(57)【要約】【課題】電子デバイスのインクのパターンを焼成することで、基板へのダメージを低減しながら、素子や配線の機能を得る。【解決手段】電子デバイスのインクのパターンの焼成装置であって、チャンバと、前記チャンバ内にて可撓性基板である被印刷体を載置するステージと、前記チャンバ内にて前記被印刷体を冷却する冷却部と、前記チャンバ内にて前記被印刷体を加熱する加熱部と、を有し、前記ステージに載置された前記被印刷体は、前記冷却部により冷却されながら、前記加熱部により加熱されることを特徴とする焼成装置が提供される。【選択図】図４
2014207339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子デバイスのインクのパターンの焼成装置であって、
チャンバと、
前記チャンバ内にて可撓性基板である被印刷体を載置するステージと、
前記チャンバ内にて前記被印刷体を冷却する冷却部と、
前記チャンバ内にて前記被印刷体を加熱する加熱部と、を有し、
前記ステージに載置された前記被印刷体は、前記冷却部により冷却されながら、前記加熱部により加熱されることを特徴とする焼成装置。
【請求項２】
前記冷却部は、前記被印刷体を加熱する間、該被印刷体上に冷却液を流す、
ことを特徴とする請求項１に記載の焼成装置。
【請求項３】
前記加熱部は、レーザ光を前記被印刷体に照射することで該被印刷体を加熱する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の焼成装置。
【請求項４】
前記冷却部は、レーザ光を所定の回数に分けて前記被印刷体に照射する間、該被印刷体に冷却液を流す、
ことを特徴とする請求項３に記載の焼成装置。
【請求項５】
前記印刷体に流す冷却液の流量及び流速を制御する制御部、
を更に有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の焼成装置。
【請求項６】
前記冷却部は、冷却液を前記チャンバ内に供給する供給管を有し、
前記制御部は、前記供給管の供給口と前記ステージとの間隔を制御する、
ことを特徴とする請求項５に記載の焼成装置。
【請求項７】
前記制御部は、被印刷体上のインクのパターンが形成されている位置にかかわらず該被印刷体のインクが転写された面にレーザ光を照射するように制御する、
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の焼成装置。
【請求項８】
前記制御部は、被印刷体上のインクのパターンが形成されている位置にレーザ光を照射するように制御する、
ことを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の焼成装置。
【請求項９】
電子デバイスのインクのパターンの焼成方法であって、
チャンバ内のステージに載置された被印刷体を冷却する冷却ステップと、
前記冷却ステップにより前記被印刷体を冷却しながら、該被印刷体を加熱する加熱ステップと、
を有することを特徴とする焼成方法。
【請求項１０】
前記加熱ステップは、
レーザ光を該被印刷体に照射することで前記被印刷体を加熱する照射ステップを有する、
ことを特徴とする請求項９に記載の焼成方法。
【請求項１１】
印刷法により形成される電子デバイスの焼成装置であって、
チャンバと、
前記チャンバ内にて被処理体を載置するステージと、
前記チャンバ内にて前記被処理体を液中に浸水し冷却する冷却部と、
前記チャンバ内にて前記被処理体を加熱する加熱部と、を有し、
前記ステージに載置された前記被処理体は、前記冷却部により冷却されながら、前記加熱部により加熱されることを特徴とする焼成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼成装置及び焼成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック基板に有機導電性材料を塗布することで、配線パターンを形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。