(57)【要約】【課題】  バス配線パターン７３ａに対して交差するフィンガー配線パターン７１ａ，７１ｂを基板９の主面に形成する際に、フィンガー配線パターン７１ａを厚膜（高アスペクト比）に形成するとともに、基板９上の露出面にフィンガー配線パターン７１ａ，７１ｂの終端太り３および終端細り４が発生することを防止する。【解決手段】  第１のフィンガー配線パターン７１ａを塗布形成するために、ペースト７を吐出しつつ基板９に対して相対移動する第１ノズル４７が第２のバス配線領域７３ｂＡ上または第２のバス配線パターン７３ｂ上に到達したときに、第１ノズル４７からのペースト７の吐出を停止する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に第１方向に延びる線状の第１パターンを形成するために、基板の主面に向けて塗布液を吐出するノズルに対して、基板を第１方向に沿って相対移動させる移動工程と、
移動工程において基板に対して相対移動するノズルが、第１方向と交差する第２方向に延びる第２パターンを形成すべき基板の主面内の第２領域上に到達したときに、ノズルからの塗布液の吐出を停止する吐出停止工程と、
を含むことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項２】
基板上に第１方向に延びる線状の第１パターンを形成するために、基板の主面に向けて塗布液を吐出するノズルに対して、基板を第１方向に沿って相対移動させる移動工程と、
移動工程において基板に対して相対移動するノズルが、基板上に形成された第１方向と交差する第２方向に延びる第２パターン上に到達したときに、ノズルからの塗布液の吐出を停止する吐出停止工程と、
を含むことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載されるパターン形成方法において、
基板が太陽電池パネル用の基板であり、
塗布液が導電性を有する導電性のペーストであり、
第１パターンがフィンガー配線用の塗布パターンであり、
第２パターンがフィンガー配線と直交するバス配線用の塗布パターンであることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項４】
塗布液を吐出するノズルと、
その主面内の第２領域に第２方向に延びる第２パターンを形成すべき基板を、第２方向と交差する第１方向に沿ってノズルに対して相対移動させる移動手段と、
塗布液を吐出しつつ移動手段によって基板に対して相対移動するノズルが、第２領域上に到達したときに、ノズルからの塗布液の吐出を停止する制御手段と、
を備えることを特徴とするパターン形成装置。
【請求項５】
塗布液を吐出するノズルと、
その主面に第２方向に延びる第２パターンが形成された基板を、第２方向と交差する第１方向に沿ってノズルに対して相対移動させる移動手段と、
塗布液を吐出しつつ移動手段により基板に対して相対移動するノズルが第２パターン上に到達したときに、ノズルからの塗布液の吐出を停止する制御手段と、
を備えることを特徴とするパターン形成装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載されるパターン形成装置において、
基板が太陽電池パネル用の基板であり、
塗布液が導電性を有する導電性のペーストであり、
第１パターンがフィンガー配線用の塗布パターンであり、
第２パターンがフィンガー配線と直交するバス配線用の塗布パターンであることを特徴とするパターン形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、太陽電池パネル用の基板上に配線パターンなどのパターンを塗布形成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、図１０（ａ）に示すように太陽電池パネルは、基板９の表面に出力を取り出すための表面用のバス配線９３と、このバス配線９３の長手方向に対して直交する方向に交差するとともに互いに平行に設けられた複数のフィンガー配線９１が形成されている（例えば、特許文献１参照）。基板９は例えばシリコン基板であり、その表面にはｎ型拡散層が形成され、このｎ型拡散層の表面にバス配線９３とフィンガー配線９１が形成されている。また、バス配線９３とフィンガー配線９１を除くｎ型拡散層の表面には反射防止膜が形成されている。
【０００３】
上述のバス配線９３、フィンガー配線９１などの各配線を形成する方法として、スクリーン印刷法を用い、基板上に導電性のペーストを印刷して配線を形成する方法が知られている。スクリーン印刷法により形成されるフィンガー配線は、例えば、その幅が１２０μｍで、その高さが２０μｍであり、その断面は扁平な矩形状である。
【０００４】
近年、太陽電池パネルによる光電変換効率を向上させるために、上記フィンガー配線９１の幅を小さくして、基板９の表面における受光面積を大きくすることが検討されている。しかしながら、フィンガー配線９１の幅を小さくすると、フィンガー配線９１の断面積が小さくなる。この結果、フィンガー配線９１の電気抵抗が大きくなり、フィンガー配線９１による集電能力が低下する。
【０００５】
集電能力の低下を防止するためにフィンガー配線９１を厚膜化することにより、電気抵抗の増加を抑制する方法が考えられる。換言すれば、フィンガー配線９１の幅は小さくするが、その高さを大きくして高アスペクト比の配線を形成することによりフィンガー配線９１の断面積を大きくし、電気抵抗の増加を抑制する方法が考えられる。しかしながら、スクリーン印刷法により配線を厚膜化することは難しく、高アスペクト比のフィンガー配線９１を容易に形成することができない、という問題が発生する。
【０００６】
そこで、スクリーン印刷法に替えて、例えば特許文献２に記載されるような塗布方法を用いて配線を塗布形成する方法が考えられる。この塗布方法によれば基板上に線状に塗布液を複数の吐出口から供給するとともに、基板上に供給された塗布液に光を照射して塗布液を硬化させることによって、厚膜（高アスペクト比）の塗布パターンを形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５‐３５３８５１号公報（例えば、図１、図２）
