专利名称：图案形成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在基板表面上涂敷包含用于形成图案的材料的涂敷液来形成规定的图案的图案形成装置。
背景技术：
作为在基板上形成规定的图案的技术，具有在基板上涂敷包含用于形成图案的材料的涂敷液并使其固化的技术，至今为止已经提出了很多用于实现该技术的方案。例如专利文献I (日本特开2007-222770号公报)公开了一种能够适用于这种图案形成技术的喷嘴的结构(例如图2)。在该文献所记载的技术中，通过将设置有形成涂敷液的流通路径的凹部或槽的多个部件重合来构成喷嘴前端部，由此能够分解喷嘴，并且通过从外部夹紧并保持这些部件来防止液体从缝隙泄漏。
但是，近年来，越来越追求图案的高高宽比化及图案形成的高速化。即，追求用更短的时间形成图案高度对于宽度的比(高宽比(aspect ratio))高的图案。为此，需要能够向高粘度的涂敷液施加比至今为止更高的压力(例如IMPa以上)来挤压出该高粘度的涂覆液的技术。在上述现有技术的喷嘴构造中，有时不能够充分满足这种要求。具体来说，高的内部压力会导致喷嘴部件略微变形，毛细管现象会导致液体从部件的缝隙间渗出，由此会产生压力损失。因此，有时不能够对从喷出口喷出的涂敷液的剖面形状或喷出量等适当地进行喷出控制。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种图案形成装置，在基板上涂敷涂敷液来形成规定的图案的图案形成技术中，该图案形成装置能够利用高的压力挤压出涂敷液，并适当地进行喷出控制。本发明的图案形成装置，为了达成上述目的，其特征在于，具有基板保持装置，其用于将基板保持为水平姿势，喷出头部，其与所述基板保持装置所保持的所述基板的表面相向配置，且用于喷出包含用于形成图案的材料的涂敷液，移动装置，其通过使所述基板保持装置所保持的所述基板与所述喷出头部进行相对移动，来使所述喷出头部沿着所述基板的表面在规定的扫描移动方向上进行扫描移动；在所述喷出头部上设置有内部积存所述涂敷液的积液部、喷出所述涂敷液的喷出口、从所述积液部向所述喷出口供给所述涂敷液的涂敷液供给路径，在所述喷出头部的下部设置有喷出口配设面和与所述基板表面大致平行的基板相向面，其中，喷出口配设面在所述扫描移动方向上的所述基板相向面的后方侧端部与所述基板相向面相连接，而且离该后方侧端部越远则离所述基板表面越远；所述喷出口设置在所述喷出口配设面上的与所述基板相向面的后方侧端部相邻的位置上，所述涂敷液供给路径的侧壁面及所述喷出口一体形成为一个构件。在这样构成的发明中，从积液部到喷出口的涂敷液供给路径及喷出口一体形成为一个构件。由此，不会产生在多个部件的接缝上渗出涂敷液的问题。因此，能够通过对涂敷液施加从积液部向喷出口的高的压力来压送涂敷液，另外能够抑制由压力损失而引起的喷出不稳定的问题。另外，在喷出头部的下部的喷出口配设面上设置的喷出口形成在与基板相向面的后方侧端部相邻的位置上，该基板相向面与喷出口配设面相连接。因此，在喷出头部与基板表面相向配置的状态下，从喷出口的下端到基板表面的距离与从基板相向面到基板表面的距离大致相同。另外，通过使基板相向面接近基板表面，能够使喷出口的下端非常接近基板表面。因此，从喷出口喷出的涂敷液不经过残留在喷出口周边或者朝向基板落下的过程而立即与基板表面接触，并通过与基板表面的附着力能够停留在与基板表面接触的位置。因此，涂敷液能够流畅地从喷出头部内部向基板表面转移，且易于控制喷出的涂敷液的剖面形状。根据上述结构及其作用效果，在本发明中，能够用高的压力挤压出涂敷液，并且一边适当地进行喷出控制一边涂敷涂敷液。因此，能够高速形成剖面形状和尺寸被适当地控制后的图案。 在本发明中，例如，涂敷液供给路径的侧壁面、基板相向面及喷出口配设面可以一体形成。