その際、配線パターンを形成する基板として、例えば、ＰＩ（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ：ポリイミド）やＰＣ（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ：ポリカーボネート）のプラスチック基板が用いられることがあるが、これらの部材は高価である。このため、配線パターンを形成するための他の素材として、より安価なＰＥＮ（Poly-Ethylene-Naphthalate：ポリエチレンナフタレート）やＰＥＴ（Poly-Ethylene-Terephthalate：ポリエチレンテレフタレート）で形成されたプラスチック基板を用いることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１９１１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
プラスチック基板に形成されたインクは、焼成することで溶媒の除去、膜の改質が行われ、素子や配線として機能する。
【０００５】
しかしながら、プラスチック基板では、熱変形温度より高い温度で焼成すると歪みが生じ、変形する。一方、インクのパターンを素子や配線として十分に機能させるためには、熱変形温度を超える温度（例えば、１２０℃以上）でインクを焼成する必要があるという課題を有する。
【０００６】
上記課題に対して、一側面では、電子デバイスのインクのパターンを焼成することで、基板へのダメージを低減しながら、素子や配線の機能を得ることが可能な焼成装置及び焼成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、一の態様によれば、
電子デバイスのインクのパターンの焼成装置であって、
チャンバと、
前記チャンバ内にて可撓性基板である被印刷体を載置するステージと、
前記チャンバ内にて前記被印刷体を冷却する冷却部と、
前記チャンバ内にて前記被印刷体を加熱する加熱部と、を有し、
前記ステージに載置された前記被印刷体は、前記冷却部により冷却されながら、前記加熱部により加熱されることを特徴とする焼成装置が提供される。
【０００８】
また、上記課題を解決するために、他の態様によれば、
電子デバイスのインクのパターンの焼成方法であって、
チャンバ内のステージに載置された被印刷体を冷却する冷却ステップと、
前記冷却ステップにより前記被印刷体を冷却しながら、該被印刷体を加熱する加熱ステップと、
を有することを特徴とする焼成方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
一の態様によれば、電子デバイスのインクのパターンを焼成することで、基板へのダメージを低減しながら、素子や配線の機能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態に係る焼成装置の全体構成図。
【図２】一実施形態に係る焼成処理の流れを示したフローチャート。
【図３】一実施形態に係る焼成処理が実行される基板上の計測位置の一例を示した図。
【図４】一実施形態に係る焼成処理の効果の一例を示した図。
【図５】一実施形態に係る焼成処理が実行される基板上の計測位置の他の例を示した図。
【図６】一実施形態に係る焼成処理の効果の他の例を示した図。
【図７】一実施形態に係る焼成処理の他の例を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。
【００１２】
［印刷例］
本実施形態では、反転印刷、凸版印刷、凹版印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷、インクジェット印刷等の公知の印刷方法を使用して、電子デバイスのインクのパターンを被印刷体（以下、ＰＥＴ基板を例に挙げて印刷方法を説明する。）に印刷する。以下に、反転印刷を使用した場合を例に挙げて、電子デバイスのインクの金属配線パターンをＰＥＴ基板に印刷する方法を簡単に説明する。
【００１３】
反転印刷は、幅が数μｍレベルの高精度な電子デバイスのインクの金属配線パターンを製造可能な印刷技術である。ローラを用いた反転印刷の場合、ローラにはゴム製のブランケットが巻かれている。ローラの下部には、水平に位置合わせがされた可動式ステージが存在する。可動式ステージには、２つのステージ（ここでは、ステージＡ、Ｂとする。）が必要に応じてローラのブランケットに接触可能に配置されている。例えば、ステージＡには、所定のパターンが形成された凸版（ガラス印刷版）が載置され、ステージＢには、ＰＥＴ基板が載置される。