【特許文献２】特開２００２‐１８４３０３号公報（例えば、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述の塗布方法を用いて基板９上にバス配線パターン７３と交差するフィンガー配線パターン７１を形成すると次のような問題が発生する。すなわち、図１０（ｂ）に示すように、フィンガー配線パターン７１の塗布終了端において、塗布パターンの線幅が大きくなる、所謂、終端太り３が発生する。または、フィンガー配線パターン７１の塗布終了端において、塗布パターンの線幅が小さくなる、または、塗布パターンが形成されない、所謂、終端細り４が発生する。
【０００９】
上述の終端太り３および終端細り４は、塗布液のチキソトロピー（チキソ性、揺変性）に起因して、塗布終了端において、塗布動作ごと、または、吐出口ごとに吐出される塗布液の流量が異なるために発生する。このように基板９上のフィンガー配線パターン７１およびバス配線パターン７３が形成されていない露出面に終端太り３が発生すると、その分だけ基板９表面の受光面積が狭くなるため、光電変換効率が低下する。また、基板９の露出面に終端細り４が発生すると、フィンガー配線９１による集電能力が低下する。
【００１０】
本発明の目的は、上述のような点に鑑み、例えばフィンガー配線のような塗布パターンを基板の主面に形成する際に、塗布パターンを厚膜（高アスペクト比）に形成することができるとともに、基板上の露出面に塗布パターンの終端太りおよび終端細りが発生することを防止することができるパターン形成方法およびパターン形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に係る発明（パターン形成方法）は、基板上に第１方向に延びる線状の第１パターンを形成するために、基板の主面に向けて塗布液を吐出するノズルに対して、基板を第１方向に沿って相対移動させる移動工程と、移動工程において基板に対して相対移動するノズルが、第１方向と交差する第２方向に延びる第２パターンを形成すべき基板の主面内の第２領域上に到達したときに、ノズルからの塗布液の吐出を停止する吐出停止工程と、を含むことを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る発明（パターン形成方法）は、基板上に第１方向に延びる線状の第１パターンを形成するために、基板の主面に向けて塗布液を吐出するノズルに対して、基板を第１方向に沿って相対移動させる移動工程と、移動工程において基板に対して相対移動するノズルが、基板上に形成された第１方向と交差する第２方向に延びる第２パターン上に到達したときに、ノズルからの塗布液の吐出を停止する吐出停止工程と、を含むことを特徴とする。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載されるパターン形成方法において、基板が太陽電池パネル用の基板であり、塗布液が導電性を有する導電性のペーストであり、第１パターンがフィンガー配線用の塗布パターンであり、第２パターンがフィンガー配線と直交するバス配線用の塗布パターンであることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に係る発明（パターン形成装置）は、塗布液を吐出するノズルと、その主面内の第２領域に第２方向に延びる第２パターンを形成すべき基板を、第２方向と交差する第１方向に沿ってノズルに対して相対移動させる移動手段と、塗布液を吐出しつつ移動手段によって基板に対して相対移動するノズルが、第２領域上に到達したときに、ノズルからの塗布液の吐出を停止する制御手段と、を備える。
【００１５】
請求項５に係る発明（パターン形成装置）は、塗布液を吐出するノズルと、その主面に第２方向に延びる第２パターンが形成された基板を、第２方向と交差する第１方向に沿ってノズルに対して相対移動させる移動手段と、塗布液を吐出しつつ移動手段により基板に対して相対移動するノズルが第２パターン上に到達したときに、ノズルからの塗布液の吐出を停止する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項６に係る発明は、請求項４または請求項５に記載されるパターン形成装置において、基板が太陽電池パネル用の基板であり、塗布液が導電性を有する導電性のペーストであり、第１パターンがフィンガー配線用の塗布パターンであり、第２パターンがフィンガー配線と直交するバス配線用の塗布パターンであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１から請求項６のいずれかに係る発明によれば、例えばバス配線に対して交差するフィンガー配線のような塗布パターンを基板の主面に形成する際に、塗布パターンを厚膜（高アスペクト比）に形成することができるとともに、基板上の露出面に終端太りおよび終端細りが発生することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態のパターン形成装置１，１ａを模式的に示す側面図である。
【図２】パターン形成装置１，１ａの正面図である。
【図３】第１形成部および第２形成部の構成を示す図である。
【図４】実施形態の電気的構成を示すブロック図である。
【図５】第１実施形態の動作の流れを示すフロー図である。
【図６】ステップＳ３２等の動作の流れを示すフロー図である。
【図７】第２実施形態の動作の流れを示すフロー図である。
【図８】各実施形態におけるパターンの形成状態を示す図である。
【図９】終端部の状態を示す図である。
【図１０】太陽電池パネルを示す図と、従来のパターン形成状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
＜第１実施形態＞
