JP2011198982A - Pattern-forming device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology for forming a pattern having a high aspect ratio by reducing a time from coating to light irradiation in a pattern-forming device for forming a pattern by curing a coating liquid applied to a substrate using light.SOLUTION: An optical fiber cable 55 is embedded into a wall at the bottom of a tank 51 in a coating head 5. While the substrate W is moved in a direction Ds, the coating liquid (conductive paste) stored in a liquid well space SP is pressurized and discharged from a discharge nozzle 52 for being applied to the substrate W. Light from a light source unit 7 is applied to the coating liquid from a lower surface of the coating head 5 via the optical fiber 55 to photo-cure the coating liquid. By applying light to a position adjacent to a discharge port 521, an electrode pattern in which a time from coating to light irradiation is short and an aspect ratio is high can be obtained.

Description

この発明は、基板上に電極などのパターンを形成する装置に関するものであり、例えば太陽電池基板などの光電変換素子の光電変換面に電極パターンを形成する装置に関する。   The present invention relates to an apparatus for forming a pattern such as an electrode on a substrate, for example, an apparatus for forming an electrode pattern on a photoelectric conversion surface of a photoelectric conversion element such as a solar cell substrate.

基板上に所定のパターンを形成する技術としては、パターン材料を含む塗布液をノズルから連続的に吐出させて基板にパターンを描画する方法がある。例えば、本願出願人が先に開示した特許文献１に記載の技術では、基板に対し一方向に相対移動するノズルから光硬化性樹脂を含むペースト状のパターン形成材料を吐出させて基板に塗布し、光照射部から紫外線を照射することによって樹脂を硬化させて基板上にパターン形成を行っている。このように、ノズルから吐出された直後の塗布液を光照射によって硬化させることで、幅が細く高さのあるパターンを形成することが可能である。   As a technique for forming a predetermined pattern on a substrate, there is a method of drawing a pattern on a substrate by continuously discharging a coating liquid containing a pattern material from a nozzle. For example, in the technique described in Patent Document 1 previously disclosed by the applicant of the present application, a paste-like pattern forming material containing a photocurable resin is ejected from a nozzle that moves in one direction relative to the substrate and applied to the substrate. The pattern is formed on the substrate by curing the resin by irradiating ultraviolet rays from the light irradiation section. Thus, by curing the coating liquid immediately after being discharged from the nozzle by light irradiation, it is possible to form a pattern with a narrow width and a high height.

上記した特許文献１に記載の技術を、例えば太陽電池などの光電変換素子の電極形成に応用することが考えられる。例えば特許文献２に記載の技術においては、太陽電池の光電変換面に、フィンガー電極とも称される多数の細い電極と、これらを横断するバス電極とも称される幅広の電極とが形成される。このような電極の形成に上記技術を適用することで、アスペクト比の高い電極を得ることが期待される。   It is conceivable to apply the technique described in Patent Document 1 described above to electrode formation of photoelectric conversion elements such as solar cells. For example, in the technique described in Patent Document 2, a large number of thin electrodes, also called finger electrodes, and wide electrodes, also called bus electrodes, are formed on the photoelectric conversion surface of the solar cell. It is expected to obtain an electrode with a high aspect ratio by applying the above technique to the formation of such an electrode.

特開２００３−２０４１３９号公報（例えば、図２）JP 2003-204139 A (for example, FIG. 2) 特開２００５−３５３８５１号公報（例えば、図１）Japanese Patent Laying-Open No. 2005-353851 (for example, FIG. 1)

このような塗布によるパターン形成技術においては、処理のスループットを高めるために、基板の移動方向と交差する方向に多数のノズルを配列し、これらのノズルから一斉に塗布液を吐出させることで、１回の相対移動で多数本のパターンを形成することが考えられる。この場合、各ノズルからの塗布液の吐出量を均一にするためには、大きな液溜め空間に貯留した塗布液を加圧し、この液溜め空間に連通させた各ノズルから塗布液を押し出すように吐出させることが有効である。   In such a pattern formation technique by coating, in order to increase the throughput of processing, a large number of nozzles are arranged in a direction crossing the moving direction of the substrate, and the coating liquid is discharged from these nozzles all at once. It is conceivable to form a large number of patterns by the relative movement of times. In this case, in order to make the discharge amount of the coating liquid from each nozzle uniform, the coating liquid stored in a large liquid storage space is pressurized, and the coating liquid is pushed out from each nozzle communicated with the liquid storage space. It is effective to discharge.

しかしながら、このようにすると、液溜め空間を形成するタンク筐体のサイズが大きくなり、光照射部をノズルに近接配置することが難しくなり、結果的に塗布から光照射までの時間差が大きくなってアスペクト比の高いパターンを得られなくなってしまう。   However, this increases the size of the tank housing that forms the liquid storage space, making it difficult to place the light irradiation unit close to the nozzle, resulting in a large time difference from application to light irradiation. A pattern with a high aspect ratio cannot be obtained.