【００１４】
塗布機により、ブランケット上に既定の膜厚でナノメタルインク（以下、単にインクという。）が塗布される。凸版は、ローラ下までステージＡ上を移動し、更に、ローラの回転によりブランケットと接触しながら移動する。その際、ブランケットの塗布面のインクのうち、凸版の所定のパターンが形成された凸部と接触したインクは、凸版側に転写され、ブランケット側から除去される。ブランケットの塗布面に残置されたインクは、凸版の凸部により形成されたパターンの反転パターンとなる。
【００１５】
次に、ＰＥＴ基板は、ローラ下までステージＢ上を移動し、更にローラの回転によりブランケットと接触しながら移動する。これにより、ブランケットに残置されたインクは、ＰＥＴ基板に転写される。
【００１６】
転写されたインクは、約１５０℃〜約１８０℃で２０分〜３０分、オーブンにより焼成される。これにより、インクは、ＰＥＴ基板上に定着され、インクに含まれる溶剤等の不純物が揮発することで金属配線として機能する。ところが、ＰＥＴ基板の場合、１２０℃より高い温度でインクを焼成すると、基板が歪み、変形する。ＰＥＴ基板が歪むと、後工程のアライメントの精度が悪くなる。一方、１２０℃以下の温度でインクを焼成すると、所定の金属体積低効率まで下がらない。
【００１７】
そこで、本実施形態では、短時間で基板に転写されたインクを焼成することで、ＰＥＴ基板やＰＥＮ基板のようなプラスチック基板にダメージを与えずに、素子や配線の機能を得る焼成装置及び焼成方法を提案する。なお、プラスチック基板の一例としては、ＰＥＴ基板、ＰＩ基板、ＰＥＮ基板及びＰＣ基板等が挙げられるが、本実施形態では、ＰＥＮ基板及びＰＣ基板と比較して熱変形温度の低いＰＥＴ基板及びＰＩ基板を採用する。しかしながら、本実施形態に適用可能な基板は、ＰＥＴ基板やＰＩ基板に限られず、ＰＥＮ基板やＰＣ基板等のプラスチック基板であってもよい。また、プラスチック基板は、可撓性の基板であってもよい。
【００１８】
［焼成装置の全体構成］
以下に、本実施形態に係る焼成方法を使用する焼成装置の全体構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、一実施形態に係る焼成装置の全体構成図である。焼成装置１は、チャンバＣ、ステージ２０、冷却部５０及び制御部１００を有する。
【００１９】
チャンバＣは、矩形状の筐体である。チャンバＣの天井部には、窓部１０が設けられている。窓部１０は、レーザ光を通す部材で形成されている。窓部１０を形成する部材の一例としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリブデン、塩化ビニル、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、アクリル樹脂等の樹脂材料が挙げられる。チャンバＣの底部には、排水口１２が設けられている。排水口１２は、チャンバＣ内に供給された冷却水を排出する。
【００２０】
ステージ２０は、チャンバＣ内に搬入された被印刷体（ＰＥＴ基板Ｇを例に挙げて説明）を載置する。ステージ２０には、複数の排水路２４が形成されている。ステージ２０は、支持台２２により支持されている。ステージ２０は、支持台２２と共に昇降可能である。ステージ２０を昇降することにより、ＰＥＴ基板Ｇと給水口５２ａとの間隔（ギャップ）を制御することができる。また、ステージ２０は、水平方向にも移動可能である。
【００２１】
冷却部５０は、給水管５２及び給水源５６を有している。給水管５２は、給水源５６に接続され、複数に分岐してチャンバＣの側壁を貫通し、均等な間隔でチャンバＣ内の所定の高さに位置付けられている。
【００２２】
給水管５２の先端は、開口し、チャンバＣ内への冷却水の給水口５２ａとなっている。給水口５２ａは、冷却液をチャンバＣ内に供給する供給口に相当する。給水口５２ａは、ステージ２０の上方の位置からステージ２０上に冷却水を流す。ＰＥＴ基板Ｇの表面及び裏面の少なくともいずれかは、流水により冷却される。冷却水は、複数の排水路２４やステージの側部からチャンバＣの底部に流れ、排水口１２からチャンバＣの外部に排出される。なお、供給される冷却液は、冷却水以外の冷却効果を有する液体であってもよい。