図１は本発明の第１実施形態を示すパターン形成装置１を模式的に示す側面図であり、図２はパターン形成装置１の正面図である。パターン形成装置１は例えば図１０（ａ）に示す太陽電池パネルを製造するために基板９上にバス配線９３用のバス配線パターン７３およびフィンガー配線９１用のフィンガー配線パターン７１を塗布形成する装置である。
【００２０】
基板９は、例えば、単結晶シリコンや多結晶シリコンなどからなるｐ型半導体であるシリコン基板である。また、上記バス配線９３およびフィンガー配線９１が形成されるべき基板９の表面側にはｎ型拡散層が形成され、このｎ型拡散層上には反射防止膜が形成されている。
【００２１】
パターン形成装置１は、図１に示すように基板載置部２０、駆動部３０、第１形成部４０および第２形成部５０を備える。基板載置部２０は上からステージ２１、昇降部２２、ベース部２３およびナット部２５が積層された構造を有する。ステージ２１はその上面にて基板９を水平に保持する。ベース部２３はターンテーブル機構を備え、このターンテーブル機構が昇降部を介してステージ２１を水平面内において９０度、回動可能に支持する。また、ベース部２３は一対のガイドレール３７に対して滑動自在に連結される連結部を備える。ナット部２５はベース部２３の下面に固定されている。
【００２２】
ベース部２３とステージ２１との間には、昇降部２２が設けられている。昇降部２２は、ベース部２３に対してステージ２１を昇降させ、ステージ２１に載置された基板９の高さ（Ｚ方向位置）を位置決めする。昇降部２２としては、例えばソレノイドや圧電素子などのアクチュエータによるもの、ギヤによるもの、楔の噛み合わせによるものなどを用いることができる。
【００２３】
駆動部３０は、基台３１の（＋Ｘ）側端の上面に固定されたモータ３５を備える。モータ３５はサーボモータでありエンコーダを内蔵している。モータ３５の回転軸にはボール螺子３３が固定されている。ボール螺子３３の（−Ｘ）側端部は基台３１の（−Ｘ）側端部の上面に、Ｘ軸周りに回転自在に固定されている。ボール螺子３３は上記ナット部２５に螺合されている。Ｙ方向に並列配置された一対のガイドレール３７は基台３１の上面にＸ方向に沿って延設されている。ガイドレール３７は上記ベース部２３を滑動自在に支持するとともに基板載置部２０の移動方向を規定する。なお、基板載置部２０および駆動部３０が本発明の移動手段に相当する。
【００２４】
第１形成部４０はフィンガー配線用の配線パターン（フィンガー配線パターン７１）を基板９の主面に形成するための形成部である。第１形成部４０はペースト７を吐出する複数の第１ノズル４７を備える。複数の第１ノズル４７はＹ方向に延びる第１ヘッド４１の下部にＹ方向に沿って列状に設けられている。第１ヘッド４１は基板載置部２０をＹ方向に沿って跨ぐように基台３１に設けられたフレーム８１の梁部に取り付けられている。
【００２５】
第１ヘッド４１には配管４２の一方端が流路接続されている。配管４２の他方端は図示しないエア（空気）の供給源に流路接続されている。配管４２の途中には配管４２の流路を開閉するためのバルブ４５と、第１ヘッド４１に供給するエアの圧力を調整するレギュレータ４６が介装されている。また、第１ヘッド４１内にペースト７を供給する図示しないペースト供給機構が設けられている。
【００２６】
パターンを形成するための高粘度材料からなる塗布液であるペースト７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。導電性粒子は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。
【００２７】
図３（ａ）に示すように第１ヘッド４１の内部にはマニホールド（内部空間）８７が形成されている。また、第１ヘッド４１の内部にはマニホールド８７をその上方空間と下方空間（液溜り部）とに仕切るとともに、Ｚ方向に摺動自在なピストン８３が設けられる。ピストン８３より上方にあるマニホールド８７の上方空間には配管４２が流路接続されている。また、ピストン８３より下方にあるマニホールド８７の下方空間にはペースト７が充填されている。マニホールド８７の下方空間は、第１ノズル４７の流路に向かうに連れて、その断面積（単位長さ当たりの容積）が小さくなる先細り形状となっている。
【００２８】
図３（ａ），（ｂ）に示すように第１ヘッド４１の下部に複数（例えば１６個）の第１ノズル４７が鉛直下向き（−Ｚ方向向き）、かつ、Ｙ方向に列状に設けられる。第１ノズル４７の下端部には円形の吐出口８５が設けられ、この吐出口８５とマニホールド８７の下方空間とが、第１ノズル４７内に形成された流路によって連通している。なお、第１ノズル４７の流路内の容積（体積）はマニホールド８７の下方空間内の容積（体積）よりも小さい。吐出口８５のＹ方向の幅寸法（直径寸法）は、形成すべきフィンガー配線パターン７１の幅寸法とほぼ等しく、例えば５０μｍであり、複数の吐出口８５の間隔は複数本のフィンガー配線パターン７１の間隔とほぼ等しい。
【００２９】
図１に戻り、第１形成部４０は複数（例えば１６個）の第１光照射部６１を備える。複数の第１光照射部６１は複数の第１ノズル４７の（＋Ｘ）側の位置に所定間隔を空けて、それぞれ第１ノズル４７に並設されるようにフレーム８１に固定される。つまり、第１ヘッド４１の第１ノズル４７と第１光照射部６１はフレーム８１に一体的に固定されている。第１照射部４７には光ファイバー６２の一方端が光学的に接続されている。光ファイバー６２の他方端は第１光源部６３に光学的に接続されている。第１光源部６３は紫外線を放射する光源と、光源と光ファイバー６３との間に配置されたシャッター機構を有する。
【００３０】
第２形成部５０は第１形成部４０より（＋Ｘ）側に配置されている。第２形成部５０はバス配線用のパターン（バス配線パターン７３）を基板９の主面に形成するための形成部である。第２形成部５０はペースト７を吐出する複数の第２ノズル５７を備える。複数の第２ノズル５７はＹ方向に延びる第２ヘッド５１の下部にＹ方向に沿って列状に設けられている。第２ヘッド５１は基板載置部２０をＹ方向に沿って跨ぐように基台３１に設けられたフレーム８２の梁部に取り付けられている。
【００３１】