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基板上に塗布した塗布液を光により硬化させて電極などのパターンを形成するパターン形成装置において、塗布から光照射までの時間を短くしてアスペクト比の高いパターンを形成することのできる技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and in a pattern forming apparatus for forming a pattern such as an electrode by curing a coating solution applied on a substrate with light, the aspect from the coating to the light irradiation is shortened. An object is to provide a technique capable of forming a pattern having a high ratio.

この発明にかかるパターン形成装置は、上記目的を達成するため、基板を保持する基板保持部と、ペースト状の塗布液を貯留するための連続した液溜め空間を内部に有するとともに、それぞれが該液溜め空間と連通する複数の吐出口を下面に設けられた筐体部と、前記液溜め空間に貯留された前記塗布液を加圧して前記複数の吐出口から前記塗布液を前記基板保持部に保持された前記基板に向けて連続的に吐出させる加圧部と、前記筐体部の側面または上面に設けられた光入射部に光を入射させる光源と、前記筐体部の壁体内を貫通して設けられ、前記光入射部に入射した光を前記吐出口に隣接する前記筐体部下面の吐出口隣接位置まで案内して前記基板に塗布された前記塗布液に光を照射する導光部材と、前記筐体部と前記基板保持部に保持された前記基板とを相対移動させる移動部とを備えることを特徴としている。   In order to achieve the above object, a pattern forming apparatus according to the present invention has a substrate holding portion for holding a substrate and a continuous liquid reservoir space for storing a paste-like coating liquid inside, A housing part provided on the lower surface with a plurality of discharge ports communicating with the reservoir space, and pressurizing the coating liquid stored in the liquid reservoir space to supply the coating liquid from the plurality of discharge ports to the substrate holding unit A pressurizing part that continuously discharges toward the held substrate, a light source that makes light incident on a light incident part provided on a side surface or an upper surface of the casing part, and a wall body of the casing part. A light guide that guides the light incident on the light incident portion to a position adjacent to the discharge port on the lower surface of the casing adjacent to the discharge port and irradiates the coating liquid applied to the substrate with light. Member, the housing part and the substrate holding part. It is characterized in that it comprises a moving unit for relatively moving the substrate that has been.

このように構成された発明では、筐体部側面または上面の光入射部に入射された光が、筐体部の壁体内に設けられた導光部材を通って下面の吐出口隣接位置から基板に塗布された塗布液に照射される。このように、入射光が筐体部の壁体内に設けた導光部材によって吐出口隣接位置まで案内されることで、吐出口から吐出され基板に塗布された塗布液に対し、短い時間差で光を照射することができ、アスペクト比の高いパターンを形成することができる。   In the invention configured as described above, the light incident on the light incident portion on the side surface or the upper surface of the housing portion passes through the light guide member provided in the wall of the housing portion, and the substrate from the position adjacent to the discharge port on the lower surface. Irradiated to the coating solution applied to. In this way, the incident light is guided to the position adjacent to the discharge port by the light guide member provided in the wall of the housing unit, so that the light with a short time difference is applied to the coating liquid discharged from the discharge port and applied to the substrate. And a pattern having a high aspect ratio can be formed.

ここで、複数の吐出口は、移動部による筐体部と基板との相対移動方向に交差する方向に列状に配置されていてもよい。このようにすると、筐体部と基板との１回の相対移動で互いに平行な多数の線状のパターンを形成することができる。   Here, the plurality of discharge ports may be arranged in a row in a direction intersecting the relative movement direction of the housing unit and the substrate by the moving unit. In this way, a large number of linear patterns parallel to each other can be formed by a single relative movement of the casing and the substrate.

また、例えば、導光部材は、筐体部の壁体内部を通って光入射部から吐出口隣接位置まで延設された複数の光ファイバーを有し、吐出口隣接位置で光ファイバーの端面から下向きに光を出射する構成としてもよい。このような構成では、光入射部から入射された光が光ファイバーによって吐出口隣接位置まで案内されるので、光の損失が少なく、また必要に応じて光の経路を曲げることが可能である。   In addition, for example, the light guide member includes a plurality of optical fibers that extend from the light incident portion to the position adjacent to the discharge port through the inside of the wall of the housing unit, and faces downward from the end surface of the optical fiber at the position adjacent to the discharge port. It is good also as a structure which radiate | emits light. In such a configuration, since the light incident from the light incident portion is guided to the position adjacent to the discharge port by the optical fiber, the loss of light is small, and the light path can be bent as necessary.

この場合において、例えば、吐出口隣接位置では、複数の光ファイバーの端面が複数の吐出口の配設方向に沿って列状に配置されていてもよい。このようにすると、複数の吐出口からそれぞれ吐出される塗布液の全体に対して光を照射することができる。   In this case, for example, the end faces of the plurality of optical fibers may be arranged in a line along the arrangement direction of the plurality of discharge ports at the position adjacent to the discharge ports. If it does in this way, light can be irradiated with respect to the whole coating liquid each discharged from a some discharge outlet.