【００２３】
レーザ光源６０は、例えば２４８ｎｍの波長のｋｒＦエキシマレーザを出力する。ただし、レーザ光源６０から出力されるレーザ光の波長帯はこれに限られず、レーザ光源６０の波長は少なくとも冷却液を透過しインクに吸収される波長であればよい。例えば、冷却液として水を用いた場合、波長１９０ｎｍ〜１２００ｎｍの範囲であれば光の吸収長は１ｃｍ以上となり冷却水を透過してインクに効率良くエネルギーを与えて加熱することができる。レーザ光源６０から出力されたレーザ光は、窓部１０を通り、ＰＥＴ基板Ｇに照射される。
【００２４】
レーザ光は、ステージ２０を水平方向に移動させることによりＰＥＴ基板Ｇ上の所定の位置に照射される。所定の位置は、ＰＥＴ基板Ｇ上のインクの金属配線パターンが形成されている位置であってもよいし、インクの金属配線パターンが形成されている位置の近傍であってもよい。あるいは、詳しくは後述するが、インクの金属配線パターンは、ダミーのパターンであってもよい。また、所定の位置は、インクの金属配線パターンが形成されている位置によらず、ＰＥＴ基板Ｇのインクが転写された面上のいずれかの位置であってもよい。レーザ光が照射されている間、ＰＥＴ基板Ｇは冷却水により冷却される。
【００２５】
制御部１００は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）１０１，ＲＯＭ（Read  Only  Memory）１０２、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）１０３及びＨＤＤ（Hard Disk Drive）１０４を有する。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３及びＨＤＤ１０４に格納されたレシピやプログラムに従って焼成処理を実行する。レシピには、光の照射位置、光の照射時間、冷却水の流量及び流速、給水口５２ａとステージ２０との間隔等が記載されている。これらの値は、予め実験等により、ＰＥＴ基板にダメージを与えることなく、基板上のインクを焼成することができる値に設定されている。例えば、制御部１００は、レシピに従いステージ２０を昇降させて、給水口５２ａとステージ２０との間隔を制御する。また、制御部１００は、レシピに従い冷却液の流量及び流速を制御する。制御部１００は、給水管５２に設けられた図示しないオリフィスや弁体を制御することにより、冷却液の流速を制御してもよい。これにより、ステージ２０上に形成される水膜の厚さを適正値に制御することができる。
【００２６】
なお、制御部１００の機能は、ソフトウエアを用いて動作することにより実現されてもよく、ハードウエアを用いて動作することにより実現されてもよい。
【００２７】
以上、本実施形態に係る焼成装置１の全体構成について説明した。次に、本実施形態に係る焼成装置１により実行される焼成処理について、図２を参照しながら説明する。
【００２８】
[焼成処理]
図２は、本実施形態に係る焼成処理の流れを示したフローチャートである。本実施形態に係る焼成処理では、まず、ＰＥＴ基板Ｇが、図示しない搬送ロボットにより焼成装置１のチャンバＣ内に搬入される（ステップＳ１００）。
【００２９】
次に、所定の流量及び流速に制御された冷却水が、冷却部５０から供給され、ステージ２０上のＰＥＴ基板Ｇを冷却する（ステップＳ１０２：冷却ステップ）。次に、冷却水を供給した状態で、例えば２４８ｎｍの波長のレーザ光が、レーザ光源６０からＰＥＴ基板Ｇ上に照射される（ステップＳ１０４：照射ステップ）。これにより、ＰＥＴ基板Ｇにダメージを与えることなく、ＰＥＴ基板Ｇ上のインクを焼成することができる。
【００３０】
次に、ＰＥＴ基板Ｇが、図示しない搬送ロボットによりチャンバＣ内から搬出され（ステップＳ１０６）、本処理を終了する。
【００３１】
なお、上記焼成処理において、フィードバック制御を行ってもよい。その場合には、プローブで金属配線部分の体積抵抗率を測定し、測定値に応じてレーザー光をピンポイントで照射することで、追加の焼成を行うことができる。
【００３２】
[効果例１]
以上に説明した、本実施形態に係る焼成処理の効果について、図３及び図４を参照しながら説明する。図３は、ＰＥＴ基板上の計測位置を示し、図４は、計測位置における計測結果を示す。