第２ヘッド５１には配管５２の一方端が流路接続されている。配管５２の他方端は図示しないエア（空気）の供給源に流路接続されている。配管５２の途中には配管５２の流路を開閉するためのバルブ５５と、第２ヘッド５１に供給するエアの圧力を調整するレギュレータ５６が介装されている。また、第２ヘッド５１内にペースト７を供給する図示しないペースト供給機構が設けられている。
【００３２】
図３（ａ）に示すように、第２ヘッド５１は、第１ヘッド４１と同様に、その内部にはマニホールド８８が形成され、また、ピストン８４が設けられる。ピストン８４より上方にあるマニホールド８７の上方空間には配管５２が流路接続されている。また、ピストン８４より下方にあるマニホールド８８の下方空間にはペースト７が充填されている。
【００３３】
図３（ａ），（ｃ）に示すように第２ヘッド５１の下部に複数の第２ノズル５７が鉛直下向き（−Ｚ方向向き）、かつ、Ｙ方向に列状に設けられる。第２ノズル５７の下端部には矩形の吐出口８６が設けられ、この吐出口８６とマニホールド８８の下方空間とが、第２ノズル５７内に形成された流路によって連通している。吐出口８６のＹ方向の幅寸法は、形成すべきバス配線パターン７３の幅寸法とほぼ等しく、例えば２ｍｍであり、複数の吐出口８６の間隔は複数本のバス配線パターン７３の間隔とほぼ等しい。
【００３４】
図１に戻り、第２形成部５０は複数（例えば２個）の第２光照射部６４をさらに備える。第２光照射部６４は第２ノズル５７の（＋Ｘ）側の位置に所定間隔を空けて、それぞれ第２ノズル５７に並設されるようにフレーム８２に固定される。つまり、第２ヘッド５１の第２ノズル５７と第２光照射部６４はフレーム８２に一体的に固定されている。第２光照射部６４には光ファイバー６５の一方端が光学的に接続されている。光ファイバー６５の他方端は第２光源部６６に光学的に接続されている。第２光源部６６は紫外線を放射する光源と、光源と光ファイバー６５との間に配置されたシャッター機構を有する。
【００３５】
図４はパターン形成装置１の電気的構成を示すブロック図である。制御部６０はＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどから構成されるコンピュータである。ＲＯＭにはパターン形成装置１の動作を制御するためのプログラムなどが記憶されている。
【００３６】
制御部６０はベース部２３に電気的に接続され、ベース部２３が備えるターンテーブル機構の回動動作を制御する。制御部６０は昇降部２２に電気的に接続され、昇降部２２の昇降動作を制御する。制御部６０はバルブ４５，５５に電気的に接続され、各バルブの開閉動作を制御する。制御部６０は第１光源部６３および第２光源部６６にそれぞれ電気的に接続され、各光源部内の光源の点灯・消灯やシャッター機構の開閉動作を制御する。
【００３７】
また、制御部６０はモータ３５に電気的に接続され、モータ３５の駆動・停止、回転数および回転方向などを制御するとともに、モータ３５からのフィードバック情報を取得する。また、制御部６０はモータ３５からのフィードバック情報に基づいて基板載置部２０のＸ方向における原点位置からの移動距離を算出して検出する。換言すれば、制御部６０はステージ２１に載置された基板９のＸ方向における位置を算出して検出する。なお、制御部６０は本発明の制御手段に相当する。
【００３８】
次にパターン形成装置１の動作について、図５に示すフロー図を参照して説明する。まず、図５に示すステップＳ１０において、図１の（−Ｘ）側端部（原点位置）に配置されたステージ２１上の所定位置に図示しない搬送ロボットまたは操作者により基板９が載置され、基板が搬入される（基板搬入工程）。基板が搬入されると制御部６０はモータ３５の駆動を開始してボール螺子３３を回転駆動させる。ボール螺子３３が回転駆動されるとナット部２５が（＋Ｘ）方向に駆動されて、ステージ２１を含む基板載置部２０が（＋Ｘ）方向への移動を開始する（ステップＳ２０、ステージ移動開始工程）。
【００３９】
ステップＳ３２において、第１のフィンガー配線パターン７１ａの塗布工程（第１塗布工程）が実行される。この工程により基板９の主面上に塗布形成される第１のフィンガー配線パターン７１ａは、図８（ａ）に示すように、その塗布開始位置から後工程にて第２のバス配線パターン７３ｂが形成されるべき第２のバス配線領域７３ｂＡ上まで延びる互いに平行な複数（例えば１６本）の線状パターンである。なお、第１のフィンガー配線パターン７１ａ、第２のバス配線パターン７３ｂおよび第２のバス配線領域７３ｂＡが、本発明の第１パターン、第２パターンおよび第２領域にそれぞれ相当する。
【００４０】
ステップＳ３２では、まず、制御部６０はモータ３５から取得したフィードバック情報に基づいてステージ２１のＸ方向における位置を算出して、移動するステージ２１上の基板９の主面内における第１のフィンガー配線パターン７１ａの塗布開始位置が第１形成部４０の第１ノズル４７の下方に到達したことを検出したときに、モータ３５の駆動を停止してステージ２１の移動を止める。
【００４１】
次に制御部６０はバルブ４５を開ける。制御部６０によってバルブ４５が開けられると、加圧されたエアが配管４２を介して第１ヘッド４１内のマニホールド８７の上方空間に供給される。上方空間に供給されたエアの圧力によってピストン８３が押し下げられ、この結果、マニホールド８７の下方空間に充填されたペースト７が複数の吐出口８５からそれぞれ吐出される。第１ノズル４７の吐出口８５から塗布開始位置にペースト７が供給された直後に、制御部６０はモータ３５を駆動させて、ステージ２１を（＋Ｘ）方向に移動させる（図６のステップＳ１１０、移動工程）。また、基板９の主面上に供給されたペースト７に対して光照射部６１から光（紫外線）が照射されてペースト７が硬化する。この結果、（＋Ｘ）方向に延びる互いに平行な１６本の第１のフィンガー配線パターン７１ａが塗布形成されて行く。
【００４２】
