パターン形成方法およびパターン形成装置
【課題】 例えば太陽電池用のフィンガー配線パターンなどのパターンを、その開始端も含めて均一に形成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。
【解決手段】 ペーストに加えるせん断応力の増加に応じたペーストの粘度変化（粘度特性）を測定する（ステップＳ１０）。測定した粘度特性に応じて、ノズルからのペーストの吐出を開始する際における基板の移動速度条件を調整する（ステップＳ２０）。調整された速度条件で基板を移動させるとともにノズルからペーストを線状に吐出して基板上に線状のフィンガー配線パターンを塗布形成する（ステップＳ３０）。
【解決手段】 ペーストに加えるせん断応力の増加に応じたペーストの粘度変化（粘度特性）を測定する（ステップＳ１０）。測定した粘度特性に応じて、ノズルからのペーストの吐出を開始する際における基板の移動速度条件を調整する（ステップＳ２０）。調整された速度条件で基板を移動させるとともにノズルからペーストを線状に吐出して基板上に線状のフィンガー配線パターンを塗布形成する（ステップＳ３０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、太陽電池素子用の基板上に配線パターンなどのパターンを形成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、図１３（ａ）に示すように太陽電池素子用の基板９の表面には出力を取り出すためのバス配線９３と、このバス配線９３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。なお、基板９の裏面には図１３（ｂ）に示すように裏面用のバス配線９７が形成されている。また、バス配線９７を除く基板９の裏面のほぼ全面に集電用電極９５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、その線幅が１２０μｍで、その高さが２０μｍであり、その断面は扁平な凸形状である。
【０００４】
近年、太陽電池素子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の線幅を小さくして、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の線幅を小さくすると、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、という問題が発生する。
【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の線幅は小さくするが、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パターンを塗布形成する方法が考えられる。このパターン形成方法によれば基板上に導電性のペーストを複数の吐出口から線状に供給するとともに、基板上に供給されたペーストに光を照射してペーストを硬化させることによって、厚膜（高アスペクト比）の線状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、上述のパターン形成方法を用いて基板９上に線状パターンであるフィンガー配線９１を形成すると次のような問題が発生する。すなわち、図１４（ａ）に示すように、フィンガー配線９１のパターン寸法はその延設方向に亘って均一である必要があり、フィンガー配線９１の先端部においてもパターン寸法を均一に形成する必要がある。ところが、上述のパターン形成方法によると、図１４（ｂ），（ｃ）に示すようにフィンガー配線９１の先端部において、パターン寸法が均一にならないという、問題が発生する。
【０００９】
図１４（ｂ）は、フィンガー配線９１の先端部に線幅寸法が小さい細線部９１ｎが形成されている状態を示す。図１４（ｃ）は、フィンガー配線９１の先端部に細線部９１ｎと、細線部９１ｎから離間した島部９１ｉとが形成され、細線部９１ｎと９１ｉとの間に断線箇所９１ｂが発生している状態を示す。図１４（ｂ），（ｃ）に示すように、フィンガー配線９１の先端部におけるパターン寸法が不均一であると、フィンガー配線９１による集電能力が低下する、という問題が発生する。
【００１０】
本発明の目的は、上述のような点に鑑み、例えば太陽電池用のフィンガー配線パターンなどのパターンを、その開始端も含めて均一に形成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、パターンを形成するための材料のせん断応力に応じた粘度特性を測定する粘度特性測定工程と、粘度特性測定工程によって測定された粘度特性に基づいて、ノズルに対して相対移動する基板に向けてノズルから前記材料の吐出を開始する際の基板の速度条件を調整する速度調整工程と、ノズルから前記材料の吐出を開始する際に、速度調整工程によって調整された速度条件で、基板をノズルに対して相対移動させるとともに、ノズルから基板に向けて前記材料を吐出して、基板上に前記材料による線状パターンを形成する塗布工程と、を含むことを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載されるパターン形成方法において、速度調整工程が粘度特性測定工程によって測定された粘度特性に基づいて、ノズルに対する基板の相対加速度を調整する工程であることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載されるパターン形成方法において、前記速度条件が、ノズルの吐出口から前記材料の吐出を開始する際に、基板の相対移動速度を所定速度まで増加させる途中において、所定速度より低速の一定速度である期間を有する速度条件であり、速度調整工程が粘度特性測定工程によって測定された粘度特性に基づいて、前記一定速度の値を調整する工程であることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項１に記載されるパターン形成方法において、前記速度条件が、ノズルの吐出口から前記材料の吐出を開始する際に、基板の相対移動速度を所定速度まで増加させる途中において、所定速度より低速の一定速度である期間を有する速度条件であり、速度調整工程が粘度特性測定工程によって測定された粘度特性に基づいて、前記一定速度である期間の長さを調整する工程であることを特徴とする。
【００１５】
請求項５に係る発明（パターン形成方法）は、パターンを形成するための材料を、ノズルに対して相対移動する基板に向けてノズルから吐出することにより基板上に形成された線状パターンの開始端の形状を観察する観察工程と、観察工程により観察された線状パターンの開始端の形状に基づいて、ノズルに対して相対移動する基板にノズルから前記材料の吐出を開始する際の基板の速度条件を調整する速度調整工程と、ノズルから前記材料の吐出を開始する際に、速度調整工程によって調整された速度条件で、基板をノズルに対して相対移動させるとともに、ノズルから基板に向けて前記材料を吐出して、基板上に前記材料による線状パターンを形成する塗布工程と、を含むことを特徴とする。
【００１６】
請求項６に係る発明は、請求項５に記載されるパターン形成方法において、速度調整工程が観察工程によって観察された線状パターンの開始端の形状に基づいて、ノズルに対する基板の相対加速度を調整する工程であることを特徴とする。
【００１７】
請求項７に係る発明は、請求項５に記載されるパターン形成方法において、前記速度条件が、ノズルから前記材料の吐出を開始する際に、基板の相対移動速度を所定速度まで増加させる途中において、所定速度より低速の一定速度である期間を有する速度条件であり、速度調整工程が観察工程によって観察された線状パターンの開始端の形状に基づいて、前記速度条件として前記一定速度の値を調整する工程であることを特徴とする。
【００１８】
請求項８に係る発明は、請求項５に記載されるパターン形成方法において、前記速度条件が、ノズルから前記材料の吐出を開始する際に、基板の相対移動速度を所定速度まで加速する途中において、所定速度より低速の一定速度である期間を有する速度条件であり、速度調整工程が観察工程によって観察された線状パターンの開始端の形状に基づいて、前記一定速度である期間の長さを調整する工程であることを特徴とする。
【００１９】
請求項９に係る発明は、請求項１から請求項８のいずれかに記載されるパターン形成方法において、基板が太陽電池素子用の基板であり、前記材料が導電性を有する導電性のペーストであり、線状パターンがフィンガー配線用のパターンであることを特徴とする。
【００２０】
請求項１０に係る発明（パターン形成装置）は、パターンを形成するための材料を線状に吐出するノズルと、ノズルに対して基板を相対移動させる移動手段と、ノズルから前記材料の吐出を開始する際に、移動手段によりノズルに対して基板を速度条件に基づいて相対移動させるとともに、当該基板に向けてノズルから前記材料を線状に吐出させる制御手段とを備え、前記速度条件が前記材料のせん断応力に応じた粘度特性に基づいて予め調整された速度条件であることを特徴とする。
【００２１】
請求項１１に係る発明（パターン形成装置）は、パターンを形成するための材料を線状に吐出するノズルと、ノズルに対して基板を相対移動させる移動手段と、ノズルから前記材料の吐出を開始する際に、移動手段によりノズルに対して基板を速度条件に基づいて相対移動させるとともに、当該基板に向けてノズルから前記材料を線状に吐出させる制御手段とを備え、前記速度条件が前記材料により基板上に塗布形成された線状パターンの開始端の形状を観察することにより予め調整された速度条件であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１から請求項１１のいずれかに係る発明によれば、例えば太陽電池用のフィンガー配線パターンなどのパターンを、その開始端も含めて均一に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態であるパターン形成装置１を示す側面図である。
【図２】ノズルの側断面図（ａ）および底面図（ｂ），（ｃ）である。
【図３】実施形態の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】第１実施形態の動作の流れを示すフロー図である。
【図５】塗布工程の流れを示すフロー図である。
【図６】フィンガー配線パターンの塗布状態を示す図である。
【図７】バス配線パターンの塗布状態を示す図である。
【図８】ペーストのせん断応力に応じた粘度特性を示す図である。
【図９】塗布開始時における基板の速度条件を示す図である。
【図１０】塗布開始時における基板の速度条件を示す図である。
【図１１】第２実施形態の動作の流れを示すフロー図である。
【図１２】フィンガー配線パターンの開始端の状態を示す図である。
【図１３】太陽電池素子用の基板の表面（ａ）および裏面（ｂ）を示す図である。