また、例えば、筐体部は、基板保持部に保持された基板に向かう方向を軸方向とし底面に複数の吐出口が穿設されたシリンジであってもよい。このような構成では、シリンジ内の塗布液を加圧することによって各吐出口でほぼ均一な吐出圧を得ることができ、各吐出口から吐出される塗布液の量を均一化することができる。   Further, for example, the casing may be a syringe having a direction toward the substrate held by the substrate holding unit as an axial direction and a plurality of discharge ports formed in the bottom surface. In such a configuration, a substantially uniform discharge pressure can be obtained at each discharge port by pressurizing the coating solution in the syringe, and the amount of the coating solution discharged from each discharge port can be made uniform.

この発明にかかるパターン形成装置によれば、下面に複数の吐出口が設けられ内部に塗布液を貯留する筐体部の壁体内を通って光が案内されるため、吐出口の近くで塗布液に光を照射することができ、塗布液の塗布から光照射までを短時間で行うことが可能となり、アスペクト比の高いパターンを形成することができる。   According to the pattern forming apparatus of the present invention, since the light is guided through the wall of the housing portion in which a plurality of discharge ports are provided on the lower surface and stores the coating liquid, the coating liquid is close to the discharging port. It is possible to irradiate light, and it is possible to perform from application of the coating liquid to light irradiation in a short time, and a pattern with a high aspect ratio can be formed.

この発明にかかるパターン形成装置の一実施形態を示す図である。It is a figure which shows one Embodiment of the pattern formation apparatus concerning this invention. 塗布ヘッド部の外観を示す図である。It is a figure which shows the external appearance of a coating head part. 塗布ヘッド部の内部構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the internal structure of a coating head part. タンク壁体内での光ファイバーケーブルの配設状態を示す図である。It is a figure which shows the arrangement | positioning state of the optical fiber cable in a tank wall. この装置による電極パターン形成の様子を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the mode of electrode pattern formation by this apparatus.

図１はこの発明にかかるパターン形成装置の一実施形態を示す図である。このパターン形成装置１は、例えば表面に光電変換層を形成された単結晶シリコンウエハなどの基板Ｗ上に導電性を有する電極配線のパターンを形成し、例えば太陽電池として利用される光電変換デバイスを製造する装置である。この装置１は、例えば光電変換デバイスの光入射面に集電電極を形成するという用途に好適に使用することができる。   FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a pattern forming apparatus according to the present invention. The pattern forming apparatus 1 forms a pattern of conductive electrode wiring on a substrate W such as a single crystal silicon wafer having a photoelectric conversion layer formed on the surface thereof, for example, a photoelectric conversion device used as a solar cell. It is a device to manufacture. The apparatus 1 can be suitably used for an application in which a collecting electrode is formed on a light incident surface of a photoelectric conversion device, for example.

このパターン形成装置１では、基台１１上にステージ移動機構２が設けられ、基板Ｗを保持するステージ３がステージ移動機構２により図１に示すＸ−Ｙ平面（水平面）内で移動可能となっている。基台１１にはステージ３を跨ぐようにしてフレーム１２１が固定され、フレーム１２１には塗布ヘッド部５が取り付けられる。塗布ヘッド部５の構造については後で詳しく説明する。   In this pattern forming apparatus 1, a stage moving mechanism 2 is provided on a base 11, and a stage 3 that holds a substrate W can be moved in the XY plane (horizontal plane) shown in FIG. 1 by the stage moving mechanism 2. ing. A frame 121 is fixed to the base 11 so as to straddle the stage 3, and the coating head unit 5 is attached to the frame 121. The structure of the coating head unit 5 will be described in detail later.

ステージ移動機構２は、下段からステージ３をＸ方向に移動させるＸ方向移動機構２１、Ｙ方向に移動させるＹ方向移動機構２２、および、Ｚ方向（鉛直方向）を向く軸を中心に回転させるθ回転機構２３を有する。Ｘ方向移動機構２１は、モータ２１１にボールねじ２１２が接続され、さらに、Ｙ方向移動機構２２に固定されたナット２１３がボールねじ２１２に取り付けられた構造となっている。ボールねじ２１２の上方にはガイドレール２１４が固定され、モータ２１１が回転すると、ナット２１３とともにＹ方向移動機構２２がガイドレール２１４に沿ってＸ方向に滑らかに移動する。   The stage moving mechanism 2 is rotated around an X direction moving mechanism 21 that moves the stage 3 in the X direction from the lower stage, a Y direction moving mechanism 22 that moves in the Y direction, and an axis that faces the Z direction (vertical direction). A rotation mechanism 23 is provided. The X-direction moving mechanism 21 has a structure in which a ball screw 212 is connected to a motor 211 and a nut 213 fixed to the Y-direction moving mechanism 22 is attached to the ball screw 212. When the guide rail 214 is fixed above the ball screw 212 and the motor 211 rotates, the Y-direction moving mechanism 22 moves smoothly along the guide rail 214 in the X direction along with the nut 213.