次に制御部６０はモータ３５から取得したフィードバック情報に基づいてステージ２１のＸ方向における位置を算出して、移動するステージ２１上の基板９の主面内における第２のバス配線領域７３ｂＡが第１形成部４０の第１ノズル４７の下方に到達したことを検出したときに、制御部６０はバルブ４５を閉じて第１ノズル４７からのペースト７の吐出を停止するとともに、モータ３５の駆動を停止してステージ２１の移動を止める（図６のステップＳ１２０、吐出停止工程）。
【００４３】
上記吐出停止工程（ステップ１２０）において、図８（ａ），図９（ａ）に示すように１６本の第１のフィンガー配線パターン７１ａの内の数本に、その塗布終了端に塗布パターンの線幅が大きくなる終端太り３、または、塗布パターンの線幅が小さくなる、または、塗布パターンが形成されない終端細り４が発生する。終端太り３または終端細り４は、ペースト７の吐出停止動作時に第１ノズル４７から吐出されるペースト７の流量が安定しないことが原因で発生する。このようにペースト７の流量が安定しないのは、ペースト７がチキソトロピー（チキソ性、揺変性）を有するためである。吐出停止動作時において、第１ヘッド４１および第１ノズル４７内のペースト７に対してピストン８３から加えられるせん断力が低下する。このとき、ペースト７はチキソトロピーを有するので、その粘度が上昇する。この粘度上昇の具合が塗布動作ごとに異なるため、塗布動作ごとに吐出停止動作時に第１ノズル４７から吐出されるペースト７の流量が安定せず、この結果、終端太り３または終端細り４が発生する場合がある。また、複数の第１ノズル４７が配置される場合は、同一の吐出停止動作時においても各第１ノズル４７から吐出されるペースト７の粘度上昇の具合が異なるため、各第１ノズル４７から吐出されるペースト７の流量が相異する。この結果、複数の第１のフィンガー配線パターン７１ａの内の数本に、終端太り３または終端細り４が発生する場合がある。
【００４４】
次に図５に示すステップＳ３４において、第２のフィンガー配線パターン７１ｂの塗布工程（第２塗布工程）が実行される。この工程により基板９の主面上に塗布形成される第２のフィンガー配線パターン７１ｂは、図８（ａ）に示すように、その塗布開始位置から後工程にて第２のバス配線パターン７３ｂが形成されるべき第２のバス配線領域７３ｂＡ上まで延びる互いに平行な複数（例えば１６本）の線状パターンである。なお、第２のフィンガー配線パターン７１ｂも本発明の第１パターンに相当する。
【００４５】
ステップＳ３４では、まず、制御部６０は（＋Ｘ）方向へのステージ２１の移動を再開した後、モータ３５から取得したフィードバック情報に基づいてステージ２１のＸ方向における位置を算出して、移動するステージ２１上の基板９の主面内における第２のフィンガー配線パターン７１ｂの塗布開始位置が第１形成部４０の第１ノズル４７の下方に到達したことを検出したときに、モータ３５の駆動を停止してステージ２１の移動を止める。
【００４６】
次に制御部６０はバルブ４５を開ける。制御部６０によってバルブ４５が開けられると、加圧されたエアが配管４２を介して第１ヘッド４１内のマニホールド８７の上方空間に供給される。上方空間に供給されたエアの圧力によってピストン８３が押し下げられ、この結果、マニホールド８７の下方空間に充填されたペースト７が複数の吐出口８５からそれぞれ吐出される。第１ノズル４７の吐出口８５から塗布開始位置にペースト７が供給された直後に、制御部６０はモータ３５を駆動させて、ステージ２１を（−Ｘ）方向に移動させる（図６のステップＳ１１０、移動工程）。この結果、（−Ｘ）方向に延びる互いに平行な１６本の第２のフィンガー配線パターン７１ｂが塗布形成されて行く。
【００４７】
次に制御部６０はモータ３５から取得したフィードバック情報に基づいてステージ２１のＸ方向における位置を算出して、移動するステージ２１上の基板９の主面内における第２のバス配線領域７３ｂＡが第１形成部４０の第１ノズル４７の下方に到達したことを検出したときに、制御部６０はバルブ４５を閉じて第１ノズル４７からのペースト７の吐出を停止するとともに、モータ３５の駆動を停止してステージ２１の移動を止める（図６のステップＳ１２０、吐出停止工程）。次にステージ２１を（＋Ｘ）方向に移動させつつ、基板９の主面上に供給されたペースト７に対して光照射部６１から光（紫外線）を照射してペースト７を硬化させる。
【００４８】
第２のフィンガー配線パターン７１ｂの吐出停止工程（ステップ１２０）においても、上記第１のフィンガー配線パターン７１ａの吐出停止工程と同様に、図８（ａ），図９（ａ）に示すように１６本の第２のフィンガー配線パターン７１ｂの内の数本に、その塗布終了端に塗布パターンの線幅が大きくなる終端太り３、または、塗布パターンの線幅が小さくなる、または、塗布パターンが形成されない終端細り４が発生する。
【００４９】
上述のようにステップＳ３２，ステップＳ３４において第１または第２のフィンガー配線パターン７１ａ，７１ｂを塗布形成する際に、第１ノズル４７から基板９の主面に供給されたペースト７の断面形状は、吐出口８５から吐出された直後のペースト７の形状が維持されて、その断面寸法を例えば幅が５０μｍ、高さが５０μｍとなるように形成することができる。従来のスクリーン印刷法を用いた場合のフィンガー配線の断面寸法は例えば幅が１２０μｍ、高さが２０μｍであり、本実施形態のパターン形成方法を用いる方が、厚膜の配線パターンを形成することができる。すなわち、本実施形態のパターン形成方法によれば、断面寸法の幅に対する高さの比を大きくすることができ、高アスペクト化を図ることができる。
【００５０】
図５に戻りステップＳ３４が完了すると、制御部６０はベース部２３のターンテーブル機構によって、基板９を保持したステージ２１を９０度、回動させる。ステージ２１が９０度、回動すると基板９上に形成されたフィンガー配線パターン７１ａ，７１ｂの長手方向がＹ方向と平行になる（ステップＳ４０、ステージ９０度回動工程）。
【００５１】
