上的基板91的背面侧的金属掩模955推压1对吐出部101R和101L的同时使其移动而向贯通孔93填充了膏46(图16(b))。其结果，能够在贯通孔93内用膏964完全填充，背面的电极布线965也能够同时印刷。
在贯通孔93的纵横比(晶片厚度/贯通孔洞径)是2(晶片厚度：160μm/贯通孔洞径：
Figure BDA00002933021300451
80μm)的情况下，如图17的(c)所示，在贯通孔93中不形成图16(c)那样的空洞(空腔)96，而能够完全填充。因此，在其以下的纵横比下，向贯通孔93的膏填充形成变得容易。
即使在贯通孔93的纵横比(晶片厚度/贯通孔洞径)是3(晶片厚度：180μm/贯通孔洞径：
Figure BDA00002933021300461
60μm)的情况下，也能够向贯通孔93完全地进行膏填充形成，能够使背面相接型太阳能电池90的表面连接布线92的宽度变窄，由表面连接布线92形成的阳光的照射区域变宽，能够提高变换效率。
另外，背面相接型太阳能电池90的表面连接布线92是通过与实施例2同样的方法形成的。
进而，即使在高纵横比的贯通孔中，也能够进行膏填充，所以还有可能应用于在硅晶片中形成了多个贯通孔的TSV半导体元件。
这样，通过使用在本发明的实施例1中说明那样的能够搭载吐出机构部1前端的吐出部的印刷机，能够向高纵横比的贯通孔通过一次的印刷完全地填充膏，能够缩短生产节拍，并且能够提高太阳能电池的高效率化。
【实施例4】
在本实施例4中，作为要求相对布线宽的膏高度高的高纵横比布线形成的设备的图案形成的一个例子，说明太阳能电池元件表面的电极布线图案形成。除了图案形成用掩模60A以外，与上述实施例2的情况相同。
图18示出用于说明在本实施例4中使用的图案形成用掩模60A的局部的剖面的放大概要图。
图案形成用掩模60A形成了用于在金属网格62A中用2种乳剂61A以及61B对电极布线进行图案形成的开口图案643。与实施例2的情况同样地形成了乳剂开口部的图案。
此处，在金属网格62A中，使用了线径16μm的#360。另外，对于2种乳剂61A以及61B，乳剂的硬度不同。对于乳剂61A，重视开口图案形成中的析像性，而使用了高硬度的乳剂。另一方面，对于乳剂61B，重视向太阳能电池元件表面中形成的纹理(凹凸)的追随性，使用了低硬度的乳剂。
使用薄膜硬度计测厚仪H100CU来测量乳剂的硬度。对于测量条件，以10秒钟加压至200mN，在保持5秒之后，以10秒钟减压。对于测量中使用的乳剂，使用了以膜厚30μm涂覆.干燥而得到的材料。以压入深度5μm以下的乳剂硬度的最大值进行了评价。在高硬度的乳剂61A中，使用了50N/mm2以上的硬度的材料，在低硬度的乳剂61B中，使用了40N/mm2以下的硬度的材料。
乳剂的硬度和开口图案形成中的分辨率相关，硬度越高，开口图案部的直线性越高。另外，如果乳剂硬度高，则能够期待约束网格的变形，对连续印刷时的位置精度提高有效果。但是，如果乳剂硬度高，则无法追随被印刷物表面的凹凸，所以如果形成了间隙，则存在膏由于毛细管现象渗出，布线图案的直线性恶化这样的课题。为了确保微细布线形成中的开口图案的分辨率，需要50N/mm2以上的乳剂硬度。高硬度的乳剂硬度优选为100N/mm2以上。在50N/mm2以上的乳剂硬度下，即使用薄膜硬度计加压至200mN，压入深度仍为10μm左右，无法对应于晶片全面中形成的纹理(凹凸)。
另一方面，如果乳剂的硬度低，则在形成微细开口图案时，在水显影时，乳剂膨化，而无法析像。但是，如果乳剂厚薄，则能够抑制水显影时的乳剂膨化量。通过使乳剂成为2层构造，按照高硬度的乳剂的析像性，低硬度的乳剂也能够析像。低硬度的乳剂能够追随被印刷物表面的凹凸，所以能够使图案形成用掩模和被印刷物紧贴，能够防止膏的渗出。特别，为了追随本实施例的太阳能电池元件表面中形成的纹理，需要使乳剂硬度成为40N/mm2以下。需要使低硬度的乳剂61B的厚度成为纹理的凹凸的2倍以上。在40N/mm2以下的乳剂硬度下，如果用薄膜硬度计加压至200mN，则压入深度是15μm左右，能够对应于基板91的全面中形成的纹理(凹凸)。进而，乳剂硬度越低越良好，其结果，优选为20N/mm2以下。