Ｙ方向移動機構２２もモータ２２１、ボールねじ機構およびガイドレール２２４を有し、モータ２２１が回転するとボールねじ機構によりθ回転機構２３がガイドレール２２４に沿ってＹ方向に移動する。θ回転機構２３はモータ２３１によりステージ３をＺ方向を向く軸を中心に回転させる。以上の構成により、塗布ヘッド部５の基板Ｗに対する相対的な移動方向および向きが変更可能とされる。ステージ移動機構２の各モータは制御部６により制御される。   The Y-direction moving mechanism 22 also has a motor 221, a ball screw mechanism, and a guide rail 224. When the motor 221 rotates, the θ-rotation mechanism 23 moves in the Y direction along the guide rail 224 by the ball screw mechanism. The θ rotation mechanism 23 rotates the stage 3 about the axis facing the Z direction by the motor 231. With the above configuration, the relative moving direction and orientation of the coating head unit 5 with respect to the substrate W can be changed. Each motor of the stage moving mechanism 2 is controlled by the control unit 6.

図２は塗布ヘッド部の外観を示す図である。また、図３は塗布ヘッド部の内部構造を示す断面図である。より詳しくは、図２（ａ）は塗布ヘッド部５をＸ方向から見た図であり、図２（ｂ）は塗布ヘッド部５の底面を下方から見た図である。また、図３（ａ）はＹ方向から見た塗布ヘッド部５の断面図であり、図３（ｂ）はＸ方向から見た塗布ヘッド部５の断面図である。   FIG. 2 is a view showing the appearance of the coating head section. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the internal structure of the coating head. More specifically, FIG. 2A is a view of the coating head portion 5 as viewed from the X direction, and FIG. 2B is a view of the bottom surface of the coating head portion 5 as viewed from below. 3A is a cross-sectional view of the coating head portion 5 viewed from the Y direction, and FIG. 3B is a cross-sectional view of the coating head portion 5 viewed from the X direction.

塗布ヘッド部５は、光を透過しない材料、例えばステンレスやアルミニウムにより、底面を有する筒状に形成されており、内部が塗布液を貯留するための液溜め空間ＳＰとなったタンク５１を有している。タンク５１の下面５１ａには、液溜め空間ＳＰと連通する吐出口５２１を有する吐出ノズル５２がＹ方向に複数並べて設けられている。この例では１０個の吐出ノズル５２がＹ方向に一列に配列されているが、吐出ノズルの個数はこれに限定されず任意であり、また複数列やいわゆる千鳥配置の吐出ノズルを有してもよい。またその配列方向も、Ｙ軸方向とは異なる方向であってもよい。   The coating head portion 5 is formed in a cylindrical shape having a bottom surface from a material that does not transmit light, such as stainless steel or aluminum, and has a tank 51 that is a liquid reservoir space SP for storing the coating liquid inside. ing. On the lower surface 51 a of the tank 51, a plurality of discharge nozzles 52 having discharge ports 521 communicating with the liquid storage space SP are arranged in the Y direction. In this example, ten discharge nozzles 52 are arranged in a line in the Y direction. However, the number of discharge nozzles is not limited to this, and any number of discharge nozzles or so-called staggered discharge nozzles may be provided. Good. The arrangement direction may also be a direction different from the Y-axis direction.

タンク５１の内部にはピストン５３が挿入されており、ピストン５３は制御部６により駆動制御されるアクチュエータ５４によってＺ方向に昇降自在となっている。すなわち、タンク５１とピストン５３とは制御部６によって制御されるシリンジを構成している。タンク５１の内壁とピストン５３とで囲まれた液溜め空間ＳＰは塗布液によって満たされている。制御部６からの制御指令によりアクチュエータ５４が作動しピストン５３が押し下げられると、液溜め空間ＳＰに貯留された塗布液が加圧されて各吐出ノズル５２の吐出口５２１から押し出される。図３（ａ）に示すように、タンク５１の底部内壁５１１は吐出口５２１に向かって傾斜するテーパー状に仕上げられており、タンク内の塗布液が最後まで無駄なく吐出口５２１に送り込まれるようになっている。   A piston 53 is inserted into the tank 51, and the piston 53 can be raised and lowered in the Z direction by an actuator 54 that is driven and controlled by the control unit 6. That is, the tank 51 and the piston 53 constitute a syringe controlled by the control unit 6. A liquid storage space SP surrounded by the inner wall of the tank 51 and the piston 53 is filled with the coating liquid. When the actuator 54 is operated by the control command from the control unit 6 and the piston 53 is pushed down, the coating liquid stored in the liquid storage space SP is pressurized and pushed out from the discharge ports 521 of the discharge nozzles 52. As shown in FIG. 3A, the bottom inner wall 511 of the tank 51 is tapered so as to incline toward the discharge port 521 so that the coating liquid in the tank is sent to the discharge port 521 without waste until the end. It has become.