这样，由于成为一体的上述各部分为包围涂敷液供给路径及喷出口的结构，所以能够形成为耐高压的构造。进而，例如，还可以使喷出头部的内部形成为筒状的中空部，该中空部构成积液部，该中空部的壁面与涂敷液供给路径的侧壁面、基板相向面及喷出口配设面一体形成。这样，成为还包括构成积液部的中空部的壁面的一体结构。因此，由于涂敷液从积液部流到基板表面的过程中部件上没有接缝，进而能够更可靠地达到上述效果。在此，例如，还可以使喷出口与基板相向面之间的距离设为O，S卩，可以将喷出口的边缘部的一部分与基板相向面的后方侧端部一致。由此，能够使从喷出口喷出的涂敷液到达基板表面的时间几乎为O。因此，能够在基板表面上涂敷保留刚从喷出口喷出的剖面形状的涂敷液。另外，例如还可以沿着与扫描移动方向垂直的宽度方向排列有多个喷出口配设面，在各个喷出口配设面上分别设置有喷出口。或者，例如，还可以在喷出口配设面上，沿着与扫描移动方向垂直的宽度方向排列有多个喷出口。在上述结构中，能够从多个喷出口分别喷出涂敷液，从而通过喷出头部一次的扫描移动能够同时形成多个图案。因此，能够缩短在基板上形成图案所需的时间。在这些情况下，还可以沿着宽度方向等间隔地配置多个喷出口，并使基板相向面中的在宽度方向上最外侧的喷出口以外的部分的宽度比相互相邻的喷出口之间的间隔小。在形成多个等间隔的图案的情况下，通过喷出头部的一次扫描移动来形成与喷出口的数量相对应的多个图案，并使喷出头部相对于基板改变在基板宽度方向上的位置来反复进行以上的动作，由此形成多个等间隔的图案。此时，喷出头部有可能会接触到基板上的形成完的图案而损伤图案。特别是，在想要使基板相向面接近基板表面的情况下，更会产生这种问题。但是，以上述结构，由于基板相向面的端部从与形成完的图案相分离的位置通过，所以能够等间隔地形成图案且不损伤图案。另外，例如，还可以将喷出口配设面与基板表面之间的夹角设为在30度以上且60度以下。如果该角度很小，则由于在扫描移动方向上喷出口的后端部与基板表面之间的距离很小限制图案的高度，不适于形成高高宽比的图案。另外，如果该角度很大，则涂敷液供给路径的壁面与基板相向面之间的距离变小。其结果，涂敷液供给路径的壁面变薄从而对涂敷液的压力的耐压性下降。根据本发明的发明人的见解，该角度优选为30度到60度。在本发明中，由于从积液部到喷出口的涂敷液供给路径及喷出口一体形成而成为一个构件，所以不会产生由从部件的接缝渗出涂敷液而引起的压力损失。另外，在喷出头部下部的喷出口配设面中的与基板相向面相邻的位置上设置有喷出口，所以喷出口喷出的涂敷液能够立即接触到基板表面。根据上述结构，本发明能够用高的压力挤压出涂敷液，并且一边适当地进行喷出控制一边涂敷涂敷液。
图I是表示能够适用于本发明的图案形成装置的一个例子的图。
图2是表示喷嘴的外观图。图3A、图3B是表示喷嘴的内部构造的图。图4是表示喷嘴的前端部的详细构造的第一放大图。图5A、图5B、图5C是表示喷嘴的前端部的详细构造的第二放大图。图6是表示形成完的图案与喷嘴经过位置的关系的图。图7A、图7B是表示喷嘴的变形例的图。附图标记说明I 图案形成装置3、4喷出单元14 载台(基板保持装置)15 载台移动机构(移动装置)31 喷嘴(喷出头部)310 突起部310b基板相向面310c喷出口配设面311 喷出口312 涂敷液供给路径CV 中空部(积液部)W 基板