【図１４】フィンガー配線の開始端の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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。図１は本発明の実施形態であるパターン形成装置１を模式的に示す側面図である。パターン形成装置１は例えば図１３に示す太陽電池用の基板９上にバス配線９１用のバス配線パターン７１およびフィンガー配線９３用のフィンガー配線パターン７３をペースト７により塗布形成するものである。
【００２５】
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。
【００２６】
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、ターンテーブル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。ターンテーブル２３はステージ２１を水平面内において９０度、回動させる。ナット部２５はターンテーブル２３の下面に固定されている。
【００２７】
さらに、ターンテーブル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、ターンテーブル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。
【００２８】
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は上記ナット部２５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。
【００２９】
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。なお、フィンガー配線パターン７１が本発明の線状パターンに相当する。第１形成部４０はパターンを形成するための材料である例えば導電性を有する高粘度のペースト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の梁部の下面に取り付けられている。
【００３０】
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。
【００３１】
パターンを形成するための高粘度材料であるペースト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。
【００３２】
図２（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。
【００３３】
図２（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。
【００３４】
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に固定されている。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。
【００３５】
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はパターンを形成するための材料であるペースト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の梁部の下面に取り付けられている。
【００３６】
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。
【００３７】
図２（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。
【００３８】
図２（ａ），（ｃ）に示すように第２ヘッド５１の下部に複数（例えば２個）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。
【００３９】
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に固定されている。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。
【００４０】
図３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やステージ２１の移動速度（すなわち基板９の移動速度）を制御するための速度条件である速度パラメータなどが記憶されている。なお、速度条件は後述する速度調整工程（図４のステップＳ２０または図１１のステップＳ２１）によって予め調整された速度条件である。
【００４１】
制御部６０はターンテーブル２３に電気的に接続され、ターンテーブル２３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。
【００４２】
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。なお、モータ３５の回転数は上記速度パラメータに応じて制御部６０により制御される。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。
【００４３】
＜第１実施形態＞
次にパターン形成動作の第１実施形態について、図４に示すフロー図を参照して説明する。図４に示すように粘度特性測定工程（ステップＳ１０）、速度調整工程（ステップＳ２０）および塗布工程（ステップＳ３０）が順次実行される。順序は前後するが、まず、塗布工程（ステップＳ３０）について説明する。ステップＳ３０において、パターン形成装置１により基板９の主面上にフィンガー配線パターン７１およびバス配線パターン７３を塗布形成する（塗布工程）。この塗布工程（ステップＳ３０）の詳細は次の通りである。
【００４４】
すなわち、図５に示すステップＳ３１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が載置される。基板９がステージ２１に載置されると、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。制御部６０は、基板９の先端部（＋Ｘ方向端部）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、モータ３５からのフィードバック情報に基づいて検出すると、モータ３５の駆動を停止し、ステージ２１の移動を停止する。この停止位置において、第１ノズル４７と基板９の先端部におけるフィンガー配線パターン７１の塗布開始位置とが対向している（基板搬入工程）。
【００４５】
次にステップＳ３２においてフィンガー配線パターン７１の形成工程が実行される。具体的には、制御部６０がモータ３５を駆動してステージ２１の（＋Ｘ）方向への移動を開始するとともに、バルブ４５を開ける。このときステージ２１が後述するステップＳ２０で予め調整された速度条件（速度パラメータ）に基づき速度を増加させて、一定速度に移行するように制御部６０はモータ３５の回転数を制御する。
【００４６】
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。
【００４７】
吐出口８５から吐出されたペースト７は、移動を開始した基板９の塗布開始位置に供給される。その後、吐出口８５からのペースト７の供給が継続されるとともに、基板９の移動速度は所定速度まで増加した後、所定速度を維持する。制御部６０がモータ３５からのフィードバック情報に基づいて、第１ノズル４７の下方に基板９の（−Ｘ）側端部にある塗布終了位置が到達したことを検出すると、制御部６０はバルブ４５を閉じて吐出口８５からのペースト７の吐出を停止する。
【００４８】
上述の動作によって、図６（ａ）に示すように第１ノズル４７の１６個の吐出口８５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、図６（ｂ）に示すようにＸ方向に沿うとともに互いに平行な１６本のフィンガー配線パターン７１が形成される（フィンガー配線形成工程）。
【００４９】
上述のように第１ノズル４７の吐出口８５から吐出された直後のペースト７の形状がほぼ維持された状態でペースト７が硬化するため、フィンガー配線パターン７１の断面寸法を例えば幅が５０μｍ、高さが５０μｍとすることができる。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】
また、フィンガー配線パターン７１の開始端部（＋Ｘ側端部）においても、開始端部以外の断面寸法とほぼ同じ断面寸法に形成することができて、この結果、フィンガー配線パターン７１の長手方向（Ｘ方向）に亘ってほぼ均一な断面寸法で、フィンガー配線パターン７１を形成することができる。
【００５１】
次にステップＳ３３において、制御部６０がターンテーブル２３を回動させて、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７１の長手方向がＹ方向と平行になる（ステージ９０度回動工程）。このようにステージ２１を９０度、回動することによってステージ２１に載置された基板９の移動方向は、上述のステップＳ３２によるフィンガー配線パターン７１の形成工程における移動方向（第１方向）とは直交関係で交差する第２方向に相対的に変更されることとなる。
【００５２】
ステップＳ３３を実行した後、制御部６０はモータ３５を駆動してステージ２１を（＋Ｘ）方向に移動させ、基板９の（＋Ｘ）側端部が第２形成部５０の第２ノズル５７の下方に到達したら、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。
【００５３】
次にステップＳ３４においてバス配線パターン７３の形成工程が実行される。バス配線パターン７３の形成工程は上述のステップ３２によるフィンガー配線パターン７１の形成工程とほぼ同様に実行される。すなわち、制御部６０がモータ３５を駆動してステージ２１の（＋Ｘ）方向への移動を開始するとともに、バルブ５５を開けて第２ノズル５７からのペースト７の吐出を開始する。その後、制御部６０がモータ３５からのフィードバック情報に基づいて、第２ノズル５７の下方に基板９の（−Ｘ）側端部にある塗布終了位置が到達したことを検出すると、制御部６０はバルブ５５を閉じて吐出口８６からのペースト７の吐出を停止する。この結果、図７（ａ），（ｂ）に示すように第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の主面およびフィンガー配線パターン７１上にそれぞれ線状に供給された後、硬化して、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７３が形成される（バス配線形成工程）。なお、バス配線パターン７３はフィンガー配線パターン７１と直交関係で交差し、また、バス配線パターン７３の断面寸法は例えば、幅が２ｍｍ、高さが５０μｍである。
【００５４】
次にステップＳ３５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の移動を停止し、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（基板搬出工程）。