次にステップＳ５０では、制御部６０はモータ３５から取得したフィードバック情報に基づいてステージ２１のＸ方向における位置を算出して、移動するステージ２１上の基板９の主面内における第１および第２のバス配線パターン７３ａ，７３ｂの塗布開始位置が第２形成部５０の第２ノズル５７の下方に到達したことを検出したときに、制御部６０はバルブ５５を開ける。制御部６０によってバルブ５５が開けられると、加圧されたエアが配管５２を介して第２ヘッド５１内のマニホールド８８の上方空間に供給される。上方空間に供給されたエアの圧力によってピストン８４が押し下げられ、この結果、マニホールド８８の下方空間に充填されたペースト７が複数の吐出口８６からそれぞれ吐出される。第２ノズル５７の２個の吐出口８６から吐出されたペースト７は、Ｘ方向に移動する基板９の主面にそれぞれ線状に供給される。また、基板９の主面上に供給されたペースト７に対して光照射部６４から光（紫外線）が照射されてペースト７が硬化する。この結果、Ｘ方向に沿うとともに互いに平行な２本のバス配線パターン７３ａ，７３ｂが塗布停止位置まで形成される（第３塗布工程）。
【００５２】
制御部６０はモータ３５から取得したフィードバック情報に基づいてステージ２１のＸ方向における位置を算出して、基板９がバス配線パターン７３ａ，７３ｂの塗布停止位置に到達したことを検出したときに、制御部６０はバルブ５５を閉じて第２ノズル５７からのペースト７の吐出を停止する。この結果、第１のバス配線パターン７３ａが第１のバス配線領域７３ａＡに形成され、第２のバス配線パターン７３ｂが第２のバス配線領域７３ｂＡに形成される。第２ノズル４７から基板９の主面に供給されたペースト７の断面形状は、吐出口８６から吐出された直後のペースト７の形状が維持されて、その断面寸法は例えば、幅が２ｍｍ、高さが５０μｍとなる。
【００５３】
また、第２のバス配線パターン７３ｂは、第２のバス配線領域７３ｂＡ内において第１および第２のフィンガー配線パターン７１ａ，７１ｂのそれぞれの塗布終了端に発生している終端太り３または終端細り４の上に形成される。この結果、第１，第２のフィンガー配線パターン７１ａ，７１ｂおよび第１，第２のバス配線パターン７３ａ，７３ｂが形成されていない基板９の露出面に終端太り３および終端細り４が発生することを防止することができる。
【００５４】
次に図５のステップＳ６０においてステージ２１が図１に示す（＋Ｘ）側の端部に到達したことを制御部６０が検出すると、制御部６０はモータ３５の駆動を停止して、ステージ２１の移動を停止する（移動停止工程）。停止したステージ２１上から図示しない搬送ロボットまたは操作者が基板９を受け取り搬出する（ステップＳ７０、搬出工程）。
【００５５】
上述のように基板９の表面にある反射防止膜上に形成されたフィンガー配線パターン７１ａ，７１ｂおよびバス配線パターン７３ａ，７３ｂは、後工程である焼成工程においてファイアースルー法により反射防止膜の下に形成されているｎ型拡散層に電気的に接続されることとなる。
【００５６】
＜第２実施形態＞
上述の第１実施形態では、第１塗布工程および第２塗布工程によりフィンガー配線パターン７１ａ，７１ｂを形成した後、第３塗布工程でバス配線パターン７３ａ，７３ｂを形成したが、第２実施形態では上述の形成順序を逆にしている。
【００５７】
第２実施形態のパターン形成装置１ａは、図１に示すように、第１形成部４０に第２ヘッド５１および第２ノズル５７を設け、第１形成部４０においてバス配線パターン７３ａ，７３ｂを形成する。また、第２形成部５０に第１ヘッド４１および第１ノズル４７を設け、第２形成部５０においてフィンガー配線パターン７１ａ，７１ｂを形成する。
【００５８】
次にパターン形成装置１ａの動作について、図７に示すフロー図を参照して説明する。なお、ステップＳ１０，ステップＳ２０，ステップＳ６０およびステップＳ７０については上述の第１実施形態における動作と同様であるので、その説明を省略する。
【００５９】
図７に示すステップＳ２０の後に、ステップＳ３０においてバス配線パターンの塗布工程（第１塗布工程）が実行され、図８（ｂ）に示すようにＸ方向に沿った互いに平行な複数（例えば２本）のバス配線パターン７３ａ，７３ｂが基板９の主面に塗布形成される。なお、バス配線パターン７３ｂが本発明の第２パターンに相当する。
【００６０】
ステップＳ３０では、制御部６０はモータ３５から取得したフィードバック情報に基づいてステージ２１のＸ方向における位置を算出して、移動するステージ２１上の基板９の主面内における第１および第２のバス配線パターン７３ａ，７３ｂの塗布開始位置が第１形成部４０の第２ノズル５７の下方に到達したことを検出したときに、制御部６０はバルブ４５を開ける。制御部６０によってバルブ４５が開けられると、加圧されたエアが配管５２を介して第２ヘッド５１内のマニホールド８８の上方空間に供給される。上方空間に供給されたエアの圧力によってピストン８４が押し下げられ、この結果、マニホールド８８の下方空間に充填されたペースト７が複数の吐出口８６からそれぞれ吐出される。第２ノズル５７の２個の吐出口８６から吐出されたペースト７は、Ｘ方向に移動する基板９の主面にそれぞれ線状に供給される。また、基板９の主面上に供給されたペースト７に対して光照射部６１から光（紫外線）が照射されてペースト７が硬化する。この結果、Ｘ方向に沿うとともに互いに平行な２本のバス配線パターン７３ａ，７３ｂが塗布停止位置まで形成される（第１塗布工程）。
【００６１】
制御部６０はモータ３５から取得したフィードバック情報に基づいてステージ２１のＸ方向における位置を算出して、基板９がバス配線パターン７３ａ，７３ｂの塗布停止位置に到達したことを検出したときに、制御部６０はバルブ４５を閉じて第２ノズル５７からのペースト７の吐出を停止する。この結果、第１のバス配線パターン７３ａが第１のバス配線領域７３ａＡに形成され、第２のバス配線パターン７３ｂが第２のバス配線領域７３ｂＡに形成される。第２ノズル４７から基板９の主面に供給されたペースト７の断面形状は、吐出口８６から吐出された直後のペースト７の形状が維持されて、その断面寸法は例えば、幅が２ｍｍ、高さが５０μｍとなる。なお、第２のバス配線パターン７３ｂが本発明の第２パターンに相当する。
【００６２】
ステップＳ３０が完了すると、制御部６０はベース部２３のターンテーブル機構によって、基板９を保持したステージ２１を９０度、回動させる。ステージ２１が９０度、回動すると基板９上に形成されたバス配線パターン７３ａ，７３ｂの長手方向がＹ方向と平行になる（ステップＳ４０、ステージ９０度回動工程）。