在本实施例中使用的太阳能电池元件表面中形成的纹理的凹凸是5μm，所以对于低硬度的乳剂61B，使乳剂硬度成为20N/mm2，使乳剂的厚度成为15μm。
另外，使2种乳剂61A以及61B的总厚度成为比对栅电极布线43进行图案形成的开口部643的宽度60μm厚的65μm。此处，乳剂的厚度是从图案形成用掩模60的总厚减去金属网格62A的厚度(纱厚)而得到的值。在本实施例中，对于高硬度的乳剂61A，使乳剂硬度成为100N/mm2，使乳剂的厚度成为50μm。
在形成导体布线的膏中，混合了导体材料的银粒子和有机粘合剂成分以及有机溶剂。在图案形成后的干燥工序中，有机溶剂飞散，体积减少。另外，根据膏，在高温下烧成，在该情况下，有机粘合剂也消失，体积减少。
为了得到期望的布线电阻，需要降低导体材料的固有电阻，但除此以外还需要增加导体布线的剖面积。另外，通过使布线宽变窄而使照射阳光的面积变宽，能够提高变换效率。
根据本实施例，低硬度的乳剂61B能够追随太阳能电池元件表面中形成的纹理(凹凸)，能够使乳剂61B紧贴形成了纹理的太阳能电池元件表面，所以能够防止膏的渗出，基板91的表面的有效的阳光受光面积变宽，能够提高变换效率。
进而，如果增加布线的图案形成次数，则需要高精度地进行对位。如果产生位置偏移，则布线宽变宽，而成为变换效率降低的原因。因此，需要根据通过使吐出机构部1在一个方向上移动1次而进行的通过一次的图案形成形成高纵横比的布线，将图案形成中使用的图案形成用掩模60A的乳剂的厚度设定得较厚。
根据本实施例，为了得到期望的布线电阻，一次的图案形成就充分，无需多次重复进行用于图案形成的高精度的对位，所以并非在1个工序中将基板91逐张设置而进行图案形成，而能够同时对多张进行图案形成。其结果，不仅良好地形成电极布线，而且生产节拍缩短，生产性提高。
另外，即使在1个工序中将基板91逐张设置来进行图案形成的情况下，也能够通过通过使吐出机构部1在一个方向上移动1次而进行的一次的图案形成来形成光纵横比的图案，所以相比于以往的每次进行对位的同时进行多次图案形成的情况，能够缩短生产节拍，能够提高生产性。
【实施例5】
在本实施例5中，作为提高从图案形成用掩模的膏的脱模性的一个例子，说明太阳能电池元件表面的电极布线图案形成。除了图案形成用掩模60B以外，与上述实施例2相同。
图19示出用于说明在本实施例5中使用的图案形成用掩模60B的局部的剖面的放大概要图。
通过与实施例4的情况同样的方法形成图案形成用掩模60B，在该图案形成用掩模60B中，在露出的金属网格62B以及乳剂(61A、61B)的表面，在本发明中在实施例1至4中说明的1对吐出部101R以及101L的表面，形成疏液性高的碳氢化合物膜(61C以及62C)，提高了膏46的脱模性。
使用该图案形成用掩模60B通过图1所示的图案形成装置100在基板91形成了膏46的图案的结果，在基板91的上部转印高纵横比的膏图案462，在图案形成用掩模60B的乳剂开口部643B的内部未残留膏。通过对图案形成用掩模60B的金属网格62B以及乳剂(61A、61B)的露出部赋予疏液性高的碳氢化合物膜(61C以及62C)，膏46从金属网格62B以及乳剂(61A、61B)的脱模性提高。
根据本实施例，低硬度的乳剂61B能够追随太阳能电池元件表面中形成的纹理(凹凸)，能够使乳剂61B紧贴形成了纹理的太阳能电池元件表面，所以能够防止膏的渗出，基板91的表面的有效的阳光受光面积变宽，能够提高变换效率。
尽管用乳剂(61A、61B)形成的栅电极布线开口部643B的纵横比(乳剂厚/开口宽)大，能够将乳剂(61A、61B)的开口部643B中填充的膏46完全转印到基板91的上部，能够在基板91的上部转印高纵横比的膏图案。在乳剂开口部643B的内部，未残留膏。其中，通过在图案形成用掩模60B的金属网格62B以及乳剂(61A、61B)的露出部形成碳氢化合物膜61C62C而赋予疏液性，膏46从金属网格62B以及乳剂(61A、61B)的脱模性提高。