塗布液としては、導電性および光硬化性を有し、例えば導電性粒子、有機ビヒクル（溶剤、樹脂、増粘剤等の混合物）および光重合開始剤を含むペースト状の混合液を用いることができる。導電性粒子は電極の材料たる例えば銀粉末であり、有機ビヒクルは樹脂材料としてのエチルセルロースと有機溶剤を含む。また、塗布液の粘度は、光照射による硬化処理を実行する前において例えば５０Ｐａ・ｓ（パスカル秒）以下で、硬化処理を実行した後は３５０Ｐａ・ｓ以上になることが好ましい。   As the coating solution, a paste-like mixed solution having conductivity and photocurability, for example, containing conductive particles, an organic vehicle (a mixture of solvent, resin, thickener, etc.) and a photopolymerization initiator is used. it can. The conductive particles are, for example, silver powder as a material of the electrode, and the organic vehicle contains ethyl cellulose as a resin material and an organic solvent. Further, the viscosity of the coating solution is preferably, for example, 50 Pa · s (pascal second) or less before performing the curing process by light irradiation, and is preferably 350 Pa · s or more after performing the curing process.

このようなペースト状の塗布液においては、せん断応力が加わることによって一時的にその粘度が変化する性質があり、各吐出口５２１近傍における塗布液の粘度のばらつきが吐出量の差になって現れやすい。本実施形態の塗布ヘッド部５では、単純な円筒形状のシリンジの底面、特にその側壁から離隔した中央部に複数の吐出口５２１を設けることにより、各吐出口５２１近傍での塗布液の粘度のばらつきを抑えて、各吐出口５２１から均等に塗布液を吐出することが可能となる。   Such a paste-like coating liquid has a property that its viscosity temporarily changes when shearing stress is applied, and variation in the viscosity of the coating liquid in the vicinity of each discharge port 521 appears as a difference in discharge amount. Cheap. In the coating head unit 5 of the present embodiment, by providing a plurality of discharge ports 521 at the bottom surface of a simple cylindrical syringe, particularly at the central portion separated from the side wall, the viscosity of the coating liquid near each discharge port 521 is reduced. It is possible to uniformly discharge the coating liquid from the respective discharge ports 521 while suppressing variations.

この装置１では、ステージ移動機構２により基板Ｗを図１の矢印方向Ｄｓに移動させながら、上記した塗布液を塗布ヘッド部５の各吐出口５２１から吐出させることで、基板Ｗに塗布液を塗布することができる。この例では、基板Ｗの移動方向ＤｓはＸ方向である。   In this apparatus 1, the coating liquid is ejected from the ejection ports 521 of the coating head unit 5 while moving the substrate W in the arrow direction Ds of FIG. Can be applied. In this example, the moving direction Ds of the substrate W is the X direction.

また、図１に示すように、この実施形態では、制御部６からの制御指令に応じて光（例えばＵＶ光）を発生する光源ユニット７が設けられている。そして、図１および図３（ａ）に示すように、タンク５１の外壁側面のうち基板Ｗの移動方向Ｄｓにおいて下流側（これらの図において右方）の下部に、光源ユニット７から延びる光ファイバーケーブル７１を接続するための接続部５１２が設けられている。光源ユニット７から発生された光は光ファイバーケーブル７１を介して接続部５１２へ案内される。   Moreover, as shown in FIG. 1, in this embodiment, the light source unit 7 which generates light (for example, UV light) according to the control command from the control part 6 is provided. As shown in FIGS. 1 and 3A, an optical fiber cable extending from the light source unit 7 to the lower part of the outer wall side surface of the tank 51 on the downstream side (right side in these drawings) in the moving direction Ds of the substrate W. A connecting portion 512 for connecting 71 is provided. Light generated from the light source unit 7 is guided to the connection portion 512 via the optical fiber cable 71.

タンク５１の底部壁体内には、別の光ファイバーケーブル５５が予め埋め込まれており、接続部５１２では、光ファイバーケーブル５５の一方端面５５ａが露出している。したがって、光源ユニット７からの光は、接続部５１２において光ファイバーケーブル７１から光ファイバーケーブル５５の一方端面５５ａに入射される。こうして光が塗布ヘッド部５に導入される。   Another optical fiber cable 55 is embedded in advance in the bottom wall of the tank 51, and one end face 55 a of the optical fiber cable 55 is exposed at the connection portion 512. Therefore, the light from the light source unit 7 enters the one end face 55 a of the optical fiber cable 55 from the optical fiber cable 71 at the connection portion 512. In this way, light is introduced into the coating head unit 5.