【００６３】
次にステップＳ５２において、第１のフィンガー配線パターン７１ａの塗布工程（第２塗布工程）が実行される。この工程により基板９の主面上に塗布形成される第１のフィンガー配線パターン７１ａは、図８（ｂ）に示すように、その塗布開始位置から上記ステップＳ３０にて形成された第２のバス配線パターン７３ｂ上まで延びる互いに平行な複数（例えば１６本）の線状パターンである。なお、第１のフィンガー配線パターン７１ａが本発明の第１パターンに相当する。
【００６４】
ステップＳ５２では、まず、制御部６０はモータ３５から取得したフィードバック情報に基づいてステージ２１のＸ方向における位置を算出して、移動するステージ２１上の基板９の主面内における第１のフィンガー配線パターン７１ａの塗布開始位置が第２形成部５０の第１ノズル４７の下方に到達したことを検出したときに、モータ３５の駆動を停止してステージ２１の移動を止める。
【００６５】
次に制御部６０はバルブ５５を開ける。制御部６０によってバルブ５５が開けられると、加圧されたエアが配管５２を介して第１ヘッド４１内のマニホールド８７の上方空間に供給される。上方空間に供給されたエアの圧力によってピストン８３が押し下げられ、この結果、マニホールド８７の下方空間に充填されたペースト７が複数の吐出口８５からそれぞれ吐出される。第１ノズル４７の吐出口８５から塗布開始位置にペースト７が供給された直後に、制御部６０はモータ３５を駆動させて、ステージ２１を（＋Ｘ）方向に移動させる（図６のステップＳ１１０、移動工程）。また、基板９の主面上に供給されたペースト７に対して光照射部６４から光（紫外線）が照射されてペースト７が硬化する。この結果、（＋Ｘ）方向に延びる互いに平行な１６本の第１のフィンガー配線パターン７１ａが塗布形成される。
【００６６】
次に制御部６０はモータ３５から取得したフィードバック情報に基づいてステージ２１のＸ方向における位置を算出して、移動するステージ２１上の基板９の主面上に形成された第２のバス配線パターン７３ｂが第２形成部５０の第１ノズル４７の下方に到達したことを検出したときに、制御部６０はバルブ５５を閉じて第１ノズル４７からのペースト７の吐出を停止するとともに、モータ３５の駆動を停止してステージ２１の移動を止める（図６のステップＳ１２０、吐出停止工程）。
【００６７】
上記吐出停止工程（ステップ１２０）において、図８（ｂ），図９（ａ）に示すように１６本の第１のフィンガー配線パターン７１ａの内の数本に、その塗布終了端に塗布パターンの線幅が大きくなる終端太り３、または、塗布パターンの線幅が小さくなる、または、塗布パターンが形成されない終端細り４が発生する。終端太り３または終端細り４は、上記第１実施形態と同様に、ペースト７の吐出停止動作時に第１ノズル４７から吐出されるペースト７の流量が安定しないことが原因で発生する。
【００６８】
次に図７に示すステップＳ５４において、第２のフィンガー配線パターン７１ｂの塗布工程（第３塗布工程）が実行される。この工程により基板９の主面上に塗布形成される第２のフィンガー配線パターン７１ｂは、図８（ｂ）に示すように、その塗布開始位置から上記ステップＳ３０にて形成された第２のバス配線パターン７３ｂ上まで延びる互いに平行な複数（例えば１６本）の線状パターンである。なお、第２のフィンガー配線パターン７１ｂも本発明の第１パターンに相当する。
【００６９】
ステップＳ５４では、まず、制御部６０は（＋Ｘ）方向へのステージ２１の移動を再開した後、モータ３５から取得したフィードバック情報に基づいてステージ２１のＸ方向における位置を算出して、移動するステージ２１上の基板９の主面内における第２のフィンガー配線パターン７１ｂの塗布開始位置が第２形成部４０の第１ノズル４７の下方に到達したことを検出したときに、モータ３５の駆動を停止してステージ２１の移動を止める。
【００７０】
次に制御部６０はバルブ５５を開ける。制御部６０によってバルブ５５が開けられると、加圧されたエアが配管５２を介して第１ヘッド４１内のマニホールド８７の上方空間に供給される。上方空間に供給されたエアの圧力によってピストン８３が押し下げられ、この結果、マニホールド８７の下方空間に充填されたペースト７が複数の吐出口８５からそれぞれ吐出される。第１ノズル４７の吐出口８５から塗布開始位置にペースト７が供給された直後に、制御部６０はモータ３５を駆動させて、ステージ２１を（−Ｘ）方向に移動させる（図６のステップＳ１１０、移動工程）。
【００７１】
次に制御部６０はモータ３５から取得したフィードバック情報に基づいてステージ２１のＸ方向における位置を算出して、移動するステージ２１上の基板９の主面に形成された第２のバス配線パターン７３ｂが第２形成部５０の第１ノズル４７の下方に到達したことを検出したときに、制御部６０はバルブ５５を閉じて第１ノズル４７からのペースト７の吐出を停止するとともに、モータ３５の駆動を停止してステージ２１の移動を止める（図６のステップＳ１２０、吐出停止工程）。この結果、（−Ｘ）方向に延びる互いに平行な１６本の第２のフィンガー配線パターン７１ｂが塗布形成される。次にステージ２１を（＋Ｘ）方向に移動させつつ、基板９の主面上に供給されたペースト７に対して光照射部６４から光（紫外線）を照射してペースト７を硬化させる。
【００７２】
第２のフィンガー配線パターン７１ｂの吐出停止工程（ステップ１２０）においても、上記第１のフィンガー配線パターン７１ａの吐出停止工程と同様に、図８（ｂ），図９（ａ）に示すように１６本の第２のフィンガー配線パターン７１ｂの内の数本に、その塗布終了端に塗布パターンの線幅が大きくなる終端太り３、または、塗布パターンの線幅が小さくなる、または、塗布パターンが形成されない終端細り４が発生する。
【００７３】