【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７１およびバス配線パターン７３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】
図４に戻り、上記塗布工程（ステップＳ３０）に先立つ準備工程である粘度特性測定工程（ステップＳ１０）および速度調整工程（ステップＳ２０）について説明する。まず、ステップＳ１０において、高粘度材料であるペースト７に加えるせん断力に応じた粘度特性を測定する。
【００５７】
ここで、第１ヘッド４１のピストン８３が押し下げられペースト７に圧力が加わると、ペースト７はマニホールド８７内から第１ノズル４７の吐出口８５に向かって流動する。このとき、ペースト７の吐出開始の直後においては粘度の高いペースト７をピストン８３により押し下げるため、ピストン８３の押し下げ速度が遅くなる。この結果、吐出開始直後において、吐出口８５から吐出されるペースト７の単位時間あたりの吐出量が小さくなる。
【００５８】
マニホールド８７内から第１ノズル４７の吐出口８５に向かって流動するペースト７には、マニホールド８７の内壁や第１ノズル４７の流路の内壁との摩擦によるせん断力が加わり、ペースト７内にせん断応力が発生する。ペースト７はチキソトロピー性を有するので、その内部にせん断応力が発生すると粘度が低下する。ペースト７の粘度低下に伴い、ピストン８３の押し下げ速度が速くなり、この結果、吐出口８５から吐出されるペースト７の単位時間あたりの吐出量が増加する。
【００５９】
上述のようにエアの圧力によりピストン８３を弾性的に押し下げているので、ピストン８３の押し下げ速度は、ペースト７の粘度に依存し、ペースト７の粘度が高い吐出開始直後においては遅くなり、ピストン８３の押し下げに伴いペースト７の粘度が低下すると速くなる。この結果、吐出口８５からのペースト７の吐出量は、吐出開始直後は少なく、その後、次第に増加する。
【００６０】
そこで、上記塗布工程（ステップＳ３０）に先立って、レオメーター（回転式粘度計）によりペースト７に加えるせん断力を増加させながらペースト７の粘度変化（粘度特性）を測定する。この結果、例えば、図８に実線で示すペースト７の粘度特性ＮＣ２が求められる（粘度特性測定工程）。なお、図８に破線で示す粘度特性ＮＣ１は、予め求められたペースト７とは別のペーストの粘度特性を示し、以下においては基準ペーストの粘度特性ＮＣ１と称す。また、図８に二点差線で示す粘度特性ＮＣ３は、ペースト７とはさらに別のペーストの粘度特性を示し、以下においては第２ペーストの粘度特性ＮＣ３と称す。
【００６１】
図８に示すようにペースト７の粘度特性ＮＣ２は、ペースト７がチキソトロピー性を有するので、ペースト７に加えるせん断力、すなわちペースト７内に発生するせん断応力が増加するに連れて、例えば、１００００Ｐａ・ｓ（パスカル秒）から１００Ｐａ・ｓまで粘度が低下する傾向を示す。また、ペースト７の粘度特性ＮＣ２における粘度低下の割合は、基準ペーストの粘度特性ＮＣ１における粘度低下の割合よりも大きい。なお、第２ペーストの粘度特性ＮＣ３におけるせん断力の増加に伴う粘度低下の割合は、基準ペーストの粘度特性ＮＣ１における粘度低下の割合よりも小さい。このように各ペーストの粘度特性は異なるが、各ペーストにせん断力ＳＯ以上を加えたときに、例えば１０Ｐａ・ｓから１０００Ｐａ・ｓの範囲内にあるほぼ一定の粘度ＮＳ（例えば１００Ｐａ・ｓ）となるようなペーストが選定される。
【００６２】
次に、ステップＳ２０において、上述の塗布工程（ステップＳ３０）にて第１形成部４０にある基板９の移動を開始するときの速度を予め調整する。換言すれば制御部６０のＲＯＭに保存すべき速度パラメータを調整する（速度調整工程）。ここで図９は、上述の塗布工程（ステップＳ３０）にて第１形成部４０にある基板９の移動を開始する際の経過時間ｔに対する基板９の速度Ｖの変化を示すグラフ（速度パラメータ）である。図９において破線で示す速度パラメータは予め実験的に求めておいた速度パラメータＶｐ１を示し、実験的に実行された上記塗布工程のフィンガー配線形成工程（ステップＳ３２）において、上記基準ペーストを第１ノズル４７から吐出して、図１２（ａ）に示すようにフィンガー配線パターン７１の開始端を均一に形成できたときの速度パラメータである。
【００６３】
ここで、図８に実線で示すペースト７の粘度特性ＮＣ２によると、ペースト７の粘度は、ペースト７にかかるせん断力、すなわちペースト７内に発生するせん断応力が増加するに連れて、粘度が低下する傾向を示すが、ペースト７の粘度が粘度ＮＳに低下するまで、基準ペーストの粘度（粘度特性ＮＣ１参照）よりも大きい。
【００６４】
上述のように、基準ペーストの粘度特性ＮＣ１に対してペースト７の粘度特性ＮＣ２は相違するので、同じエア圧でピストン８３により基準ペーストを押し下げたときの押し下げ速度よりも、ペースト７を押し下げたときの押し下げ速度が遅くなる。この結果、吐出口８５から吐出される単位時間あたりのペースト７の吐出量は、基準ペーストの吐出量に比べて少なくなる。この結果、基準ペーストの速度パラメータＶｐ１（図９（ａ））で基板９を移動させながら、ペースト７を基板９に供給すると、ペースト７の供給量が十分でないために、フィンガー配線パターン７１の開始端が均一にならず、例えば図１２の（ｂ），（ｃ）に示すようにフィンガー配線パターン７１の開始端に細線部７１ｎ、島部７１ｉおよび断線箇所７１ｂが発生する。
【００６５】
なお、図１２（ａ）はフィンガー配線パターン７１がその開始端（先端）も含めて線幅および高さ寸法が均一に形成されている状態を示す平面図および側面図である。図１２（ｂ）はフィンガー配線パターン７１の開始端にその線幅および高さ寸法が小さい細線部７１ｎが形成されている状態を示す平面図および側面図である。図１２（ｃ）はフィンガー配線パターン７１の開始端（塗布開始位置）にペースト７により島部７１ｉが形成された後、ペースト７の供給が途絶えた断線箇所７１ｂを経て、細線部７１ｎが形成されている状態を示す平面図および側面図である。
【００６６】
そこで、ペースト７によりフィンガー配線パターン７１を塗布形成する際には、第１形成部４０の塗布開始位置から基板９の移動を開始するときの加速度を図９（ａ）に破線で示す加速度ａ１から実線で示す加速度ａ２に小さくした速度パラメータＶｐ２に変更する。この速度パラメータＶｐ２は加速度ａ２により速度を増加させた後、一定速度Ｖｃに移行する速度パラメータである。このような速度パラメータＶｐ２に変更することにより、第１ノズル４７からのペースト７の吐出量が基準ペーストのときよりも減少していても、それに応じて基板９の加速度も小さくなっているため、フィンガー配線パターン７１の塗布開始端に十分な量のペースト７を供給することができる。この結果、図１２（ａ）に示すようにその開始端（先端）も含めて線幅および高さ寸法が均一なフィンガー配線パターン７１を形成することができる。ここで、「均一」とはフィンガー配線による集電能力が低下しない程度にフィンガー配線パターン７１の線幅および高さ寸法が均一である状態を示し、例えば数μｍ程度の寸法誤差があっても良い。
【００６７】
また、図９（ｂ）に実線で示すように、ペースト７によりフィンガー配線パターン７１を塗布形成する際に、第１形成部４０の塗布開始位置から基板９の移動を開始するときに基板９を加速して一定速度Ｖｃに移行するまでに、一定速度Ｖｃより小さい一定速度Ｖｓで所定期間、基板９を移動させる速度パラメータＶｐ２を採用しても良い。このような速度パラメータＶｐ２に変更することにより、第１ノズル４７からのペースト７の吐出量が基準ペーストのときよりも減少していても、それに応じて基板９の移動開始時において、低速Ｖｓで基板９を移動させる期間を設けているため、フィンガー配線パターン７１の塗布開始端に十分な量のペースト７を供給することができる。この結果、図１２（ａ）に示すようにその開始端（先端）も含めて線幅および高さ寸法が均一なフィンガー配線パターン７１を形成することができる。
【００６８】
次にペースト７とは異なる第２ペーストによりフィンガー配線パターン７１を塗布形成する場合を説明する。図８に二点鎖線で示す第２ペーストの粘度特性ＮＣ３によると、第２ペーストの粘度は、第２ペーストにかかるせん断力、すなわち第２ペースト内に発生するせん断応力が増加するに連れて、粘度が低下する傾向を示すが、第２ペーストの粘度が粘度ＮＳに低下するまで、基準ペーストの粘度（粘度特性ＮＣ１参照）よりも小さい。
【００６９】
上述のように、基準ペーストの粘度特性ＮＣ１に対して第２ペーストの粘度特性ＮＣ３は相違するので、同じエア圧でピストン８３により基準ペーストを押し下げたときの押し下げ速度よりも、第２ペーストを押し下げたときの押し下げ速度が速くなる。この結果、吐出口８５から吐出される第２ペーストの吐出量は、基準ペーストの吐出量に比べて多くなり、基準ペーストの速度パラメータＶｐ１（図９（ａ））で基板９を移動させながら、第２ペーストを基板９に供給すると、第２ペーストの供給量が多くなり、フィンガー配線パターン７１の開始端が太くなり均一にならない。
【００７０】
そこで、第２ペーストによりフィンガー配線パターン７１を塗布形成する際には、第１形成部４０の塗布開始位置から基板９の移動を開始するときの加速度を図９（ａ）に破線で示す加速度ａ１から二点差線で示す加速度ａ３に大きくした速度パラメータＶｐ３に変更する。この速度パラメータＶｐ３は加速度ａ３により速度を増加させた後、一定速度Ｖｃに移行する速度パラメータである。このような速度パラメータＶｐ３に変更することにより、第１ノズル４７からの第２ペーストの吐出量が基準ペーストのときよりも増加していても、それに応じて基板９の加速度が小さくなっているため、フィンガー配線パターン７１の塗布開始端に適切な量のペースト７を供給することができる。この結果、図１２（ａ）に示すようにその開始端（先端）も含めて線幅および高さ寸法が均一なフィンガー配線パターン７１を形成することができる。
【００７１】
＜第１実施形態の変形例＞
基準ペーストによりフィンガー配線パターン７１を塗布形成するときの基板９の速度パラメータＶｐ１が図１０（ａ）の破線に示すように一定速度Ｖｃまで基板９の速度を増加させる途中において、速度Ｖｃより低速の一定速度Ｖｓ１で所定期間だけ基板９を移動させる速度パラメータであるときは、ペーストの粘度特性に応じて次のように速度パラメータを変更しても良い。
【００７２】
すなわち、図１０（ａ）に実線で示すように、ペースト７によりフィンガー配線パターン７１を塗布形成する際に、一定速度Ｖｃまで基板９の速度を増加させる途中において、速度Ｖｃより低速であり、かつ、速度Ｖｓ１より低速である一定速度Ｖｓ２で所定期間だけ基板９を移動させる速度パラメータＶｐ２に変更する。このような速度パラメータＶｐ２に変更することにより、第１ノズル４７からのペースト７の吐出量が基準ペーストのときよりも減少していても、それに応じて基板９の移動開始時において、速度Ｖｓ１より低速である速度Ｖｓ２で基板９を移動させる期間を設けているため、フィンガー配線パターン７１の塗布開始端に十分な量のペースト７を供給することができる。この結果、図１２（ａ）に示すようにその開始端（先端）も含めて線幅および高さ寸法が均一なフィンガー配線パターン７１を形成することができる。