具体实施例方式图I是表示能够适用于本发明的图案形成装置的一个例子的图。在下表面的说明中，为了表示方向，如图I所示，适当使用定义的XYZ直角坐标轴及围绕铅垂方向即Z轴的Θ Z旋转坐标轴。另外，下面，将各坐标轴的箭头方向称为正方向，将各坐标轴的箭头的反方向称为负方向。该图案形成装置1，在例如表面形成有光电转换层的单晶硅晶片等的基板W上形成具有导电性的电极布线图案，来制造例如作为太阳能电池使用的光电转换器件。该装置I能够恰当地应用于例如在光电转换器件的光入射面上形成由指状电极(fingerelectrode)和与指状电极交叉的总线电极(bus electrode)构成的集电极图案。本图案形成装置I具有基台12，在基台12上配置有在上表面上支持基板W的载台14。该载台14借助具有适当的驱动机构的载台移动机构15，能够沿着Y轴方向自由移动且能够沿着Θ z轴方向自由旋转。并且，在图案形成装置I中，在基台12上支持着喷出装置16。该喷出装置16喷出包含用于形成图案的材料的涂敷液，在载台14所支持的基板W上形成图案。具体来说，喷出装置16具有沿X轴方向排列的两个喷出单元3、4。这些喷出单元3、4构成为能够沿着X轴方向自由移动。并且，当喷出单元3、4中的一方选择性地位于载台14沿着Y轴方向的移动路径的上方并喷出涂敷液时，在通过其下方的基板W的表面上形成沿Y轴方向延伸的直线状的图案。涂敷液能够使用导电性膏体，即具有导电性及光固化性的例如包含导电性粒子、 有机载体(organic vehicle)(溶剂、树脂、增稠剂等的混合物)及光聚合弓I发剂的膏状的混合液。导电性粒子是作为电极材料的例如银粉末，有机载体包含作为树脂材料的乙基纤维素和有机溶剂。此外，使用光固化性的涂敷液的理由是在基板W上喷出涂敷液并形成图案之后，通过向该图案照射光来固定图案的形状。另外，喷出装置16具有在载台12的上方支持喷出单元3、4的第一支撑机构5。第一支撑机构5具有支架(gantry) 51、安装在支架51上侧的直动式引导件52、安装在直动式引导件52的滑动台521上的两个弯曲构件522、523。支架51由两根支柱511、512和横梁513构成，其中，所述两根支柱511、512在X轴方向上隔着载台14沿Y轴方向的移动路径而排列配置，所述横梁513架设在这些支柱511、512的上侧并与X轴方向平行。S卩，支架51配置成在X轴方向上跨过载台14沿Y轴方向的移动路径。并且，在支架51的横梁513的上表面安装直动式引导件52。该直动式引导件52的滑动台521经由图中省略的滚珠螺杆机构从设置在直动式引导件52的X轴方向的一端上的马达M52接受驱动力，从而在直动式引导件52的上侧沿X轴方向自由移动。在滑动台521的上表面，沿X轴方向排列安装有将平板弯折90度而成的相同结构的两个弯曲构件522、523。另外，垂直基体53经由弯曲构件522安装在滑动台521上，垂直基体54经由弯曲构件523安装在滑动台521上。这些垂直基体53、54都形成为沿铅垂方向延伸的平板形状，并且配置成与ZX平面平行(换言之，与Y轴方向垂直)。另外，垂直基体53、54各自的上部分别紧固在弯曲构件522、523上，并且垂直基体53、54经过横梁513的Y轴负方向上的侧面一侧，向横梁513的下方延伸。由此，垂直基体53、54配置在横梁513的一侧(Y轴负方向一侧)，并且被横梁513支持为能够沿X轴方向自由移动。另外，在突出到横梁513的下侧的垂直基体53的下部，安装有喷出单元3，同样在垂直基体54的下部安装有喷出单元4。因此，喷出单元3、4分别与垂直基体53、54 —体，沿X轴方向自由移动。喷出单元3向基板W喷出涂敷液来形成指状电极，并且被支撑为相对于Z轴方向向Y轴方向倾斜。因此，喷出单兀3的喷出方向相对于Z轴方向向Y轴方向倾斜。另一方面，喷出单元4向基板W喷出涂敷液来形成总线电极，并且被支撑为与Z轴方向平行。因此，喷出单元4的喷出方向与Z轴负方向平行。此外，对于喷出单元4的支撑方式，能够适当地变更为与喷出单元3相同即被支撑为相对于Z轴方向向Y轴方向倾斜。