根据本实施例，为了得到期望的布线电阻，一次的图案形成就充分，无需多次重复进行用于图案形成的高精度的对位，所以并非在1个工序中将基板91逐张设置而进行图案形成，而能够同时对多张进行图案形成。其结果，不仅良好地形成电极布线，而且生产节拍缩短，生产性提高。
另外，即使在1个工序中将基板91逐张设置来进行图案形成的情况下，也能够通过通过使吐出机构部1在一个方向上移动1次而进行的一次的图案形成来形成光纵横比的图案，所以相比于以往的每次进行对位的同时进行多次图案形成的情况，能够缩短生产节拍，能够提高生产性。
【实施例6】
使用图20，说明搭载实施例6的吐出机构构件1120以及吸附机构构件1140的非接触图案形成装置1000的结构。图20是搭载了本实施例6的吐出机构构件1120以及吸附机构构件1140的非接触图案形成装置1000的正面图。在图20中，为了简化，省略了吐出机构构件1120前端的吐出部1001、吸附机构构件1140前端的吸附部1401的详细的结构、以及装置的架台、侧壁、支柱、支承部件等的显示。
非接触图案形成装置1000具备图案形成用掩模部1110、被图案形成物支持工作台部1023、吐出机构构件1120、吐出机构构件驱动机构部1130、膏加压机构1002、膏导入路1003、膏储藏槽1004、吸附机构构件1140、吸附用引压机构1402、引压导入路1403、空气吸引机构1404以及控制部1021。
图案形成用掩模部1110构成为具备设置了与被图案形成物(例如印刷布线基板)1006的期望的电路图案对应地贯穿设置的图案开口部的图案形成用掩模1011、通过包围图案形成用掩模1011的张紧网格保持了紧张状态的俯视矩形形状的版框1022、以及支承该版框1022的支承部件1111。
被图案形成物支持工作台部1023具备载置被图案形成物1006的工作台1231、固定工作台1231中载置的被图案形成物1006的卡盘部1232、将工作台1231上下驱动的上下驱动部1233。
吐出机构构件1120具备吐出机构部1001、吐出机构部头1015、气缸1024。另外，吸附机构构件1140具备吸附机构部1401、吸附机构部头1416。
气缸1024固定于支承部件1025，将与气缸1024连接的吐出机构构件1120上下驱动。另外，支承部件1025被与驱动轴1027卡合的轴承部1026支承。驱动轴1027由滚珠螺杆构成，通过用马达1030旋转驱动，与驱动轴1027卡合的轴承部1026沿着导向轴1028在图的左右方向上移动，固定于支承部件1025的吐出机构构件1120也沿着导向轴1028在图的左右方向上移动。驱动轴1027和导向轴1028被固定板1029支承。另外，吸附机构构件1140配置于吐出机构构件1120的驱动方向的前后，与吐出机构构件1120的活动连动地移动。
吸附机构构件1140的吸附面比吐出机构构件1120设置于上部。吸附机构构件1140具有将图案形成用掩模1011保持于不与被图案形成物1006接触那样的位置的作用。虽然此处未图示，但在将被图案形成物1006载置于工作台1231时，探测被图案形成物1006的厚度，在比被图案形成物1006的最大厚度高的位置保持了图案形成用掩模1011。
控制部1021控制非接触图案形成装置1000的各部的动作。首先，通过用来自控制部1021的控制信号控制驱动气缸1024的气缸驱动部1031，驱动气缸1024。另外，通过来自控制部1021的控制信号，控制马达1030的驱动器部1032而使马达1030在正逆方向上旋转。进而，通过来自控制部1021的控制信号，控制驱动被图案形成物支持工作台部1023的卡盘部1232的卡盘驱动部1034，进行固定工作台1231中载置的被图案形成物1006的卡盘部1232的开闭动作。进而另外，通过来自控制部1021的控制信号，控制驱动被图案形成物支持工作台部1023的上下驱动部1233的工作台驱动部1033，使工作台1231上下移动。