【００３３】
計測は、光を照射する前（処理前）と照射した後（処理後）にＰＥＴ基板Ｇの計測ポイントにプローブを接触させることにより行われた。つまり、接触させたプローブによりＰＥＴ基板Ｇ上の金属配線（銀インク）の体積抵抗率が計測された。
【００３４】
体積抵抗率は、計測ポイントにおける電流の流れにくさを示す。体積抵抗率が高いと、計測ポイントの金属配線は電流が流れ難い状態であることを示し、体積抵抗率が低いと、計測ポイントの金属配線は電流が流れ易い状態であることを示す。これにより、インクの焼成処理の進行度を知ることができる。つまり、体積抵抗率が高ければ、インクの焼成処理は未完了であると判定され、体積抵抗率が低ければ、インクの焼成処理は完了していると判定される。
【００３５】
図３には、実際にプローブで計測したＰＥＴ基板Ｇ上の計測位置が示されている。ＰＥＴ基板Ｇには、インクで金属配線パターンが形成されている。ここでは、計測ポイントＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７の金属配線（インク）体積抵抗率が計測された。なお、図４に示されるように、ＰＥＴ基板上にレーザを照射したときには、計測ポイントＰ１〜Ｐ６の６箇所で金属配線（インク）の体積抵抗率が計測された。ＰＩ基板上にレーザを照射したときには、計測ポイントＰ１〜Ｐ７の７箇所で金属配線（インク）の体積抵抗率が計測された。
【００３６】
また、図３には、本実施形態に係る焼成方法を実行したときに、レーザ光を照射した範囲Ｌ１が示されている。レーザ光は、ステージ２０を移動させながら、１０回程度、範囲Ｌ１に照射された。計測ポイントＰ１、Ｐ３、Ｐ５は、レーザ光の照射ポイントでもある。
（ＰＥＴ基板の場合）
図４を参照しながら、ＰＥＴ基板の場合（四角のマーク）の計測結果について説明する。図４の横軸は、計測ポイントを示し、縦軸は、各計測ポイントにおける金属配線（インク）の体積抵抗率を示す。これによれば、レーザ光の照射前では、すべての計測ポイントＰ１〜Ｐ６において、金属配線（インク）の体積抵抗率は、１．０×１０６（μΩｃｍ）以上となった。これは、すべての計測ポイントＰ１〜Ｐ６において、形成された金属配線にはほとんど電流が流れていない状態であることを示す。
【００３７】
一方、レーザ光の照射後では、すべての計測ポイントＰ１〜Ｐ６において、インクの体積抵抗率は、１．０×１０３（μΩｃｍ）以下となった。これは、すべての計測ポイントＰ１〜Ｐ６において、形成された金属配線には十分に電流が流れている状態であることを示す。これにより、流水でＰＥＴ基板Ｇを冷却しながらＰＥＴ基板Ｇにレーザ光を照射すると、すべての計測ポイントＰ１〜Ｐ６において、金属配線（インク）の体積抵抗率が３〜４桁低下し、ＰＥＴ基板にダメージを与えずに、インクの焼成が進み、金属配線として使用できるレベルまで金属体積抵抗率を下げられることがわかった。
【００３８】
なお、比較例には、耐熱性の基板を１８０℃のオーブンで３０分間、焼成した結果が示されている。これによれば、本実施形態の焼成処理を施した金属配線（インク）の体積抵抗率は、比較例に示した体積抵抗率とほぼ同等の体積抵抗率を有している。これにより、本実施形態の焼成処理を施した金属配線（インク）は、電子デバイスの特性として実用上問題ないレベルであることがわかる。
（ＰＩ基板の場合）
図４には、ＰＩ基板の場合（菱形のマーク）の計測結果も示されている。これによれば、金属配線（インク）の体積抵抗率は、概ね１．０×１０５（μΩｃｍ）以上となった。これは、すべての計測ポイントＰ１〜Ｐ７において、形成された金属配線にはほとんど電流が流れていない状態であることを示す。
【００３９】
一方、レーザ光の照射後では、すべての計測ポイントＰ１〜Ｐ７において、インクの体積抵抗率は、概ね１０×１０１（μΩｃｍ）以下となった。これは、すべての計測ポイントＰ１〜Ｐ７において、形成された金属配線には十分に電流が流れている状態であることを示す。これにより、流水でＰＩ基板を冷却しながらＰＩ基板にレーザ光を照射すると、すべての計測ポイントＰ１〜Ｐ７において、インクの体積抵抗率が３〜４桁低下し、ＰＩ基板にダメージを与えずに、インクの焼成を完了できることがわかった。
【００４０】