此外，喷出单元3、4分别从其下端所具有的喷嘴31、41向基板W喷出涂敷液。更详细地说，各喷嘴31、41从其前端部分开口的喷出口喷出涂敷液。喷嘴31、41相对于喷出单元3、4能够自由装拆，并且在形成图案时根据各种目的来能够安装具有所需数量喷出口的喷嘴31、41。在本例子中，喷嘴41具有一个宽度比较宽的喷出口，来在基板W上形成宽度宽的总线电极图案。另一方面，喷嘴31具有多个小的喷出口，来形成细的且互相平行的多个指状电极图案。更详细地说，通过如下方式在基板W上形成各电极。首先，载台14相对于喷出单元3、4位于Y轴负方向侧的开始移动位置，并且指状电极用喷出单元3移动至载台14的沿Y轴方向的移动路径的上侧。从这种状态开始，当载台14向Y轴正方向移动时，指状电极用的喷出单元3对经过其下方的基板W喷出涂敷液，从而在基板W上形成与喷出口数量相同的指状电极。通过根据电极的需要数量，一边改变载台14相对于喷出单元3的沿X方向的位置一边进行上述动作，来在基板W上形成规定数量的指状电极。当该指状电极的形成结束时，载台14 一边向Y轴负方向移动并回到刚才的开始移动位置，一边沿ΘΖ轴方向旋 转90度。另外，在载台14进行上述的动作的同时，总线电极用喷出单元4移动至载台14的沿Y轴方向的移动路径的上方。在上述的动作结束之后，载台14开始向Y轴正方向移动时，通过总线电极用的喷出单元4对经过其下侧的基板W喷出涂敷液，来在基板W上形成规定数量的总线电极。这样，在本实施方式中，通过使载台14移动，使喷出单元3、4相对于载台14移动，在基板W上形成图案。此外，喷出单元3、4涂敷的顺序不限于上述的顺序，可以是相反的顺序。图2是表示喷嘴的外观图。另外，图3Α、图3Β是表示喷嘴的内部构造图。更详细地说，图2是表示设置在喷出单元3上的用于形成指状电极的喷嘴31的外观的立体图。另夕卜，图3Α是沿着图2中的Α-Α’线剖切的剖视图，图3Β是沿着图2中的Β-Β’线剖切的剖视图。如这些图所示，喷嘴31例如由不锈钢材形成且内部形成为中空部CV，并具有大致圆柱形状的外观，而且该喷嘴31的一端(图2的左下方)的侧面具有从两侧被倾斜地切掉而成的楔形。构成楔形的两个主面中的Z方向上侧的平面用附图标记31a表示，下侧的平面用附图标记31b表示。而且，在楔形部的前端沿X方向排列配设有多个(本例子为五个)突起部310，在每个突起部310中贯穿设置有一个喷出口 311。各喷出口 311与喷嘴31内部的中空部CV连通。更具体地说，如图3A及图3B所示，形成有剖面面积从喷嘴31内部的中空部CV朝向嘴前端(图3A及图3B的左方)逐渐减少的涂敷液供给路径312。涂敷液供给路径312的前端在喷嘴31的前端朝向外部开口，形成为喷出口 311。另外，喷嘴31的另一端为相对于喷出单元3的主体能够自由装拆的连接部31c，通过使该连接部31c与喷出单元3主体配合来保持喷嘴31，并且该喷嘴31相对于载置于载台14上的基板W定位在规定的位置上。喷嘴31内部的中空部CV的与喷出口 311相反一侧的端部形成为朝向外部开口的开口 31d，从该开口 31d向中空部CV供给涂敷液。通过从开口 31d将图中省略的活塞杆插入到中空部CV内，能够根据需要向积存在中空部CV内的涂敷液施加压力来从喷出口 311喷出该涂敷液，即实现作为注射泵(syringe pump)的功能。
图2所示的喷嘴31是从例如不锈钢那样的金属块切削而成的，全体构成为没有接缝的一个整体。图4及图5A、图5B、图5C是表示喷嘴的前端部的详细构造的放大图。更详细地说，图4是包括表示设置在喷嘴31的前端部上的喷出口 311的构造的立体图及其局部放大图的图。另外，图5A是喷嘴31的前端部的主视图，图5B是侧视图，图5C是仰视图。当将喷嘴31安装在喷出单元3上时，如这些图所示，喷嘴31的前端部的下侧平面31b被保持为与载置在载台14上的基板W平行且相距规定的间隔。在楔形的前端上进一步设置有沿X方向排成一列的向Y轴正方向突出的五处突起部310，其中，楔形的前端是指，在喷嘴31的一端由平面31a、31b形成向Y轴正方向越来越细的形状的部分。