【００７３】
また、第２ペーストによりフィンガー配線パターン７１を塗布形成する際には、速度パラメータＶｐ３に変更する。このような速度パラメータＶｐ３に変更することにより、第１ノズル４７からのペースト７の吐出量が基準ペーストのときよりも増加していても、それに応じて基板９の移動開始時において、速度Ｖｓ１より高速である速度Ｖｓ３で基板９を移動させる期間を設けているため、フィンガー配線パターン７１の塗布開始端に適切な量の第２ペーストを供給することができる。この結果、図１２（ａ）に示すようにその開始端（先端）も含めて線幅および高さ寸法が均一なフィンガー配線パターン７１を形成することができる。
【００７４】
なお、基準ペーストの速度パラメータＶｐ１における低速期間の長さをペーストの粘度測定に応じて変更しても良い。具体的には、基準ペーストによりフィンガー配線パターン７１を塗布形成するときの基板９の速度パラメータＶｐ１が図１０（ｂ）の破線に示すように基板９の速度を一定速度Ｖｃまで増加させる途中において、期間ｔ１だけ低速の一定速度Ｖｓで基板９を移動させる速度パラメータであるときは、ペーストの粘度特性に応じて低速期間の長さを変更しても良い。例えば、ペースト７によりフィンガー配線パターン７１を塗布形成するときは低速Ｖｓの期間をｔ１からｔ２に長くするように変更した実線で示す速度パラメータＶｐ２を採用しても良い。このように低速期間を長くすることにより、フィンガー配線パターン７１の塗布開始端に十分な量のペースト７を供給することができる。この結果、図１２（ａ）に示すようにその開始端（先端）も含めて線幅および高さ寸法が均一なフィンガー配線パターン７１を形成することができる。
【００７５】
また、第２ペーストによりフィンガー配線パターン７１を塗布形成するときは低速Ｖｓの期間をｔ１からｔ３に短くするように変更した二点鎖線で示す速度パラメータＶｐ３を採用しても良い。このように低速期間を短くすることにより、フィンガー配線パターン７１の塗布開始端に適切な量のペースト７を供給することができる。この結果、図１２（ａ）に示すようにその開始端（先端）も含めて線幅および高さ寸法が均一なフィンガー配線パターン７１を形成することができる。
【００７６】
＜第２実施形態＞
次にパターン形成動作の第２実施形態について、図１１に示すフロー図を参照して説明する。図１１に示すように第２実施形態ではペースト撹拌工程（ステップＳ５）、開始端観察工程（ステップＳ１１）、速度調整工程（ステップＳ２０）および塗布工程（ステップＳ３０）が順次実行される。なお、塗布工程（ステップＳ３０）の詳細は、上述の第１実施形態における塗布工程（ステップＳ３０）と同様である。
【００７７】
上記塗布工程（ステップＳ３０）に先立つ準備工程として、ステップＳ５においてペースト７を撹拌することにより、ペースト７を脱気処理して、ペースト７に混入している気体の量を低減させる（ペースト撹拌工程）。
【００７８】
次にステップＳ１１において、ペースト７によりフィンガー配線パターン７１を塗布形成した後、その開始端の形状を観察する（開始端観察工程）。具体的には、第１ヘッド４１のマニホールド８７内にペースト７を充填し、パターン形成装置１により上述のフィンガー配線形成工程（図５のステップＳ３２）を実験的に実行して、基板９上にフィンガー配線パターン７１を塗布形成する。このステップＳ３２における基板９の速度パラメータは、例えば図９（ａ）の破線で示す基準ペースト用の速度パラメータＶｐ１とする。
【００７９】
ステップＳ１１の開始端観察工程において、例えば、カメラ等の撮像手段によりフィンガー配線パターン７１の開始端を撮像して得られた画像を観察する。例えば、図１２の（ｂ），（ｃ）に示すような形状を有するフィンガー配線パターン７１を観察することができる。なお、フィンガー配線パターン７１の開始端を直接、目視によって観察しても良い。
【００８０】
上記開始端の観察工程において、例えば、図１２（ｂ）に示すようにフィンガー配線パターン７１の開始端に細線部７１ｎが形成されている形状が観察され、若しくは、図１２（ｃ）に示すように細線部７１ｎ、島部７１ｉおよび断線箇所７１ｂが形成された形状が観察される。この観察結果は、吐出開始時において、吐出口８５から吐出されたペースト７の吐出量が十分ではなく不足していたことを示す。このようにペースト７の吐出量が不足する原因は、ペースト７に混入している気体の量が基準ペーストに混入している気体の量よりも多いためである。ペーストに混入している気体の量は、上述のペースト撹拌工程（ステップＳ５）によって低減されているが、その気体量（気体混入度合い）はペーストの種類によって相違する。ここで、ピストン８３が押し下げられることにより、マニホールド８７内に充填されたペーストには圧力がかかり圧縮され、所定圧力以上になると吐出口８５からペーストが吐出される。ペーストに混入している気体はペーストより圧縮性が高いので、ペーストに混入している気体の量が多いほど所定圧力以上になるまでの時間が長くなる。この結果、ペーストに混入している気体の量が多いほど、吐出開始時における単位時間あたりの吐出量が少なくなる。
【００８１】
次に、図１１に示すステップＳ２１において、上述の塗布工程（ステップＳ３０）にて第１形成部４０にある基板９の移動を開始するときの速度を予め調整する。換言すれば制御部６０のＲＯＭに保存すべき速度条件（速度パラメータ）を調整する（速度調整工程）。
【００８２】
具体的には、開始端観察工程（ステップＳ１１）にて例えば図１２（ｂ），（ｃ）に示すような開始端の形状が観察された際には、塗布開始端において第１ノズル４７から十分な量のペースト７が吐出されていないと判断する。そして、例えば、ペースト７によりフィンガー配線パターン７１を塗布形成する際には、第１形成部４０の塗布開始位置から基板９の移動を開始するときの加速度を図９（ａ）に破線で示す加速度ａ１から実線で示す加速度ａ２に小さくした速度パラメータＶｐ２に変更する。この速度パラメータＶｐ２は加速度ａ２により速度を増加させた後、一定速度Ｖｃに移行する速度パラメータである。このように加速度を小さくした速度パラメータＶｐ２に変更することにより、フィンガー配線パターン７１の塗布開始端に十分な量のペースト７を供給することができる。この結果、図１２（ａ）に示すようにその開始端（先端）も含めて線幅および高さ寸法が均一なフィンガー配線パターン７１を形成することができる。
【００８３】
また、図９（ｂ）に実線で示すように、ペースト７によりフィンガー配線パターン７１を塗布形成する際に、第１形成部４０の塗布開始位置から基板９の移動を開始するときに基板９の速度を増加させて一定速度Ｖｃに移行するまでに、一定速度Ｖｃより小さい速度Ｖｓで所定期間、基板９を移動させる速度パラメータＶｐ２を採用しても良い。このように低速Ｖｓで基板９を移動させる期間を設けた速度パラメータＶｐ２に変更することにより、フィンガー配線パターン７１の塗布開始端に十分な量のペースト７を供給することができる。この結果、図１２（ａ）に示すようにその開始端（先端）も含めて線幅および高さ寸法が均一なフィンガー配線パターン７１を形成することができる。
【００８４】
次にペースト７とは異なる第３ペーストによりフィンガー配線パターン７１を塗布形成する場合を説明する。この第３ペーストの撹拌工程（図１１のステップＳ５）後における気体の混入量（混入量）は、基準ペーストの混入量よりも少ない。上述のように、吐出開始時においてペーストが吐出に必要な所定圧力以上になるまでの時間は、ペーストに混入された気体量に依存し、気体量が多いほど時間が長くなる。したがって、吐出開始時における吐出口８５から吐出される第３ペーストの吐出量は、基準ペーストの吐出量に比べて多くなる。この結果、開始端観察工程（ステップＳ１１）にて塗布開始端が太い形状であるフィンガー配線パターン７１が観察される。
【００８５】
そこで、第３ペーストによりフィンガー配線パターン７１を塗布形成する際には、第１形成部４０の塗布開始位置から基板９の移動を開始するときの加速度を図９（ａ）に破線で示す加速度ａ１から二点差線で示す加速度ａ３に大きくした速度パラメータＶｐ３に変更する。この速度パラメータＶｐ３は加速度ａ３により速度を増加させた後、一定速度Ｖｃに移行する速度パラメータである。このように加速度を大きくした速度パラメータＶｐ３に変更することにより、フィンガー配線パターン７１の塗布開始端に適切な量の第３ペーストを供給することができる。この結果、図１２（ａ）に示すようにその開始端（先端）も含めて線幅および高さ寸法が均一なフィンガー配線パターン７１を形成することができる。
【００８６】
＜第２実施形態の変形例＞
基準ペーストによりフィンガー配線パターン７１を塗布形成するときの基板９の速度パラメータＶｐ１が図１０（ａ）の破線に示すように一定速度Ｖｃまで基板９の速度を増加させる途中において、速度Ｖｃより低速の速度Ｖｓ１で所定期間だけ基板９を移動させる速度パラメータであるときは、開始端観察工程（ステップＳ１１）による観察結果に応じて次のように速度パラメータを変更しても良い。
【００８７】
具体的には、上述の開始端観察工程（図１１のステップＳ１１）において、図１０（ａ）の破線で示す基準ペーストの速度パラメータＶｐ１により、ペースト７によるフィンガー配線パターン７１の塗布形成を実験的に行い、図１２（ｂ），（ｃ）に示す開始端の状態が観察された場合は次のように速度パラメータを変更すれば良い。すなわち、図１２（ｂ），（ｃ）に示す開始端の状態が観察された場合は、上述のように基板９に十分な量のペースト７が供給されていないと判断する。そして、図１０（ａ）に実線で示すように、ペースト７によりフィンガー配線パターン７１を塗布形成する際に、一定速度Ｖｃまで基板９の速度を増加させる途中において、速度Ｖｃより低速であり、かつ、速度Ｖｓ１より低速である速度Ｖｓ２で所定期間だけ基板９を移動させる速度パラメータＶｐ２に変更する。このように速度Ｖｓ１より低速である速度Ｖｓ２で基板９を移動させる期間を設けた速度パラメータＶｐ２に変更することにより、フィンガー配線パターン７１の塗布開始端に十分な量のペースト７を供給することができる。この結果、図１２（ａ）に示すようにその開始端（先端）も含めて線幅および高さ寸法が均一なフィンガー配線パターン７１を形成することができる。
【００８８】
また、上記第３ペーストによりフィンガー配線パターン７１を塗布形成する際には、速度Ｖｓ１より高速である速度Ｖｓ３で基板９を移動させる期間を設けた速度パラメータＶｐ３に変更する。このような速度パラメータＶｐ３に変更することにより、フィンガー配線パターン７１の塗布開始端に適切な量の第３ペーストを供給することができる。この結果、図１２（ａ）に示すようにその開始端（先端）も含めて線幅および高さ寸法が均一なフィンガー配線パターン７１を形成することができる。
【００８９】