对于具备以上的结构的非接触图案形成装置的动作，除了设置了吸附机构构件1140以外，通过与上述实施例1同样的方法进行。
吐出机构部1001的前端的吐出部1101的结构基本上与在上述实施例1中说明的图3A所示的结构相同。图21以及图22示出本实施例6的吐出机构部1001的前端的吐出部1101的构造。
在图21中，在吐出机构构件1120和吸附机构构件1140独立设置的情况下，能够与吐出机构构件1120一并地，设定独自地设置于吐出机构构件1120驱动方向的前后的各个吸附机构构件1140的高度、位置等。
在图22中，在吐出机构构件1120和吸附机构构件1140一体化而设置的情况下，与吐出机构构件1120连动地固定了吸附机构构件1140的高度、位置等。
如上述实施例1的说明，吐出机构部1001前端的吐出部1101由聚氨基甲酸乙酯树脂1121和不锈钢制加强材料1122构成，在其表面的一部分(主要与膏接触的部分)形成了疏液性的膜1123。另外，在吐出机构部1001的前端的吐出部1101中，形成了在实施例1中使用图4A以及图4B而说明那样的、将膏1009在内部滚压而在出口(入口)生成向图案形成用掩模1011的一侧推压那样的力那样的特征的圆弧状的凹形形状部1008。
吐出部1101的聚氨基甲酸乙酯树脂1121和不锈钢制加强材料1122通过固定部件1124固定于吐出机构部1001。
在本实施例6中，与上述实施例1同样地，在吐出机构部1001中安装了左右1对吐出部1101，所以仅通过使吐出机构部1001在一个方向上移动1次，就能够将供给到左右1对吐出部1101之间的膏1009涂覆到图案形成用掩模表面1011，通过某一方的吐出部1101向图案形成用掩模1011的开口图案部1012填充膏1009，在被图案形成物1006中形成图案。另外，本实施例6中的吐出机构部1001的前端的吐出部1101的制造方法与在上述实施例1中说明的内容相同。
在本实施例中，其特征在于，在吐出机构构件1120的驱动方向前后配设了吸附机构构件1140。如果从吐出机构部1001前端的吐出部1101吐出膏1009，则通过该吐出力将图案形成用掩模1011推出到被图案形成物1006侧，即使非接触的状态地设置，也有可能接触。因此，从吸附部1401中设置的洞部1413的前端通过引压(负压)吸引图案形成用掩模1011而防止图案形成用掩模1011下降到被图案形成物1006侧。从吐出机构部1001前端的吐出部1101吐出的膏1009需要抵消吐出力的等级的吸引力。
另外，通过在吐出机构构件1120的驱动方向前后配设吸附机构构件1140，能够可靠地非接触地保持图案形成用掩模1011和被图案形成物1006。对于通过吸附部1401中设置的洞部1413产生的吸引力，需要通过图案形成用掩模1011中使用的网格1062的强度(与图案形成用掩模1011的张紧相关)、从吐出机构部1001前端的吐出部1101吐出的膏1009的吐出力调整。
作为图案形成用掩模1011，通过与在上述实施例5中使用的情况同样的方法来形成，在该图案形成用掩模1011中，在所露出的金属网格1062以及乳剂1061的表面，形成疏液性高的碳氢化合物膜1063，提高了从图案形成用掩模1011的开口部向被图案形成物1006的膏1009的脱模性。
在上述实施例1至5中，图案形成用掩模1011和被图案形成物1006接触，所以根据乳剂的厚度，对转印的膏图案的形状造成影响。在本实施例6中，图案形成用掩模1011和被图案形成物1006非接触，所以不依赖于乳剂的厚度，而能够通过膏1009的吐出压、吐出机构的驱动速度等控制膏图案形状。
另外，与在上述说明的实施例1至5中说明的情况同样地，在本实施例中，也在1对吐出部1101的表面，形成疏液性高的碳氢化合物膜1123，提高膏1009的滚压性，而提高了向图案形成用掩模1011的开口部的填充性。