図４はタンク壁体内での光ファイバーケーブルの配設状態を示す図である。光ファイバーケーブル５５は極細の光ファイバー５５１を多数束ねたものであり、接続部５１２側では、これらの光ファイバー５５１が束ねられた状態となっている。一方、接続部５１２とは反対側ではこの結束が解かれており、各光ファイバー５５１がＹ方向に略一様に分散された状態でタンク５１下面の吐出口５２１に隣接する位置Ｒにまで延びている。このため、図２（ｂ）に示すように、タンク５１を下から見ると、１本１本の光ファイバー５５１の端面５５１ｂが吐出ノズル５２に隣接する位置Ｒで露出している。   FIG. 4 is a view showing an arrangement state of the optical fiber cable in the tank wall. The optical fiber cable 55 is a bundle of many ultrafine optical fibers 551, and these optical fibers 551 are bundled on the connection portion 512 side. On the other hand, on the side opposite to the connection portion 512, this binding is released, and each optical fiber 551 extends to a position R adjacent to the discharge port 521 on the lower surface of the tank 51 in a state where each optical fiber 551 is dispersed substantially uniformly in the Y direction. Yes. Therefore, as shown in FIG. 2B, when the tank 51 is viewed from below, the end surface 551 b of each optical fiber 551 is exposed at a position R adjacent to the discharge nozzle 52.

このため、光源ユニット７から発せられる光は、光ファイバーケーブル７１および５５を経由して最終的に各光ファイバー５５１の端面５５１ｂから下向きに出射される。この光は基板Ｗに塗布された塗布液に照射されることで塗布液を硬化させる機能を果たす。各光ファイバー５５１はＹ方向に分散されることで光の照射範囲はＹ方向に細長く広げられているので、Ｙ方向に配列された各吐出口５２１のそれぞれから吐出される塗布液に均等に光を照射することができる。   For this reason, the light emitted from the light source unit 7 is finally emitted downward from the end face 551b of each optical fiber 551 via the optical fiber cables 71 and 55. This light is applied to the coating solution applied to the substrate W to function to cure the coating solution. Since each optical fiber 551 is dispersed in the Y direction and the light irradiation range is elongated in the Y direction, light is evenly applied to the coating liquid discharged from each discharge port 521 arranged in the Y direction. Can be irradiated.

図５はこの装置による電極パターン形成の様子を模式的に示す図である。図５（ａ）に示すように、この装置１では、ステージ移動機構２により、ステージ３に載置された基板Ｗを矢印方向Ｄｓに移動させる。そして、アクチュエータ５４でピストン５３を下方に押し込むことで液溜め空間ＳＰ内に貯留された塗布液を加圧し、タンク５１下面の吐出ノズル５２の吐出口５２１から塗布液を吐出させる。これにより、塗布液Ｐが基板Ｗ上でＸ方向に延びるストライプ状に塗布される。   FIG. 5 is a diagram schematically showing how an electrode pattern is formed by this apparatus. As shown in FIG. 5A, in the apparatus 1, the stage moving mechanism 2 moves the substrate W placed on the stage 3 in the arrow direction Ds. Then, the piston 54 is pushed downward by the actuator 54 to pressurize the coating liquid stored in the liquid storage space SP, and the coating liquid is discharged from the discharge port 521 of the discharge nozzle 52 on the lower surface of the tank 51. Thereby, the coating liquid P is applied on the substrate W in a stripe shape extending in the X direction.

そして、基板Ｗに塗布された塗布液Ｐに対しては、光源ユニット７から光ファイバーケーブル７１および５５を介して案内される光Ｌが照射される。その結果、光重合開始剤を含む塗布液Ｐが硬化し、図５（ｂ）に示すように、基板Ｗ上にはＹ方向に互いに離隔し、Ｘ方向に沿って延びる互いに平行なストライプ状の電極パターンＥが形成される。このとき、タンク５１の底部壁体内に埋め込んだ光ファイバーケーブル５５によって光源ユニット７からの光をタンク５１下面の吐出口５２１の近傍位置Ｒまで導いて、タンク５１下面から塗布液Ｐに光照射している。そのため、塗布から光照射までの時間を短くすることができ、断面形状において幅が狭くて高さのある、すなわちアスペクト比の高い電極パターンを形成することができる。   The coating liquid P applied to the substrate W is irradiated with light L guided from the light source unit 7 through the optical fiber cables 71 and 55. As a result, the coating liquid P containing the photopolymerization initiator is cured, and as shown in FIG. 5 (b), the substrate W is striped in parallel to each other in the Y direction and extending in the X direction. An electrode pattern E is formed. At this time, the light from the light source unit 7 is guided to the position R near the discharge port 521 on the lower surface of the tank 51 by the optical fiber cable 55 embedded in the bottom wall of the tank 51, and the coating liquid P is irradiated with light from the lower surface of the tank 51. Yes. Therefore, the time from application to light irradiation can be shortened, and an electrode pattern having a narrow width and high height in the cross-sectional shape, that is, a high aspect ratio can be formed.