なお、基準ペーストの速度パラメータＶｐ１における低速期間の長さを開始端観察工程（ステップＳ１１）による観察結果に応じて変更しても良い。具体的には、基準ペーストによりフィンガー配線パターン７１を塗布形成するときの基板９の速度パラメータＶｐ１が図１０（ｂ）の破線に示すように基板９の速度を一定速度Ｖｃに増加させる途中において、期間ｔ１だけ低速の一定速度Ｖｓで基板９を移動させる速度パラメータであるときは、開始端観察工程（ステップＳ１１）による観察結果に応じて低速期間の長さを変更しても良い。例えば、ペースト７によりフィンガー配線パターン７１を塗布形成するときは低速Ｖｓの期間をｔ１からｔ２に長くするように変更した実線で示す速度パラメータＶｐ２を採用しても良い。このように低速期間を長くすることにより、フィンガー配線パターン７１の塗布開始端に十分な量のペースト７を供給することができる。この結果、図１２（ａ）に示すようにその開始端（先端）も含めて線幅および高さ寸法が均一なフィンガー配線パターン７１を形成することができる。
【００９０】
また、第３ペーストによりフィンガー配線パターン７１を塗布形成するときは低速Ｖｓの期間をｔ１からｔ３に短くするように変更した二点鎖線で示す速度パラメータＶｐ３を採用しても良い。このように低速期間を短くすることにより、フィンガー配線パターン７１の塗布開始端に適切な量の第３ペーストを供給することができる。この結果、図１２（ａ）に示すようにその開始端（先端）も含めて線幅および高さ寸法が均一なフィンガー配線パターン７１を形成することができる。
【００９１】
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。
上述の実施形態や変形例の速度調整工程（ステップＳ２０またはステップＳ２１）において、粘度特性や観察結果に基づいて速度パラメータＶｐ１を変更して調整する際に、１回の変更では、図１２（ａ）に示すような均一なフィンガー配線パターン７１を塗布形成することができる速度パラメータが求められない場合は、複数回の速度パラメータの変更を行って、適切な速度パラメータを求めても良い。また、複数の粘度特性や塗布開始端の形状（観察結果）に応じた適切な速度パラメータとの関係を予め求めておき、粘度特性測定工程（図４のステップＳ１０）で測定されたペーストの粘度特性や開始端観察工程（図１１のステップＳ１１）による観察結果に対応する速度パラメータを選択するように速度調整工程（ステップＳ２０）を実行しても良い。
【００９２】
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。
【００９３】
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ってピストン３８を押し下げても良い。
【００９４】
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。
【００９５】
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】
【００９６】
１ パターン形成装置
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
６１ 第１光照射部
６４ 第２光照射部
７１ バス配線パターン
７３ フィンガー配線パターン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、太陽電池素子用の基板上に配線パターンなどのパターンを形成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、図１３（ａ）に示すように太陽電池素子用の基板９の表面には出力を取り出すためのバス配線９３と、このバス配線９３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。なお、基板９の裏面には図１３（ｂ）に示すように裏面用のバス配線９７が形成されている。また、バス配線９７を除く基板９の裏面のほぼ全面に集電用電極９５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、その線幅が１２０μｍで、その高さが２０μｍであり、その断面は扁平な凸形状である。
【０００４】
近年、太陽電池素子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の線幅を小さくして、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の線幅を小さくすると、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、という問題が発生する。
【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の線幅は小さくするが、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パターンを塗布形成する方法が考えられる。このパターン形成方法によれば基板上に導電性のペーストを複数の吐出口から線状に供給するとともに、基板上に供給されたペーストに光を照射してペーストを硬化させることによって、厚膜（高アスペクト比）の線状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、上述のパターン形成方法を用いて基板９上に線状パターンであるフィンガー配線９１を形成すると次のような問題が発生する。すなわち、図１４（ａ）に示すように、フィンガー配線９１のパターン寸法はその延設方向に亘って均一である必要があり、フィンガー配線９１の先端部においてもパターン寸法を均一に形成する必要がある。ところが、上述のパターン形成方法によると、図１４（ｂ），（ｃ）に示すようにフィンガー配線９１の先端部において、パターン寸法が均一にならないという、問題が発生する。
【０００９】
図１４（ｂ）は、フィンガー配線９１の先端部に線幅寸法が小さい細線部９１ｎが形成されている状態を示す。図１４（ｃ）は、フィンガー配線９１の先端部に細線部９１ｎと、細線部９１ｎから離間した島部９１ｉとが形成され、細線部９１ｎと９１ｉとの間に断線箇所９１ｂが発生している状態を示す。図１４（ｂ），（ｃ）に示すように、フィンガー配線９１の先端部におけるパターン寸法が不均一であると、フィンガー配線９１による集電能力が低下する、という問題が発生する。
【００１０】
本発明の目的は、上述のような点に鑑み、例えば太陽電池用のフィンガー配線パターンなどのパターンを、その開始端も含めて均一に形成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、パターンを形成するための材料のせん断応力に応じた粘度特性を測定する粘度特性測定工程と、粘度特性測定工程によって測定された粘度特性に基づいて、ノズルに対して相対移動する基板に向けてノズルから前記材料の吐出を開始する際の基板の速度条件を調整する速度調整工程と、ノズルから前記材料の吐出を開始する際に、速度調整工程によって調整された速度条件で、基板をノズルに対して相対移動させるとともに、ノズルから基板に向けて前記材料を吐出して、基板上に前記材料による線状パターンを形成する塗布工程と、を含むことを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載されるパターン形成方法において、速度調整工程が粘度特性測定工程によって測定された粘度特性に基づいて、ノズルに対する基板の相対加速度を調整する工程であることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載されるパターン形成方法において、前記速度条件が、ノズルの吐出口から前記材料の吐出を開始する際に、基板の相対移動速度を所定速度まで増加させる途中において、所定速度より低速の一定速度である期間を有する速度条件であり、速度調整工程が粘度特性測定工程によって測定された粘度特性に基づいて、前記一定速度の値を調整する工程であることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項１に記載されるパターン形成方法において、前記速度条件が、ノズルの吐出口から前記材料の吐出を開始する際に、基板の相対移動速度を所定速度まで増加させる途中において、所定速度より低速の一定速度である期間を有する速度条件であり、速度調整工程が粘度特性測定工程によって測定された粘度特性に基づいて、前記一定速度である期間の長さを調整する工程であることを特徴とする。
【００１５】
請求項５に係る発明（パターン形成方法）は、パターンを形成するための材料を、ノズルに対して相対移動する基板に向けてノズルから吐出することにより基板上に形成された線状パターンの開始端の形状を観察する観察工程と、観察工程により観察された線状パターンの開始端の形状に基づいて、ノズルに対して相対移動する基板にノズルから前記材料の吐出を開始する際の基板の速度条件を調整する速度調整工程と、ノズルから前記材料の吐出を開始する際に、速度調整工程によって調整された速度条件で、基板をノズルに対して相対移動させるとともに、ノズルから基板に向けて前記材料を吐出して、基板上に前記材料による線状パターンを形成する塗布工程と、を含むことを特徴とする。
【００１６】
請求項６に係る発明は、請求項５に記載されるパターン形成方法において、速度調整工程が観察工程によって観察された線状パターンの開始端の形状に基づいて、ノズルに対する基板の相対加速度を調整する工程であることを特徴とする。
【００１７】
請求項７に係る発明は、請求項５に記載されるパターン形成方法において、前記速度条件が、ノズルから前記材料の吐出を開始する際に、基板の相対移動速度を所定速度まで増加させる途中において、所定速度より低速の一定速度である期間を有する速度条件であり、速度調整工程が観察工程によって観察された線状パターンの開始端の形状に基づいて、前記速度条件として前記一定速度の値を調整する工程であることを特徴とする。
【００１８】
請求項８に係る発明は、請求項５に記載されるパターン形成方法において、前記速度条件が、ノズルから前記材料の吐出を開始する際に、基板の相対移動速度を所定速度まで加速する途中において、所定速度より低速の一定速度である期間を有する速度条件であり、速度調整工程が観察工程によって観察された線状パターンの開始端の形状に基づいて、前記一定速度である期間の長さを調整する工程であることを特徴とする。
【００１９】
請求項９に係る発明は、請求項１から請求項８のいずれかに記載されるパターン形成方法において、基板が太陽電池素子用の基板であり、前記材料が導電性を有する導電性のペーストであり、線状パターンがフィンガー配線用のパターンであることを特徴とする。
【００２０】
請求項１０に係る発明（パターン形成装置）は、パターンを形成するための材料を線状に吐出するノズルと、ノズルに対して基板を相対移動させる移動手段と、ノズルから前記材料の吐出を開始する際に、移動手段によりノズルに対して基板を速度条件に基づいて相対移動させるとともに、当該基板に向けてノズルから前記材料を線状に吐出させる制御手段とを備え、前記速度条件が前記材料のせん断応力に応じた粘度特性に基づいて予め調整された速度条件であることを特徴とする。
【００２１】