以上から、本実施形態に係る焼成方法によれば、光の照射、冷却水の流量や流速、基板と冷却水の給水口とのギャップ等を適正化することにより、ＰＥＴ基板等の安価なプラスチック基板にインクを転写しても、基板にダメージを与えずにインクを焼成できる。これにより、製造コストを下げることができる。また、本実施形態に係る焼成方法によれば、焼成処理時間を短縮できる。これにより、生産性を高めることができる。また、基板の加熱に起因する基板の歪みや収縮を抑制できるため、後工程でのアライメントの精度を上げることができる。
【００４１】
[効果例２]
更に、レーザ光の照射範囲を狭めた場合の、本実施形態に係る焼成処理の効果について、図５及び図６を参照しながら説明する。図５は、ＰＥＴ基板上の計測位置を示し、図６は、計測位置における計測結果を示す。
【００４２】
図５には、実際にプローブで計測したＰＥＴ基板Ｇ上の計測位置が示されている。ここでは、ＰＥＴ基板Ｇ上の計測ポイントＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７のインクの体積抵抗率が計測された。
【００４３】
また、図５には、本実施形態に係る焼成方法を実行したときに、レーザ光を照射した範囲Ｌ２（＜図３の範囲Ｌ１）が示されている。計測ポイントＰ１、Ｐ３、Ｐ５は、レーザ光の照射ポイントでもある。
（ＰＥＴ基板の場合）
図６を参照しながら、ＰＥＴ基板の場合（四角のマーク）の計測結果について説明する。図６の横軸は、計測ポイントを示し、縦軸は、各計測ポイントにおける金属配線（インク）の体積抵抗率を示す。これによれば、レーザ光の照射前では、すべての計測ポイントＰ１〜Ｐ７において、金属配線（インク）の体積抵抗率は、１．０×１０６（μΩｃｍ）以上となった。これは、すべての計測ポイントＰ１〜Ｐ７において、形成された金属配線に電流が流れていない状態であることを示す。
【００４４】
一方、レーザ光の照射後では、すべての計測ポイントＰ１〜Ｐ７において、金属配線（インク）の体積抵抗率は、概ね１．０×１０３（μΩｃｍ）以下となった。これは、すべての計測ポイントＰ１〜Ｐ７において、形成された金属配線に十分に電流が流れている状態であることを示す。これにより、レーザ光を照射した範囲Ｌ２が所定範囲以上であれば、流水でＰＥＴ基板Ｇを冷却しながらＰＥＴ基板Ｇにレーザ光を照射すると、すべての計測ポイントＰ１〜Ｐ７において、インクの体積抵抗率が２〜３桁低下し、インクの焼成が進み、金属配線として使用できるレベルまで金属体積抵抗率を下げられることがわかった。
【００４５】
なお、比較例には、耐熱性の基板を１８０℃のオーブンで３０分間、焼成した結果が示されている。これによれば、本実施形態の焼成処理を施した金属配線（インク）の体積抵抗率は、比較例に示した体積抵抗率とほぼ同等の堆積抵抗率を有している。これにより、本実施形態の焼成処理を施した金属配線（インク）は、電子デバイスの特性として実用上問題ないレベルであることがわかる。
【００４６】
更に、効果例１，２によれば、レーザ光を照射した計測ポイントＰ１、Ｐ３、Ｐ５の金属配線（インク）の体積抵抗率だけでなく、レーザ光を照射していない計測ポイントＰ２、Ｐ３、Ｐ６、Ｐ７の金属配線（インク）の体積抵抗率も下降した。
【００４７】
以上から、レーザ光の照射ポイントは、金属配線が形成された位置、すなわち、インクを塗布した位置が最適である。一方、レーザ光を直接照射することによる金属配線へのダメージを考慮する場合は、ダメージが残ってもよいダミーの金属配線を基板の１箇所以上に形成し、レーザー光をダミーの金属配線にのみ照射してもよい。また、金属配線が形成されていない位置、すなわち、インクを塗っていない位置にレーザ光を照射してもよいが、この場合は、レーザ光は基板を透過してしまうため効率的ではない。
【００４８】
このように、基板上のインクが転写された面にレーザ光を照射すれば、必ずしも基板上にインクの金属配線パターンを形成したい位置にレーザ光を照射しなくても上記体積抵抗率を下降させる効果が得られる理由について、ダミーの金属配線にレーザ光を照射する場合を例に考察する。印刷された金属配線の表面は、極微細な凹凸が生じている。このため、照射されたレーザ光は金属配線の表面で反射・散乱する。この表面で散乱した光は冷却液界面や天井板界面で反射し冷却液内で多重散乱を起こす。この多重散乱効果により直接レーザを照射した領域のみならず未照射領域であっても焼成効果を得ることができると考えられる。なお、基板上のインクが塗布されていない位置にレーザ光を照射した場合であっても同様の多重散乱効果が起こると考えられる。