进而，在吸附部1401的前端，与吐出部1101同样地，形成聚氨基甲酸乙酯树脂1411，在其表面，形成疏液性高的碳氢化合物膜1412，而降低了与图案形成用掩模1011的上侧表面的摩擦性。
在形成导体布线的膏中，混合了导体材料的银粒子和有机粘合剂成分以及有机溶剂。在图案形成后的干燥工序中，有机溶剂飞散，体积减少。另外，根据膏，在高温下烧成，在该情况下，有机粘合剂也消失，体积减少。
为了得到期望的布线电阻，需要降低导体材料的固有电阻，但除此以外还需要增加导体布线的剖面积。另外，通过使布线宽变窄而使照射阳光的面积变宽，能够提高变换效率。
根据本实施例，能够追随太阳能电池元件用晶片1041的厚度偏差，而追随太阳能电池元件用晶片1041的表面中形成的纹理(凹凸)1042，所以能够将膏1009从图案形成用掩模1011的开口部以非接触方式在太阳能电池元件用晶片1041的表面形成膏图案1462。图案形成用掩模1011和被图案形成物1006非接触，所以向图案形成用掩模1011的背面的膏1009背周围消失，能够防止太阳能电池元件用晶片1041的表面的膏图案1462宽度方向的渗出。因此，太阳能电池元件用晶片1041的表面的有效的阳光受光面积变宽，能够提高变换效率。
根据本实施例，为了得到期望的布线电阻，一次的图案形成就充分，无需多次重复进行用于图案形成的高精度的对位，所以并非在1个工序中将太阳能电池元件用晶片1041逐张设置而进行图案形成，而能够同时对多张进行图案形成。其结果，不仅良好地形成电极布线，而且生产节拍缩短，生产性提高。
在图案形成用掩模1011的乳剂开口部的露出的金属网格1062以及乳剂1061的表面形成了疏液性高的碳氢化合物膜1063，所以在图案形成用掩模1011的乳剂开口部的内部，未残留膏。通过在图案形成用掩模1011的金属网格1062以及乳剂1061的露出部中形成碳氢化合物膜1063而赋予疏液性，膏1009从金属网格1062以及乳剂1061的脱模性提高。
在图21以及图22所示的结构中，对于1对聚氨基甲酸乙酯树脂1121，相互平行且相对被图案形成物1006垂直地安装，但也可以如实施例1至5所示，相对被图案形成物1006倾斜地安装。另外，也可以如本实施例那样相互平行且相对被图案形成物6垂直地安装实施例1至5所示的吐出部101。
虽然如以上那样说明了本发明的实施方式，但本领域技术人员能够根据上述说明进行各种代替例、修正或者变形，本发明在不脱离其要旨的范围内包括上述各种代替例、修正或者变形。
本发明可在不背离其精神或实质特性的情况下以其他的具体形式实现。本实施例因此在所有方面被认为是说明性的而非限制性的，本发明的范围由随附的权利要求而非由前述描述来指示，并且落入权利要求的等同物的含义和范围内的所有改变因此意欲被包含于此。

Claims (14)

1.一种图案形成装置，其特征在于包括：
掩模保持部，保持图案形成用的掩模；
工作台部，载置要图案形成的试样，并使该试样上下移动而接近/后退所述掩模保持部中保持的所述掩模；
膏吐出部，具备经由所述掩模在所述工作台部中载置的试样中形成膏的图案的吐出机构；以及
吐出机构驱动部，使该膏吐出部的吐出机构沿着所述掩模往返移动，
其中，所述膏吐出单元具备1对所述吐出机构，该1对吐出机构被对向安装，在该对向安装的1对吐出机构中的对图案形成作出贡献的一侧的吐出机构中，相比于在将该1对吐出机构推压到所述掩模时与所述掩模接触的位置针对图案形成时的移动方向在前方形成有凹部，该凹部形成为该凹部的和与所述掩模接触的一侧的端部相反一侧的端部向所述掩模的一侧突出并且在与所述掩模之间隔开间隙，进而所述膏吐出单元具备对所述1对吐出机构之间供给所述膏的膏供给机构。
2.根据权利要求1所述的图案形成装置，其特征在于：对于所述膏吐出部的所述1对吐出机构的各个，至少包括所述凹部的该吐出机构的前端部的表面具有疏液性。