請求項１１に係る発明（パターン形成装置）は、パターンを形成するための材料を線状に吐出するノズルと、ノズルに対して基板を相対移動させる移動手段と、ノズルから前記材料の吐出を開始する際に、移動手段によりノズルに対して基板を速度条件に基づいて相対移動させるとともに、当該基板に向けてノズルから前記材料を線状に吐出させる制御手段とを備え、前記速度条件が前記材料により基板上に塗布形成された線状パターンの開始端の形状を観察することにより予め調整された速度条件であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１から請求項１１のいずれかに係る発明によれば、例えば太陽電池用のフィンガー配線パターンなどのパターンを、その開始端も含めて均一に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態であるパターン形成装置１を示す側面図である。
【図２】ノズルの側断面図（ａ）および底面図（ｂ），（ｃ）である。
【図３】実施形態の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】第１実施形態の動作の流れを示すフロー図である。
【図５】塗布工程の流れを示すフロー図である。
【図６】フィンガー配線パターンの塗布状態を示す図である。
【図７】バス配線パターンの塗布状態を示す図である。
【図８】ペーストのせん断応力に応じた粘度特性を示す図である。
【図９】塗布開始時における基板の速度条件を示す図である。
【図１０】塗布開始時における基板の速度条件を示す図である。
【図１１】第２実施形態の動作の流れを示すフロー図である。
【図１２】フィンガー配線パターンの開始端の状態を示す図である。
【図１３】太陽電池素子用の基板の表面（ａ）および裏面（ｂ）を示す図である。
【図１４】フィンガー配線の開始端の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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。図１は本発明の実施形態であるパターン形成装置１を模式的に示す側面図である。パターン形成装置１は例えば図１３に示す太陽電池用の基板９上にバス配線９１用のバス配線パターン７１およびフィンガー配線９３用のフィンガー配線パターン７３をペースト７により塗布形成するものである。
【００２５】
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。
【００２６】
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、ターンテーブル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。ターンテーブル２３はステージ２１を水平面内において９０度、回動させる。ナット部２５はターンテーブル２３の下面に固定されている。
【００２７】
さらに、ターンテーブル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、ターンテーブル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。
【００２８】
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は上記ナット部２５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。
【００２９】
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。なお、フィンガー配線パターン７１が本発明の線状パターンに相当する。第１形成部４０はパターンを形成するための材料である例えば導電性を有する高粘度のペースト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の梁部の下面に取り付けられている。
【００３０】
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。
【００３１】
パターンを形成するための高粘度材料であるペースト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。
【００３２】
図２（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。
【００３３】
図２（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。
【００３４】
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に固定されている。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。
【００３５】
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はパターンを形成するための材料であるペースト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の梁部の下面に取り付けられている。
【００３６】
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。
【００３７】
図２（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。
【００３８】
図２（ａ），（ｃ）に示すように第２ヘッド５１の下部に複数（例えば２個）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。
【００３９】
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に固定されている。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。
【００４０】
図３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やステージ２１の移動速度（すなわち基板９の移動速度）を制御するための速度条件である速度パラメータなどが記憶されている。なお、速度条件は後述する速度調整工程（図４のステップＳ２０または図１１のステップＳ２１）によって予め調整された速度条件である。
【００４１】
制御部６０はターンテーブル２３に電気的に接続され、ターンテーブル２３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。
【００４２】
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。なお、モータ３５の回転数は上記速度パラメータに応じて制御部６０により制御される。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。
【００４３】
＜第１実施形態＞
次にパターン形成動作の第１実施形態について、図４に示すフロー図を参照して説明する。図４に示すように粘度特性測定工程（ステップＳ１０）、速度調整工程（ステップＳ２０）および塗布工程（ステップＳ３０）が順次実行される。順序は前後するが、まず、塗布工程（ステップＳ３０）について説明する。ステップＳ３０において、パターン形成装置１により基板９の主面上にフィンガー配線パターン７１およびバス配線パターン７３を塗布形成する（塗布工程）。この塗布工程（ステップＳ３０）の詳細は次の通りである。
【００４４】
すなわち、図５に示すステップＳ３１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が載置される。基板９がステージ２１に載置されると、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。制御部６０は、基板９の先端部（＋Ｘ方向端部）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、モータ３５からのフィードバック情報に基づいて検出すると、モータ３５の駆動を停止し、ステージ２１の移動を停止する。この停止位置において、第１ノズル４７と基板９の先端部におけるフィンガー配線パターン７１の塗布開始位置とが対向している（基板搬入工程）。
【００４５】
次にステップＳ３２においてフィンガー配線パターン７１の形成工程が実行される。具体的には、制御部６０がモータ３５を駆動してステージ２１の（＋Ｘ）方向への移動を開始するとともに、バルブ４５を開ける。このときステージ２１が後述するステップＳ２０で予め調整された速度条件（速度パラメータ）に基づき速度を増加させて、一定速度に移行するように制御部６０はモータ３５の回転数を制御する。
【００４６】
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。
【００４７】
吐出口８５から吐出されたペースト７は、移動を開始した基板９の塗布開始位置に供給される。その後、吐出口８５からのペースト７の供給が継続されるとともに、基板９の移動速度は所定速度まで増加した後、所定速度を維持する。制御部６０がモータ３５からのフィードバック情報に基づいて、第１ノズル４７の下方に基板９の（−Ｘ）側端部にある塗布終了位置が到達したことを検出すると、制御部６０はバルブ４５を閉じて吐出口８５からのペースト７の吐出を停止する。
【００４８】
上述の動作によって、図６（ａ）に示すように第１ノズル４７の１６個の吐出口８５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、図６（ｂ）に示すようにＸ方向に沿うとともに互いに平行な１６本のフィンガー配線パターン７１が形成される（フィンガー配線形成工程）。
【００４９】
上述のように第１ノズル４７の吐出口８５から吐出された直後のペースト７の形状がほぼ維持された状態でペースト７が硬化するため、フィンガー配線パターン７１の断面寸法を例えば幅が５０μｍ、高さが５０μｍとすることができる。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】
また、フィンガー配線パターン７１の開始端部（＋Ｘ側端部）においても、開始端部以外の断面寸法とほぼ同じ断面寸法に形成することができて、この結果、フィンガー配線パターン７１の長手方向（Ｘ方向）に亘ってほぼ均一な断面寸法で、フィンガー配線パターン７１を形成することができる。
【００５１】
次にステップＳ３３において、制御部６０がターンテーブル２３を回動させて、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７１の長手方向がＹ方向と平行になる（ステージ９０度回動工程）。このようにステージ２１を９０度、回動することによってステージ２１に載置された基板９の移動方向は、上述のステップＳ３２によるフィンガー配線パターン７１の形成工程における移動方向（第１方向）とは直交関係で交差する第２方向に相対的に変更されることとなる。
【００５２】