また、タンク５１壁体内に光ファイバーケーブル５５を通すことで、吐出ノズル５２と基板Ｗとを近接させて塗布を行うことができるので、微細なパターンの電極を精度よく形成することができる。また、１本１本の光ファイバー５５１は極細であるので曲げることができ、任意の形状に整形して所望の方向に光を導くことが可能であり、しかも光の損失を少なくすることができる。   Further, by passing the optical fiber cable 55 through the wall of the tank 51, it is possible to apply the discharge nozzle 52 and the substrate W close to each other, so that an electrode with a fine pattern can be accurately formed. Further, since each optical fiber 551 is very thin, it can be bent, can be shaped into an arbitrary shape and can guide light in a desired direction, and light loss can be reduced.

以上説明したように、この実施形態では、ステージ３が本発明の「基板保持部」として機能する一方、ステージ移動機構２が本発明の「移動部」として機能している。また、この実施形態では、塗布ヘッド５のタンク５１およびピストン５３がそれぞれ本発明の「筐体部」および「加圧部」として機能している。また、この実施形態では、光源ユニット７および光ファイバーケーブル５５がそれぞれ本発明の「光源」および「導光部材」として機能している。また、接続部５１２が本発明の「光入射部」に相当している。   As described above, in this embodiment, the stage 3 functions as the “substrate holding unit” of the present invention, while the stage moving mechanism 2 functions as the “moving unit” of the present invention. In this embodiment, the tank 51 and the piston 53 of the coating head 5 function as the “casing part” and the “pressurizing part” of the present invention, respectively. In this embodiment, the light source unit 7 and the optical fiber cable 55 function as the “light source” and “light guide member” of the present invention, respectively. The connecting portion 512 corresponds to the “light incident portion” of the present invention.

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態は、内部形状が略円筒であるタンク５１を有しているが、本発明の「筐体部」の内部形状はこれに限定されるものではない。例えば、筐体部内部の断面形状が正方形であったり、Ｙ方向を長手方向とする長方形あるいは長円形であっても構わない。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, although the above embodiment has the tank 51 whose internal shape is a substantially cylindrical shape, the internal shape of the “housing” of the present invention is not limited to this. For example, the cross-sectional shape inside the housing part may be a square, or a rectangle or an oval with the Y direction as the longitudinal direction.

また、上記実施形態では、光源ユニット７からの光をタンク５１の側面から塗布ヘッド部５に導入しているが、これに代えて、タンクの上面から光を入射させ、タンクの側壁内を通って埋め込まれた光ファイバーケーブルによって、光を塗布ヘッド部底面まで導くようにしてもよい。   In the above embodiment, the light from the light source unit 7 is introduced into the coating head unit 5 from the side of the tank 51. Instead, the light is incident from the upper surface of the tank and passes through the inside of the side wall of the tank. The light may be guided to the bottom surface of the coating head portion by an optical fiber cable embedded in the manner described above.

また、上記実施形態では、固定された塗布ヘッド５に対して基板Ｗを移動させることで塗布ヘッド５と基板Ｗとの相対移動を実現しているが、逆に基板Ｗを固定して塗布ヘッド５を移動させるようにしてもよい。また、Ｘ方向への相対移動とＹ方向への相対移動とを適宜組み合わせてもよい。   In the above embodiment, the relative movement between the coating head 5 and the substrate W is realized by moving the substrate W with respect to the fixed coating head 5, but conversely the substrate W is fixed and the coating head is fixed. 5 may be moved. Further, the relative movement in the X direction and the relative movement in the Y direction may be appropriately combined.

また、上記実施形態では、塗布液を吐出するシリンジを構成する筐体部５１の底面５１ａが基板Ｗの上面に対し平行に配置されており、シリンジの軸が略鉛直方向に向いている。しかしながら、このような態様に限定されるものではなく、例えばシリンジの軸を基板に対する相対移動方向に傾けるようにしてもよい。   Moreover, in the said embodiment, the bottom face 51a of the housing | casing part 51 which comprises the syringe which discharges a coating liquid is arrange | positioned in parallel with respect to the upper surface of the board | substrate W, and the axis | shaft of the syringe has faced the substantially perpendicular direction. However, it is not limited to such a mode, and for example, the axis of the syringe may be inclined in the relative movement direction with respect to the substrate.

また、上記実施形態ではシリコン基板上に電極配線を形成して太陽電池としての光電変換デバイスを製造しているが、基板はシリコンに限定されるものではない。例えば、ガラス基板上に形成された薄膜太陽電池や、例えばリチウムイオン全固体電池のような太陽電池以外のデバイスに電極を形成する際にも、本発明を適用することが可能である。さらに、プラズマディスプレイパネルやタッチパネルなどの隔壁（リブ）パターンや電極以外の配線パターンを形成する場合や、ペースト接着剤を所定のパターンに塗布する場合にも、本発明を好適に適用することが可能である。   Moreover, in the said embodiment, although the photoelectric wiring device as a solar cell is manufactured by forming electrode wiring on a silicon substrate, a board | substrate is not limited to silicon. For example, the present invention can also be applied when an electrode is formed on a device other than a solar cell such as a thin film solar cell formed on a glass substrate or a lithium ion all-solid battery. Furthermore, the present invention can be suitably applied to the case where a partition pattern (rib) pattern such as a plasma display panel or a touch panel or a wiring pattern other than an electrode is formed, or when a paste adhesive is applied to a predetermined pattern. It is.