突起部310的上表面310a与喷嘴31的上侧平面31a形成在同一平面上。另外，各突起部310的下表面形成在同一平面上，该平面是从喷嘴31的下侧平面31b进一步向基板W侧突出的基板相向面310b。基板相向面310b以与基板W的表面几乎平行的方式与基板W接近且相向配置，使基板相向面3IOb与基板W之间的间隔尽可能小，例如几μ m左右，最大为100 μ m左右。 各突起部310上设有喷出口配设面310c，该喷出口配设面310c在靠近基板相向面310b的前端的位置即在Y轴正方向的端部位置与基板相向面310b相连接，并且该喷出口配设面310c以从其与该基板相向面310b相连接的连接部分越靠近Y轴正方向就从基板W表面越向Z轴正方向后退的方式上升。喷出口配设面310c的法线矢量V在X方向上的分量为O,在Y方向上的分量为正,在Z方向上的分量为负。另外，在该喷出口配设面310c上喷出口 311开口，但是其开口位置靠近基板W—侧。S卩，喷出口 311设置在喷出口配设面310c中与基板相向面310b相邻的位置上。如图4所示，使喷出口 311的下端一侧边缘部与基板相向面310b之间的间隔DO尽可能小，理想值为O。间隔DO为O的意思是指如图5A、图5B、图5C所示的基板相向面310b的Y轴正方向侧的端部的边与喷出口 311的边缘部的一部分一致。在此，喷出口 311在宽度方向即X方向及高度方向即Z方向上的尺寸都为20 μ m至50 μ m左右。另外，喷出口配设面310c在宽度方向上的尺寸为150 μ m左右，在高度方向上的尺寸为200μπι左右。此外，由于喷出的涂敷液附着在喷出口 311周围的喷出口配设面310c上并扩散，所以有时形成在基板W上的图案的宽度比喷出口 311的开口宽度大。由于在该情况下的图案宽度的最大値与喷出口配设面310c的宽度大致相同，所以优选将喷出口配设面310c的宽度设置为与容许的图案的最大宽度大致相同。通过在从喷嘴31的楔部前端进一步突出的突起部310的前端的喷出口配设面310c上设置喷出口 311，能够使涂敷液的扩散限于喷出口配设面310c的宽度的程度。通过将喷出口 311靠近配置在喷出口配设面310c中与基板W接近的一侧的位置上，并且将喷嘴31的基板相向面310b相向地配置在与基板W表面极其接近的位置上，能够得到下面的作用效果。即，从图5B的侧视图得知，在这种结构中，喷出口 311的开口面与基板W之间的距离极其小。因此，从喷嘴31内部的中空部CV经过涂敷液供给路径312向喷出口 311压送且从喷出口 311向外部空间喷出的涂敷液能够立即接触其下部的基板W。在本实施方式中，一边通过使载置有基板W的载置台14移动来使喷嘴31相对于基板W移动，一边从喷嘴31喷出涂敷液对基板W进行涂敷。此时，如果喷出口 311与基板W表面之间的距离大，则从喷出口 311喷出到自由空间而不会受到周围壁面的摩擦的涂敷液，不会笔直地朝向基板W而残留在喷出口 311的周围或者向与期望的方向不同的方向延伸，由此有可能会使在基板W上形成的图案变乱。特别是在向高粘度的涂敷液施加高的压力来挤压出涂敷液的情况下，或者在喷嘴31对于基板W的扫描速度很大的情况下，产生上述问题的倾向尤其明显。因此，这种倾向对于在短时间内形成高高宽比的图案的要求来说不利。相对于此，在本实施方式中，能够将从喷出口 311到基板W表面的距离设为极其小，理论上几乎为O。因此，从喷出口 311喷出的涂敷液能够立即着落在基板W表面上，而且其着液位置会随着扫描移动而远离喷出口 311。因此，喷出的涂敷液的延伸方向被限定，而且能够避免涂敷液残留在喷出口 311的周围。其结果，在本实施方式中，即使在用高压挤压出涂敷液的情况下，或者在喷嘴的扫描速度很高的情况下，也能够形成剖面形状或延伸方向被恰当地管理后的图案。另外，由于喷嘴31 —体形成，所以在从中空部CV经过涂敷液供给路径312到喷出 口 311的流路上完全没有接缝。