ステップＳ３３を実行した後、制御部６０はモータ３５を駆動してステージ２１を（＋Ｘ）方向に移動させ、基板９の（＋Ｘ）側端部が第２形成部５０の第２ノズル５７の下方に到達したら、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。
【００５３】
次にステップＳ３４においてバス配線パターン７３の形成工程が実行される。バス配線パターン７３の形成工程は上述のステップ３２によるフィンガー配線パターン７１の形成工程とほぼ同様に実行される。すなわち、制御部６０がモータ３５を駆動してステージ２１の（＋Ｘ）方向への移動を開始するとともに、バルブ５５を開けて第２ノズル５７からのペースト７の吐出を開始する。その後、制御部６０がモータ３５からのフィードバック情報に基づいて、第２ノズル５７の下方に基板９の（−Ｘ）側端部にある塗布終了位置が到達したことを検出すると、制御部６０はバルブ５５を閉じて吐出口８６からのペースト７の吐出を停止する。この結果、図７（ａ），（ｂ）に示すように第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の主面およびフィンガー配線パターン７１上にそれぞれ線状に供給された後、硬化して、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７３が形成される（バス配線形成工程）。なお、バス配線パターン７３はフィンガー配線パターン７１と直交関係で交差し、また、バス配線パターン７３の断面寸法は例えば、幅が２ｍｍ、高さが５０μｍである。
【００５４】
次にステップＳ３５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の移動を停止し、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（基板搬出工程）。
【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７１およびバス配線パターン７３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】
図４に戻り、上記塗布工程（ステップＳ３０）に先立つ準備工程である粘度特性測定工程（ステップＳ１０）および速度調整工程（ステップＳ２０）について説明する。まず、ステップＳ１０において、高粘度材料であるペースト７に加えるせん断力に応じた粘度特性を測定する。
【００５７】
ここで、第１ヘッド４１のピストン８３が押し下げられペースト７に圧力が加わると、ペースト７はマニホールド８７内から第１ノズル４７の吐出口８５に向かって流動する。このとき、ペースト７の吐出開始の直後においては粘度の高いペースト７をピストン８３により押し下げるため、ピストン８３の押し下げ速度が遅くなる。この結果、吐出開始直後において、吐出口８５から吐出されるペースト７の単位時間あたりの吐出量が小さくなる。
【００５８】
マニホールド８７内から第１ノズル４７の吐出口８５に向かって流動するペースト７には、マニホールド８７の内壁や第１ノズル４７の流路の内壁との摩擦によるせん断力が加わり、ペースト７内にせん断応力が発生する。ペースト７はチキソトロピー性を有するので、その内部にせん断応力が発生すると粘度が低下する。ペースト７の粘度低下に伴い、ピストン８３の押し下げ速度が速くなり、この結果、吐出口８５から吐出されるペースト７の単位時間あたりの吐出量が増加する。
【００５９】
上述のようにエアの圧力によりピストン８３を弾性的に押し下げているので、ピストン８３の押し下げ速度は、ペースト７の粘度に依存し、ペースト７の粘度が高い吐出開始直後においては遅くなり、ピストン８３の押し下げに伴いペースト７の粘度が低下すると速くなる。この結果、吐出口８５からのペースト７の吐出量は、吐出開始直後は少なく、その後、次第に増加する。
【００６０】
そこで、上記塗布工程（ステップＳ３０）に先立って、レオメーター（回転式粘度計）によりペースト７に加えるせん断力を増加させながらペースト７の粘度変化（粘度特性）を測定する。この結果、例えば、図８に実線で示すペースト７の粘度特性ＮＣ２が求められる（粘度特性測定工程）。なお、図８に破線で示す粘度特性ＮＣ１は、予め求められたペースト７とは別のペーストの粘度特性を示し、以下においては基準ペーストの粘度特性ＮＣ１と称す。また、図８に二点差線で示す粘度特性ＮＣ３は、ペースト７とはさらに別のペーストの粘度特性を示し、以下においては第２ペーストの粘度特性ＮＣ３と称す。
【００６１】
図８に示すようにペースト７の粘度特性ＮＣ２は、ペースト７がチキソトロピー性を有するので、ペースト７に加えるせん断力、すなわちペースト７内に発生するせん断応力が増加するに連れて、例えば、１００００Ｐａ・ｓ（パスカル秒）から１００Ｐａ・ｓまで粘度が低下する傾向を示す。また、ペースト７の粘度特性ＮＣ２における粘度低下の割合は、基準ペーストの粘度特性ＮＣ１における粘度低下の割合よりも大きい。なお、第２ペーストの粘度特性ＮＣ３におけるせん断力の増加に伴う粘度低下の割合は、基準ペーストの粘度特性ＮＣ１における粘度低下の割合よりも小さい。このように各ペーストの粘度特性は異なるが、各ペーストにせん断力ＳＯ以上を加えたときに、例えば１０Ｐａ・ｓから１０００Ｐａ・ｓの範囲内にあるほぼ一定の粘度ＮＳ（例えば１００Ｐａ・ｓ）となるようなペーストが選定される。
【００６２】
次に、ステップＳ２０において、上述の塗布工程（ステップＳ３０）にて第１形成部４０にある基板９の移動を開始するときの速度を予め調整する。換言すれば制御部６０のＲＯＭに保存すべき速度パラメータを調整する（速度調整工程）。ここで図９は、上述の塗布工程（ステップＳ３０）にて第１形成部４０にある基板９の移動を開始する際の経過時間ｔに対する基板９の速度Ｖの変化を示すグラフ（速度パラメータ）である。図９において破線で示す速度パラメータは予め実験的に求めておいた速度パラメータＶｐ１を示し、実験的に実行された上記塗布工程のフィンガー配線形成工程（ステップＳ３２）において、上記基準ペーストを第１ノズル４７から吐出して、図１２（ａ）に示すようにフィンガー配線パターン７１の開始端を均一に形成できたときの速度パラメータである。
【００６３】
ここで、図８に実線で示すペースト７の粘度特性ＮＣ２によると、ペースト７の粘度は、ペースト７にかかるせん断力、すなわちペースト７内に発生するせん断応力が増加するに連れて、粘度が低下する傾向を示すが、ペースト７の粘度が粘度ＮＳに低下するまで、基準ペーストの粘度（粘度特性ＮＣ１参照）よりも大きい。
【００６４】
上述のように、基準ペーストの粘度特性ＮＣ１に対してペースト７の粘度特性ＮＣ２は相違するので、同じエア圧でピストン８３により基準ペーストを押し下げたときの押し下げ速度よりも、ペースト７を押し下げたときの押し下げ速度が遅くなる。この結果、吐出口８５から吐出される単位時間あたりのペースト７の吐出量は、基準ペーストの吐出量に比べて少なくなる。この結果、基準ペーストの速度パラメータＶｐ１（図９（ａ））で基板９を移動させながら、ペースト７を基板９に供給すると、ペースト７の供給量が十分でないために、フィンガー配線パターン７１の開始端が均一にならず、例えば図１２の（ｂ），（ｃ）に示すようにフィンガー配線パターン７１の開始端に細線部７１ｎ、島部７１ｉおよび断線箇所７１ｂが発生する。
【００６５】
なお、図１２（ａ）はフィンガー配線パターン７１がその開始端（先端）も含めて線幅および高さ寸法が均一に形成されている状態を示す平面図および側面図である。図１２（ｂ）はフィンガー配線パターン７１の開始端にその線幅および高さ寸法が小さい細線部７１ｎが形成されている状態を示す平面図および側面図である。図１２（ｃ）はフィンガー配線パターン７１の開始端（塗布開始位置）にペースト７により島部７１ｉが形成された後、ペースト７の供給が途絶えた断線箇所７１ｂを経て、細線部７１ｎが形成されている状態を示す平面図および側面図である。
【００６６】
そこで、ペースト７によりフィンガー配線パターン７１を塗布形成する際には、第１形成部４０の塗布開始位置から基板９の移動を開始するときの加速度を図９（ａ）に破線で示す加速度ａ１から実線で示す加速度ａ２に小さくした速度パラメータＶｐ２に変更する。この速度パラメータＶｐ２は加速度ａ２により速度を増加させた後、一定速度Ｖｃに移行する速度パラメータである。このような速度パラメータＶｐ２に変更することにより、第１ノズル４７からのペースト７の吐出量が基準ペーストのときよりも減少していても、それに応じて基板９の加速度も小さくなっているため、フィンガー配線パターン７１の塗布開始端に十分な量のペースト７を供給することができる。この結果、図１２（ａ）に示すようにその開始端（先端）も含めて線幅および高さ寸法が均一なフィンガー配線パターン７１を形成することができる。ここで、「均一」とはフィンガー配線による集電能力が低下しない程度にフィンガー配線パターン７１の線幅および高さ寸法が均一である状態を示し、例えば数μｍ程度の寸法誤差があっても良い。
【００６７】
また、図９（ｂ）に実線で示すように、ペースト７によりフィンガー配線パターン７１を塗布形成する際に、第１形成部４０の塗布開始位置から基板９の移動を開始するときに基板９を加速して一定速度Ｖｃに移行するまでに、一定速度Ｖｃより小さい一定速度Ｖｓで所定期間、基板９を移動させる速度パラメータＶｐ２を採用しても良い。このような速度パラメータＶｐ２に変更することにより、第１ノズル４７からのペースト７の吐出量が基準ペーストのときよりも減少していても、それに応じて基板９の移動開始時において、低速Ｖｓで基板９を移動させる期間を設けているため、フィンガー配線パターン７１の塗布開始端に十分な量のペースト７を供給することができる。この結果、図１２（ａ）に示すようにその開始端（先端）も含めて線幅および高さ寸法が均一なフィンガー配線パターン７１を形成することができる。
【００６８】
次にペースト７とは異なる第２ペーストによりフィンガー配線パターン７１を塗布形成する場合を説明する。図８に二点鎖線で示す第２ペーストの粘度特性ＮＣ３によると、第２ペーストの粘度は、第２ペーストにかかるせん断力、すなわち第２ペースト内に発生するせん断応力が増加するに連れて、粘度が低下する傾向を示すが、第２ペーストの粘度が粘度ＮＳに低下するまで、基準ペーストの粘度（粘度特性ＮＣ１参照）よりも小さい。
【００６９】
上述のように、基準ペーストの粘度特性ＮＣ１に対して第２ペーストの粘度特性ＮＣ３は相違するので、同じエア圧でピストン８３により基準ペーストを押し下げたときの押し下げ速度よりも、第２ペーストを押し下げたときの押し下げ速度が速くなる。この結果、吐出口８５から吐出される第２ペーストの吐出量は、基準ペーストの吐出量に比べて多くなり、基準ペーストの速度パラメータＶｐ１（図９（ａ））で基板９を移動させながら、第２ペーストを基板９に供給すると、第２ペーストの供給量が多くなり、フィンガー配線パターン７１の開始端が太くなり均一にならない。
【００７０】