この発明は、基板上にパターンを形成する装置に適用可能であり、特にアスペクト比の高いパターンを必要とされる分野、例えば太陽電池基板上に電極パターンを形成する装置に好適に適用することができる。   The present invention can be applied to an apparatus for forming a pattern on a substrate, and can be suitably applied to a field that requires a pattern having a high aspect ratio, for example, an apparatus for forming an electrode pattern on a solar cell substrate. it can.

２ ステージ移動機構（移動部）
３ ステージ（基板保持部）
５ 塗布ヘッド部
６ 制御部
７ 光源ユニット（光源）
５１ タンク（筐体部）
５２ 吐出ノズル
５５ 光ファイバーケーブル（導光部材）
７１ 光ファイバーケーブル
５１２ 接続部（光入射部）
５２１ 吐出口
５５１ 光ファイバー
Ｗ 基板 2 Stage moving mechanism (moving part)
3 Stage (substrate holder)
5 Coating head part 6 Control part 7 Light source unit (light source)
51 Tank (casing)
52 Discharge nozzle 55 Optical fiber cable (light guide member)
71 Optical fiber cable 512 Connection part (light incident part)
521 Discharge port 551 Optical fiber W Substrate

Claims (5)

基板を保持する基板保持部と、
ペースト状の塗布液を貯留するための連続した液溜め空間を内部に有するとともに、それぞれが該液溜め空間と連通する複数の吐出口を下面に設けられた筐体部と、
前記液溜め空間に貯留された前記塗布液を加圧して前記複数の吐出口から前記塗布液を前記基板保持部に保持された前記基板に向けて連続的に吐出させる加圧部と、
前記筐体部の側面または上面に設けられた光入射部に光を入射させる光源と、
前記筐体部の壁体内を貫通して設けられ、前記光入射部に入射した光を前記吐出口に隣接する前記筐体部下面の吐出口隣接位置まで案内して、前記基板に塗布された前記塗布液に光を照射する導光部材と、
前記筐体部と前記基板保持部に保持された前記基板とを相対移動させる移動部と
を備えることを特徴とするパターン形成装置。 A substrate holder for holding the substrate;
A housing part having a continuous liquid reservoir space for storing a paste-like coating liquid therein, and a plurality of discharge ports each communicating with the liquid reservoir space provided on the lower surface,
A pressurizing unit that pressurizes the coating liquid stored in the liquid storage space and continuously discharges the coating liquid from the plurality of ejection ports toward the substrate held by the substrate holding unit;
A light source that makes light incident on a light incident portion provided on a side surface or an upper surface of the housing portion;
Provided penetrating through the wall of the casing, and guided to the position adjacent to the discharge port on the bottom surface of the casing adjacent to the discharge port, and applied to the substrate. A light guide member for irradiating the coating liquid with light;
A pattern forming apparatus comprising: a moving unit configured to relatively move the housing unit and the substrate held by the substrate holding unit. 前記複数の吐出口は、前記移動部による前記筐体部と前記基板との相対移動方向に交差する方向に列状に配置されている請求項１に記載のパターン形成装置。   2. The pattern forming apparatus according to claim 1, wherein the plurality of discharge ports are arranged in a row in a direction intersecting a relative movement direction of the housing unit and the substrate by the moving unit. 前記導光部材は、前記筐体部の壁体内部を通って前記光入射部から前記吐出口隣接位置まで延設された複数の光ファイバーを有し、前記吐出口隣接位置で前記光ファイバーの端面から下向きに光を出射する請求項２に記載のパターン形成装置。   The light guide member includes a plurality of optical fibers that extend from the light incident portion to the position adjacent to the discharge port through the inside of the wall of the housing portion, and from the end surface of the optical fiber at the position adjacent to the discharge port. The pattern forming apparatus according to claim 2, which emits light downward. 前記吐出口隣接位置では、前記複数の光ファイバーの端面が前記複数の吐出口の配設方向に沿って列状に配置されている請求項３に記載のパターン形成装置。   4. The pattern forming apparatus according to claim 3, wherein end faces of the plurality of optical fibers are arranged in a line along the arrangement direction of the plurality of ejection openings at the position adjacent to the ejection openings. 前記筐体部は、前記基板保持部に保持された前記基板に向かう方向を軸方向とし底面に前記複数の吐出口が穿設されたシリンジである請求項１ないし４のいずれかに記載のパターン形成装置。
5. The pattern according to claim 1, wherein the casing is a syringe in which a direction toward the substrate held by the substrate holding unit is an axial direction and the plurality of discharge ports are formed in a bottom surface. 6. Forming equipment.
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