因此，不会产生由于施加高压而使涂敷液从接缝渗出所引起的压力损失。在管理向涂敷液施加高的压力(例如IMPa以上)来将其挤出时的图案的形状情况下，优选这样的结构。接着，对喷嘴31的下侧平面31b与基板相向面310b不在同一个平面的理由进行说明。如图5A、图5B、图5C所示，喷嘴31的底部不是单一的平面，而是由下侧平面31b与比下侧平面31b更向基板W表面一侧突出的基板相向面310b构成的两层构造。另外，喷出口 311设置在基板相向面310b的端部上。这是因为，在本实施方式中，由于喷出口 311靠近基板W侧形成，所以在喷嘴31的底面为单一平面的情况下，涂敷液供给路径312的下侧侧壁面与喷嘴31的底面之间的喷嘴框体很薄，不能够承受施加给内部的涂敷液的高压。通过增加喷嘴31的底面中靠近喷出口 311的部分的厚度，能够向内部的涂敷液施加高的压力。由于离喷出口远的部分能够确保足够的厚度，所以能够通过使下侧平面31b后退来使喷嘴整体轻量化。另外，例如从图5A (主视图)可得知，基板相向面310b没有形成于喷嘴31在X方向上的整个宽度上，而是仅形成至刚过在配置成一列的多个喷出口 311中的特定喷出口的外侧的部分，该特定喷出口是在上述多个喷出口 311的排列方向(X方向)上位于最外侧的喷出口。另外，在进一步的外侧，喷嘴底面后退到与下侧平面31b相同的平面上。这样设计的理由如下。本实施方式的喷嘴31具有沿X方向排列的五个喷出口 311。但是，例如实际上在制造太阳能电池那样的光电转换器件时，需要形成更多(几十根或者更多)的指状电极。在本实施方式中，通过一边使喷嘴位置向X方向移动，一边重复喷嘴31相对于基板W沿Y方向的扫描移动，结果能够形成多个的指状电极。在此情况下，在第二次以后的扫描移动中，需要以按照规定间隔与在上一次扫描移动中形成的图案相邻的方式来涂敷涂敷液,但此时会产生喷嘴的一部分碰到形成完的图案而使图案损伤或者污染喷嘴底面等的问题。本实施方式的喷嘴31的底面形状用于解决这类问题。图6是表示形成完的图案与喷嘴经过位置的关系的图。考虑通过喷嘴31的多次扫描移动来形成沿X方向按照恒定的间距排列的图案的情况。通过一次扫描移动所形成的图案的间距与喷出口 311的排列间距相同并一直保持恒定。因此，为了在整个基板W上形成恒定间距的图案，可以设定沿X方向的喷嘴的送量，使一次扫描移动所形成的图案和下一次扫描移动所形成的图案之间的距离与一次扫描移动所形成的图案间的距离相同。即，如图6所示，只要使特定喷出口 311e相对于特定图案Pe位于向X方向仅移动与图案的排列间距相同的距离的位置即可，上述特定图案Pe是指，在已形成的图案P中位于最外侧的图案，上述特定喷出口 311e是指，在喷嘴31的喷出口 311中与图案Pe最接近的喷出口。此时，从图6中可清楚地得知，避免与基板W表面接近配置的基板相向面310b与形成完的图案Pe接触的条件为(I)最外侧的喷出口 311e的外侧的基板相向面310b沿X方向的宽度即喷出口311e与基板相向面310b的X方向端面之间的距离D1，比喷出口 311e与形成完的图案Pe之间的距离D2小；
(2)喷嘴31的下侧平面31b与基板W之间的间隔D3比形成完的图案Pe的高度Hp大。通过使最外侧的喷出口 31 Ie与基板相向面310b的X方向端面之间的距离Dl比相互相邻的喷出口 311之间的间隔D4小来满足上述条件(I)。另外，通过使喷嘴31底部的基板相向面310b与下侧平面31b之间的阶梯差即高低差Hl比应该形成的图案的高度Hp大来满足条件(2)。本实施方式中的喷嘴31的底面形状满足上述条件。由此，能够进行喷嘴31的扫描移动并不接触形成完的图案，从而能够防止损伤形成完的图案或污染喷嘴。如上所述，在本实施方式中，在前端呈楔形的喷嘴31的前端部分设置有突起部310，在其前端的喷出口配设面31 Oc设置有喷出涂敷液的喷出口 311。