3.根据权利要求1所述的图案形成装置，其特征在于：所述吐出机构的前端部的凹部在与所述掩模之间形成在所述图案形成时所述吐出机构被推压到所述掩模的状态下，在通过所述吐出机构驱动部驱动时所述膏在所述凹部的内部滚压那样的空间。
4.根据权利要求1所述的图案形成装置，其特征在于还包括：
掩模吸引单元，
该掩模吸引单元在将所述膏吐出部的所述1对吐出机构推压到所述掩模时，将所述掩模吸引到所述膏吐出部的一侧。
5.根据权利要求4所述的图案形成装置，其特征在于：在所述膏吐出部的所述1对吐出机构的前后，配置有1对所述掩模吸引单元。
6.根据权利要求1所述的图案形成装置，其特征在于：所述吐出机构形成为包括具有导电性的材料、和以氨基甲酸乙酯为主成分的树脂。
7.一种图案形成方法，其特征在于包括以下步骤：
使要图案形成的试样紧贴或者接近到图案形成用的掩模，
在向所述掩模推压了1对吐出机构的状态下，在该1对吐出机构之间的所述掩模上加压而供给膏的同时使该1对吐出机构相对所述掩模在一个方向上移动，
在该1对吐出机构的向一个方向的移动结束了的状态下，将所述试样从所述掩模撕下，从而将所述掩模中形成的图案转印到所述试样，而在所述试样上用膏形成图案，
其中，在对涂覆了所述膏的掩模推压所述1对吐出机构的同时使该1对吐出机构在一个方向上移动，从而在所述1对吐出机构中的向所述一个方向移动时的后方的一侧的吐出机构的推压到所述掩模的面中形成的凹部和所述掩模之间所形成的空间中存下所述供给的膏的同时将所述掩模中形成的图案转印到所述试样上而用所述膏形成图案。
8.根据权利要求7所述的图案形成方法，其特征在于：所述吐出机构的推压到所述掩模的面中形成的凹部被疏液性的膜包覆，使在被该疏液性的膜包覆的凹部和所述掩模之间所形成的空间中存下的膏在该凹部和所述掩模所形成的空间的内部中沿着包覆所述凹部的表面的疏液性的膜滚压的同时进行图案形成。
9.根据权利要求7所述的图案形成方法，其特征在于：作为所述掩模，使用用金属板形成的掩模或者用金属网格形成的掩模中的某一个。
10.根据权利要求8所述的图案形成方法，其特征在于：作为所述掩模，使用在金属网格上使乳剂附着形成并用疏液性的膜包覆了表面的掩模。
11.根据权利要求8所述的图案形成方法，其特征在于：在对涂覆了所述膏的掩模推压吐出机构的同时使该吐出机构在一个方向上移动而在该吐出机构中形成的所述表面具有疏液性的凹部和所述掩模所形成的空间中存下膏的同时进行图案形成，从而向所述试样中形成的通孔的内部填充所述膏，并且在所述试样的表面用所述膏形成图案。
12.根据权利要求7所述的图案形成方法，其特征在于：在对涂覆了所述膏的掩模推压所述1对吐出机构的同时使该1对吐出机构在一个方向上移动，从而将所述掩模中形成的图案转印到所述试样上而用所述膏形成图案的工序中，在将所述1对吐出机构推压到所述掩模时在所述1对吐出机构的所述移动的方向的前后将所述掩模吸引到所述吐出机构的一侧的同时将所述掩模中形成的图案转印到所述试样上而用所述膏形成图案。
13.根据权利要求7所述的图案形成方法，其特征在于：所述试样是太阳能电池元件，在加压而供给所述膏的同时使所述1对吐出机构针对所述掩模在一个方向上移动，从而将所述掩模中形成的所述太阳能电池元件的栅电极布线图案和汇流电极布线图案转印到所述太阳能电池元件的表面。
14.根据权利要求7所述的图案形成方法，其特征在于：所述试样是背面相接型太阳能电池元件，在加压而供给所述膏的同时使所述1对吐出机构针对所述掩模在一个方向上移动，从而将所述掩模中形成的图案转印到所述太阳能电池元件的背面而在所述背面相接型太阳能电池元件的背面用所述膏形成电极布线图案，并且向将所述背面相接型太阳能电池元件的背面和表面连接起来的贯通孔的内部填充所述膏。
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PB01 Publication
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