【００４９】
なお、上記実験では、基板Ｇの中心部にのみ焼成処理を施したが、電子デバイスの製造においては、図７に示したように、Ｓ１は、レーザビームＬを、基板Ｇ上に全面走査することで焼成処理を行う一実施例である。Ｓ２は、レーザエキスパンダーで幅を広げたレーザビームＬを、Ｙ方向に走査することで焼成処理を行う一実施例である。Ｓ３は、レーザビームＬを、金属配線パターンの位置にのみ走査することで焼成処理を行う一実施例である。Ｓ４は、レーザビームＬを、金属配線パターン以外の位置に照射又は走査することで焼成処理を行う一実施例である。なお、Ｓ１〜Ｓ４の各工程は、いずれか１工程のみが行われてもよいし、同じ工程が複数回行われてもよいし、異なる２工程以上が組み合わされて行われてもよい。
【００５０】
このとき、レーザビームＬは、複数点に照射することができる。また、Ｓ１〜Ｓ４のレーザビームＬによる走査は、連続でレーザビームＬを照射することにより行われてもよいし、レーザビームＬをパルス状に照射することにより行われてもよいし、レーザビームＬの連続照射及びパルス照射の組み合わせであってもよい。
【００５１】
以上、本実施形態に係る焼成方法によれば、電子デバイスのインクの金属配線パターンの焼成において、基板へのダメージを低減しながら、素子や配線の機能を得ることができる。
【００５２】
以上、本発明に係る焼成装置及び焼成方法を実施形態により説明したが、本発明に係る焼成装置及び焼成方法は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。
【００５３】
たとえば、上記実施形態の冷却部は、冷却水をステージ上に流した。しかしながら、冷却部は、冷却水を流す替わりにクーリングプレート等の冷却機構を用いて基板を冷却してもよいし、冷却水と冷却機構とを組み合わせてもよい。冷却機構の例としては、ステージ内に冷媒を流して冷却する方法や、ペルチェ素子を用いて冷却する方法が挙げられる。
【００５４】
また、上記実施形態では、冷却水の給水口とステージとの間隔、及び冷却水の流量と流速の両方を制御した。しかしながら、冷却水の給水口とステージとの間隔、又は冷却水の流量と流速のいずれかを制御してもよい。これにより、ステージ上の水膜の厚さを２ｍｍ〜３ｍｍに制御することが好ましい。また、ステージの上方に光を透過する部材で形成された天井板（図示しない）を設け、天井板とステージ間に水流を流すことで、水膜の厚さを制御してもよい。この構成によれば、水膜中への気泡の混入を抑制し、安定したレーザ照射を行うことができる。
【００５５】
また、上記実施形態では、基板を加熱する加熱部の一例としてレーザ光を例に挙げて説明したが、加熱部はこれに限らない。例えば、加熱部は、光パルス処理、紫外線処理、その他の加熱処理により基板を加熱してもよい。また、加熱部には、その他の加熱処理が用いられてもよく、例えば、キセノンランプ、エキシマランプ、ハロゲンランプ、カーボンヒーター等が用いられてもよい。
【００５６】
また、上記実施形態では、金属配線パターンの形成を例に挙げて説明したが、これに限らない。例えば、本発明に係る焼成装置及び焼成方法は、有機導電性材料を用いた配線パターンの形成に用いることができる。また、本発明に係る焼成装置及び焼成方法は、配線パターンだけではなく、半導体素子の形成にも用いることができる。
【００５７】
また、上記実施形態でインクが転写された基板は、被印刷体の一例であり、被印刷体はこれに限られない。被印刷体の他の例としては、ウェハやガラス基板等が挙げられる。
【符号の説明】
【００５８】
１：焼成装置、１０：窓部、１２：排水口、２０：ステージ、２４：排水路、５０：冷却部、５２：給水管、５２ａ：給水口、５６：給水源、６０：レーザ光源、１００：制御部、１０１：ＣＰＵ、Ｃ：チャンバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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