另外，突起部310的下表面形成为与基板W的表面接近且相向配置的基板相向面310b。并且，将喷出口 311的开口位置设置在喷出口配设面310c中的与基板相向面310b相邻的位置。由此，能够在喷出口 311与基板W表面之间的距离极其小的状态下在基板W上涂敷涂敷液。因此，通过使从喷出口 311喷出的涂敷液立即着落在基板W上，来防止涂敷液残留在喷出口 311的周围，或者防止使涂敷液所形成的图案的形状变乱，从而能够形成形状稳定的图案。另外，通过将喷出口 311的周围及与其连接的涂敷液供给路径312构成为一体，能够防止出现涂敷液从多个部件的接缝渗出的问题。因此，能够对喷嘴内部的涂敷液施加高的压力来挤压出涂敷液。另外，通过借助一体的部件来形成涂敷液的流路，使流路的形状和大小不依赖于组装精度，因此能够更精密地控制图案的大小。根据上述结构，在本实施方式中，能够向涂敷液施加高的压力来从喷出口 311挤压出该涂敷液，并且能够使刚喷出的涂敷液立即着落在基板W上使形状稳定。因此，足以能够满足使用高粘度的涂敷液在短时间内形成高高宽比的图案的要求。此外，在本实施方式中，由于包括积存涂敷液的中空部CV的整个喷嘴31 —体形成，所以效果更加显著。另外，由于喷出口 311设置在比喷嘴前端更突出的突起部310的前端，所以即使喷出的涂敷液扩散到喷出口 311的周围，该扩散也只在喷出口配设面310c的范围内。因此，比较易于控制在基板W上形成的图案宽度，并且易于清洁喷出口 311的周围。此外，对于喷嘴31的喷出口配设面310c与基板W的表面之间的夹角(在图5B的侧视图中用附图标记Θ表示)，优选在30度至60度左右。如果减小该角度Θ则能够增高形成的图案的高度，但是，由于不能确保涂敷液供给路径的下部中的喷嘴框体的壁厚所以强度下降，从而不能向涂敷液施加高的压力。相反，如果增大角度Θ虽然能够确保强度，但是由于不能使喷出口上端与基板W之间的距离大，从而限制图案的高度。为了取得平衡，根据本发明的发明人的见解，优选将角度Θ设定在30度至60度的范围内，尤其是优选例如45度左右。如上所述，在本实施方式中，载台14及载台移动机构15分别发挥本发明的“基板保持装置”及“移动装置”的功能。另外，喷嘴31发挥本发明的“涂敷头部”的功能，中空部CV、喷出口 311及涂敷液供给路径312分别相当于本发明的“积液部”、“喷出口”及“涂敷液供给路径”。此外，本发明不限于上述的实施方式，只要不脱离其宗旨，能够在上述之外进行各种变更。例如，上述实施方式的喷嘴31具有沿X方向排列的五个喷出口 311，但喷出口的数量不限于此，可以为任意数量。另外，即使只有一个喷出口，也能够适用于本发明的技术思想。另外，喷出口及涂敷液供给路径的形状也不限于上述实施方式。 例如，在具有与基板的宽度同等程度的宽度的喷嘴上，可以设置与在基板上应该形成的图案的数量相同的喷出口，这样，仅通过向Y方向进行一次扫描移动就能够在基板上形成需要数量的图案。因此，在该情况下，不需要使基板相对于喷嘴沿着X方向移动。另外，在上述实施方式中，在喷嘴31的前端设置有五个突起部310，在各突起部310的前端的喷出口配设面310c上分别设置有一个喷出口 311，但如下所述，还可以在一个喷出口配设面上设置多个喷出口。图7A、图7B是表示喷嘴的变形例的图。更详细地说，图7A是表示变形例的喷嘴32的主要部分的外观的主视图，图7B是其立体图。在该变形例中，由于只有喷嘴的前端形状与上述实施方式不同而其他结构均相同，所以在此仅针对不同的部分进行说明。在该变形例的喷嘴32中，在楔形的喷嘴的前端部分上设置一个喷出口配设面320c，在该喷出口配设面320c上设置多个喷出口 321。与上述实施方式相同，根据这种结构能够使喷出的涂敷液立即着落在基板W上来形成形状稳定的图案。