上述のようにステップＳ５２，ステップＳ５４において第１または第２のフィンガー配線パターン７１ａ，７１ｂを塗布形成する際に、第１ノズル４７から基板９の主面に供給されたペースト７の断面形状は、吐出口８５から吐出された直後のペースト７の形状が維持されて、その断面寸法を例えば幅が５０μｍ、高さが５０μｍとなるように形成することができる。従来のスクリーン印刷法を用いた場合のフィンガー配線の断面寸法は例えば幅が１２０μｍ、高さが２０μｍであり、本実施形態のパターン形成方法を用いる方が、厚膜の配線パターンを形成することができる。すなわち、本実施形態のパターン形成方法によれば、断面寸法の幅に対する高さの比を大きくすることができ、高アスペクト化を図ることができる。
【００７４】
また、第２のバス配線パターン７３ｂ上に、第１および第２のフィンガー配線パターン７１ａ，７１ｂのそれぞれの塗布終了端に発生している終端太り３または終端細り４が形成される。この結果、第１，第２のフィンガー配線パターン７１ａ，７１ｂおよび第１，第２のバス配線パターン７３ａ，７３ｂが形成されていない基板９の露出面に終端太り３および終端細り４が発生することを防止することができる。
【００７５】
上述のように基板９の表面にある反射防止膜上に形成されたバス配線パターン７３ａ，７３ｂおよびフィンガー配線パターン７１ａ，７１ｂは、後工程である焼成工程においてファイアースルー法により反射防止膜の下に形成されているｎ型拡散層に電気的に接続されることとなる。
【００７６】
なお、上述の実施形態を以下のように変形実施しても良い。
図６に示す吐出停止工程（ステップＳ１２０）において、第１ノズル４７に対する基板９の移動方向をＸ方向から第２のバス配線領域７３ｂＡまたは第２のバス配線パターン７３ｂに沿ったＹ方向に変更しても良い。ステージ２１をＹ方向に駆動する機構を設け、吐出停止工程において基板９の移動を停止する直前においてステージ２１の移動方向をＸ方向からＹ方向に変更する。この結果、図９（ｂ）に示すように第１のフィンガー配線パターン７１ａおよび第２のフィンガー配線パターン７１ｂの終了端がＬ字状に形成される。このようにペースト７の吐出停止時にＬ字状のパターンを形成することにより、第１ノズル４７が第２のバス配線領域７３ｂＡ上または第２のバス配線パターン７３ｂ上を相対移動する距離が長くなる。この結果、吐出停止時においてペースト７の流量が不安定となっている期間において、第１ノズル４７を第２のバス配線領域７３ｂＡ上または第２のバス配線パターン７３ｂ上に、第１ノズル４７をより確実に配置させることができ、終端太り３または終端細り４を第２のバス配線領域７３ｂＡ上または第２のバス配線パターン７３ｂ上により確実に形成することができる。
【００７７】
上述の実施形態においては第２のバス配線領域７３ｂＡ上または第２のバス配線パターン７３ｂ上に終端太り３または終端細り４が形成されるように動作したが、第１のバス配線領域７３ａＡ上または第１のバス配線パターン７３ａ上に終端太り３または終端細り４が形成されるように動作させても良い。
【００７８】
フィンガー配線パターン７１ａ，７３ｂと比較して、高アスペクト比に形成する必要がないバス配線パターン７３ａ，７１ｂについては、スクリーン印刷など他の方法を用いて形成しても良い。
【００７９】
上述の実施形態や変形例において、光硬化性を有しないペーストを用いても良い。このようなペーストは、光硬化などの硬化処理によらず溶剤の揮発のみによって固化するペーストで、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）を含む。導電性粒子は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。この場合、ペーストを光硬化するための光照射部や光源部は不要となる。なお、光硬化性を有しないペーストを加熱するなどして硬化させる構成でも良い。
【００８０】
ピストン３８をエア圧によって弾性的に押し下げる構成に替えて、ピストン３８にロッドを連結し、このロッドをモータ及びボール螺子等を有する押下げ機構により駆動してピストン３８を押し下げても良い。
【００８１】
上記実施形態においては第１形成部４０および第２形成部５０に対して基板９が移動する構成であるが、固定配置された基板９に対して第１形成部４０および第２形成部５０をＸ方向に移動させても良い。または、固定配置された基板９に対して第１形成部４０を所定方向（例えばＸ方向）に移動させるとともに第２形成部５０を所定方向と直交する方向（例えばＹ方向）に移動させる構成でも良い。
【００８２】
バス配線パターン７３ａ，７３ｂとフィンガー配線パターン７１ａ，７１ｂのように直交関係で交差する塗布パターンに限らず、直交（９０度）以外の角度で交差する塗布パターンの形成に本発明を適用しても良い。
【００８３】
本発明によって形成するパターンは上記フィンガー配線パターンやバス配線パターンに限定されず、例えばプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）を製造する際に基板上に形成される隔壁パターンでも良い。また、基板上に形成される接着剤パターンでも良い。また、電池を製造する際に集電体上に形成される活物質材料を含むパターンでも良い。
【符号の説明】
【００８４】
１，１ａ  パターン形成装置
３        終端太り
４        終端細り
７        ペースト
９        基板
２０      基板載置部
３０      駆動部
４０      第１形成部
４１      第１ヘッド
４７      第１ノズル
５０      第２形成部
５１      第２ヘッド
５７      第２ノズル
６０      制御部
７１ａ    第１のフィンガー配線パターン
７１ｂ    第２のフィンガー配線パターン
７３ａ    第１のバス配線パターン
７３ｂ    第２のバス配線パターン
７３ａＡ  第１のバス配線領域
７３ｂＡ  第２のバス配線領域
【図１】
2012129227.tif 000003
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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