另外，由于与上述实施方式相比喷嘴前端部的形状简单，所以更易于制造，另外由于喷出口 321的周围由面积较大的喷出口配设面320c包围而成，所以喷出口 321周边的强度更好。但是，从喷出口 321喷出的涂敷液可能沿着喷出口配设面320c扩散，所以就控制图案宽度这一点而言上述实施方式更好。因此，可以根据不同的目的来区分进行使用。另外，上述实施方式适用于制造光电转换器件的图案形成装置1，本发明的使用范围不限于此，本发明适用于通过在基板上涂敷图案形成材料来形成规定的图案的所有装置。本发明能够适用于在基板上形成图案的装置，例如在太阳能电池基板上形成电极布线图案的装置，特别是，优选适用于通过高的压力挤压出涂敷液并在短时间内形成图案的情况。
权利要求
1.一种图案形成装置，其特征在于， 具有: 基板保持装置，其用于将基板保持为水平姿势， 喷出头部，其与所述基板保持装置所保持的所述基板的表面相向配置，用于喷出包含用于形成图案的材料的涂敷液， 移动装置，其通过使所述基板保持装置所保持的所述基板与所述喷出头部进行相对移动，来使所述喷出头部沿着所述基板的表面在规定的扫描移动方向上进行扫描移动； 在所述喷出头部上设置有内部积存所述涂敷液的积液部、用于喷出所述涂敷液的喷出口、从所述积液部向所述喷出口供给所述涂敷液的涂敷液供给路径， 在所述喷出头部的下部设置有喷出口配设面和与所述基板表面大致平行的基板相向面，其中，所述喷出口配设面在所述扫描移动方向上的所述基板相向面的后方侧端部与所述基板相向面相连接，而且离该后方侧端部越远则离所述基板表面越远； 所述喷出口设置在所述喷出口配设面上的与所述基板相向面的后方侧端部相邻的位置上，所述涂敷液供给路径的侧壁面及所述喷出口一体形成为一个构件。
2.如权利要求I所述的图案形成装置，其特征在于，所述涂敷液供给路径的侧壁面、所述基板相向面及所述喷出口配设面一体形成。
3.如权利要求I或2所述的图案形成装置，其特征在于，所述喷出头部的内部形成为筒状的中空部，该中空部构成所述积液部，所述中空部的壁面与所述涂敷液供给路径的侧壁面、所述基板相向面及所述喷出口配设面一体形成。
4.如权利要求I所述的图案形成装置，其特征在于，所述喷出口与所述基板相向面之间的距离为O。
5.如权利要求I所述的图案形成装置，其特征在于，沿着与所述扫描移动方向垂直的宽度方向排列有多个所述喷出口配设面，在各个所述喷出口配设面上分别设置有所述喷出□。
6.如权利要求I所述的图案形成装置，其特征在于，在所述喷出口配设面上，沿着与所述扫描移动方向垂直的宽度方向排列有多个所述喷出口。
7.如权利要求5或6所述的图案形成装置，其特征在于，沿着所述宽度方向等间隔地配置有多个所述喷出口，所述基板相向面上的在所述宽度方向上位于最外侧的所述喷出口的外侧的区域的宽度比相互相邻的所述喷出口之间的间隔小。
8.如权利要求I所述的图案形成装置，其特征在于，所述喷出口配设面与所述基板表面之间的夹角在30度以上且60度以下。
全文摘要
本发明提供一种图案形成装置，在基板上涂敷涂敷液并形成规定的图案的图案形成技术中，该图案形成装置能够利用高的压力挤压出涂敷液，并能够恰当地进行喷出控制。喷嘴(31)的前端部呈楔形，在该前端上还具有进一步突出的突起部(310)。突起部(310)的下表面(310b)为与基板接近且相向的基板相向面，从该端部立起有逐渐远离基板(W)的喷出口配设面(310c)。在喷出口配设面(310c)中的与基板相向面(310b)相邻的位置上，设置有用于喷出涂敷液的喷出口(311)。喷出口(311)的周围及涂敷液供给路径(312)的周围壁面一体形成。
文档编号B05C5/00GK102962163SQ20121026833
公开日2013年3月13日 申请日期2012年7月30日 优先权日2011年8月29日
发明者岩岛正信, 真田雅和, 上野博之 申请人:大日本网屏制造株式会社