そこで、第２ペーストによりフィンガー配線パターン７１を塗布形成する際には、第１形成部４０の塗布開始位置から基板９の移動を開始するときの加速度を図９（ａ）に破線で示す加速度ａ１から二点差線で示す加速度ａ３に大きくした速度パラメータＶｐ３に変更する。この速度パラメータＶｐ３は加速度ａ３により速度を増加させた後、一定速度Ｖｃに移行する速度パラメータである。このような速度パラメータＶｐ３に変更することにより、第１ノズル４７からの第２ペーストの吐出量が基準ペーストのときよりも増加していても、それに応じて基板９の加速度が小さくなっているため、フィンガー配線パターン７１の塗布開始端に適切な量のペースト７を供給することができる。この結果、図１２（ａ）に示すようにその開始端（先端）も含めて線幅および高さ寸法が均一なフィンガー配線パターン７１を形成することができる。
【００７１】
＜第１実施形態の変形例＞
基準ペーストによりフィンガー配線パターン７１を塗布形成するときの基板９の速度パラメータＶｐ１が図１０（ａ）の破線に示すように一定速度Ｖｃまで基板９の速度を増加させる途中において、速度Ｖｃより低速の一定速度Ｖｓ１で所定期間だけ基板９を移動させる速度パラメータであるときは、ペーストの粘度特性に応じて次のように速度パラメータを変更しても良い。
【００７２】
すなわち、図１０（ａ）に実線で示すように、ペースト７によりフィンガー配線パターン７１を塗布形成する際に、一定速度Ｖｃまで基板９の速度を増加させる途中において、速度Ｖｃより低速であり、かつ、速度Ｖｓ１より低速である一定速度Ｖｓ２で所定期間だけ基板９を移動させる速度パラメータＶｐ２に変更する。このような速度パラメータＶｐ２に変更することにより、第１ノズル４７からのペースト７の吐出量が基準ペーストのときよりも減少していても、それに応じて基板９の移動開始時において、速度Ｖｓ１より低速である速度Ｖｓ２で基板９を移動させる期間を設けているため、フィンガー配線パターン７１の塗布開始端に十分な量のペースト７を供給することができる。この結果、図１２（ａ）に示すようにその開始端（先端）も含めて線幅および高さ寸法が均一なフィンガー配線パターン７１を形成することができる。
【００７３】
また、第２ペーストによりフィンガー配線パターン７１を塗布形成する際には、速度パラメータＶｐ３に変更する。このような速度パラメータＶｐ３に変更することにより、第１ノズル４７からのペースト７の吐出量が基準ペーストのときよりも増加していても、それに応じて基板９の移動開始時において、速度Ｖｓ１より高速である速度Ｖｓ３で基板９を移動させる期間を設けているため、フィンガー配線パターン７１の塗布開始端に適切な量の第２ペーストを供給することができる。この結果、図１２（ａ）に示すようにその開始端（先端）も含めて線幅および高さ寸法が均一なフィンガー配線パターン７１を形成することができる。
【００７４】
なお、基準ペーストの速度パラメータＶｐ１における低速期間の長さをペーストの粘度測定に応じて変更しても良い。具体的には、基準ペーストによりフィンガー配線パターン７１を塗布形成するときの基板９の速度パラメータＶｐ１が図１０（ｂ）の破線に示すように基板９の速度を一定速度Ｖｃまで増加させる途中において、期間ｔ１だけ低速の一定速度Ｖｓで基板９を移動させる速度パラメータであるときは、ペーストの粘度特性に応じて低速期間の長さを変更しても良い。例えば、ペースト７によりフィンガー配線パターン７１を塗布形成するときは低速Ｖｓの期間をｔ１からｔ２に長くするように変更した実線で示す速度パラメータＶｐ２を採用しても良い。このように低速期間を長くすることにより、フィンガー配線パターン７１の塗布開始端に十分な量のペースト７を供給することができる。この結果、図１２（ａ）に示すようにその開始端（先端）も含めて線幅および高さ寸法が均一なフィンガー配線パターン７１を形成することができる。
【００７５】
また、第２ペーストによりフィンガー配線パターン７１を塗布形成するときは低速Ｖｓの期間をｔ１からｔ３に短くするように変更した二点鎖線で示す速度パラメータＶｐ３を採用しても良い。このように低速期間を短くすることにより、フィンガー配線パターン７１の塗布開始端に適切な量のペースト７を供給することができる。この結果、図１２（ａ）に示すようにその開始端（先端）も含めて線幅および高さ寸法が均一なフィンガー配線パターン７１を形成することができる。
【００７６】
＜第２実施形態＞
次にパターン形成動作の第２実施形態について、図１１に示すフロー図を参照して説明する。図１１に示すように第２実施形態ではペースト撹拌工程（ステップＳ５）、開始端観察工程（ステップＳ１１）、速度調整工程（ステップＳ２０）および塗布工程（ステップＳ３０）が順次実行される。なお、塗布工程（ステップＳ３０）の詳細は、上述の第１実施形態における塗布工程（ステップＳ３０）と同様である。
【００７７】
上記塗布工程（ステップＳ３０）に先立つ準備工程として、ステップＳ５においてペースト７を撹拌することにより、ペースト７を脱気処理して、ペースト７に混入している気体の量を低減させる（ペースト撹拌工程）。
【００７８】
次にステップＳ１１において、ペースト７によりフィンガー配線パターン７１を塗布形成した後、その開始端の形状を観察する（開始端観察工程）。具体的には、第１ヘッド４１のマニホールド８７内にペースト７を充填し、パターン形成装置１により上述のフィンガー配線形成工程（図５のステップＳ３２）を実験的に実行して、基板９上にフィンガー配線パターン７１を塗布形成する。このステップＳ３２における基板９の速度パラメータは、例えば図９（ａ）の破線で示す基準ペースト用の速度パラメータＶｐ１とする。
【００７９】
ステップＳ１１の開始端観察工程において、例えば、カメラ等の撮像手段によりフィンガー配線パターン７１の開始端を撮像して得られた画像を観察する。例えば、図１２の（ｂ），（ｃ）に示すような形状を有するフィンガー配線パターン７１を観察することができる。なお、フィンガー配線パターン７１の開始端を直接、目視によって観察しても良い。
【００８０】
上記開始端の観察工程において、例えば、図１２（ｂ）に示すようにフィンガー配線パターン７１の開始端に細線部７１ｎが形成されている形状が観察され、若しくは、図１２（ｃ）に示すように細線部７１ｎ、島部７１ｉおよび断線箇所７１ｂが形成された形状が観察される。この観察結果は、吐出開始時において、吐出口８５から吐出されたペースト７の吐出量が十分ではなく不足していたことを示す。このようにペースト７の吐出量が不足する原因は、ペースト７に混入している気体の量が基準ペーストに混入している気体の量よりも多いためである。ペーストに混入している気体の量は、上述のペースト撹拌工程（ステップＳ５）によって低減されているが、その気体量（気体混入度合い）はペーストの種類によって相違する。ここで、ピストン８３が押し下げられることにより、マニホールド８７内に充填されたペーストには圧力がかかり圧縮され、所定圧力以上になると吐出口８５からペーストが吐出される。ペーストに混入している気体はペーストより圧縮性が高いので、ペーストに混入している気体の量が多いほど所定圧力以上になるまでの時間が長くなる。この結果、ペーストに混入している気体の量が多いほど、吐出開始時における単位時間あたりの吐出量が少なくなる。
【００８１】
次に、図１１に示すステップＳ２１において、上述の塗布工程（ステップＳ３０）にて第１形成部４０にある基板９の移動を開始するときの速度を予め調整する。換言すれば制御部６０のＲＯＭに保存すべき速度条件（速度パラメータ）を調整する（速度調整工程）。
【００８２】
具体的には、開始端観察工程（ステップＳ１１）にて例えば図１２（ｂ），（ｃ）に示すような開始端の形状が観察された際には、塗布開始端において第１ノズル４７から十分な量のペースト７が吐出されていないと判断する。そして、例えば、ペースト７によりフィンガー配線パターン７１を塗布形成する際には、第１形成部４０の塗布開始位置から基板９の移動を開始するときの加速度を図９（ａ）に破線で示す加速度ａ１から実線で示す加速度ａ２に小さくした速度パラメータＶｐ２に変更する。この速度パラメータＶｐ２は加速度ａ２により速度を増加させた後、一定速度Ｖｃに移行する速度パラメータである。このように加速度を小さくした速度パラメータＶｐ２に変更することにより、フィンガー配線パターン７１の塗布開始端に十分な量のペースト７を供給することができる。この結果、図１２（ａ）に示すようにその開始端（先端）も含めて線幅および高さ寸法が均一なフィンガー配線パターン７１を形成することができる。
【００８３】
また、図９（ｂ）に実線で示すように、ペースト７によりフィンガー配線パターン７１を塗布形成する際に、第１形成部４０の塗布開始位置から基板９の移動を開始するときに基板９の速度を増加させて一定速度Ｖｃに移行するまでに、一定速度Ｖｃより小さい速度Ｖｓで所定期間、基板９を移動させる速度パラメータＶｐ２を採用しても良い。このように低速Ｖｓで基板９を移動させる期間を設けた速度パラメータＶｐ２に変更することにより、フィンガー配線パターン７１の塗布開始端に十分な量のペースト７を供給することができる。この結果、図１２（ａ）に示すようにその開始端（先端）も含めて線幅および高さ寸法が均一なフィンガー配線パターン７１を形成することができる。
【００８４】
次にペースト７とは異なる第３ペーストによりフィンガー配線パターン７１を塗布形成する場合を説明する。この第３ペーストの撹拌工程（図１１のステップＳ５）後における気体の混入量（混入量）は、基準ペーストの混入量よりも少ない。上述のように、吐出開始時においてペーストが吐出に必要な所定圧力以上になるまでの時間は、ペーストに混入された気体量に依存し、気体量が多いほど時間が長くなる。したがって、吐出開始時における吐出口８５から吐出される第３ペーストの吐出量は、基準ペーストの吐出量に比べて多くなる。この結果、開始端観察工程（ステップＳ１１）にて塗布開始端が太い形状であるフィンガー配線パターン７１が観察される。
【００８５】
そこで、第３ペーストによりフィンガー配線パターン７１を塗布形成する際には、第１形成部４０の塗布開始位置から基板９の移動を開始するときの加速度を図９（ａ）に破線で示す加速度ａ１から二点差線で示す加速度ａ３に大きくした速度パラメータＶｐ３に変更する。この速度パラメータＶｐ３は加速度ａ３により速度を増加させた後、一定速度Ｖｃに移行する速度パラメータである。このように加速度を大きくした速度パラメータＶｐ３に変更することにより、フィンガー配線パターン７１の塗布開始端に適切な量の第３ペーストを供給することができる。この結果、図１２（ａ）に示すようにその開始端（先端）も含めて線幅および高さ寸法が均一なフィンガー配線パターン７１を形成することができる。
【００８６】
＜第２実施形態の変形例＞
基準ペーストによりフィンガー配線パターン７１を塗布形成するときの基板９の速度パラメータＶｐ１が図１０（ａ）の破線に示すように一定速度Ｖｃまで基板９の速度を増加させる途中において、速度Ｖｃより低速の速度Ｖｓ１で所定期間だけ基板９を移動させる速度パラメータであるときは、開始端観察工程（ステップＳ１１）による観察結果に応じて次のように速度パラメータを変更しても良い。
【００８７】
具体的には、上述の開始端観察工程（図１１のステップＳ１１）において、図１０（ａ）の破線で示す基準ペーストの速度パラメータＶｐ１により、ペースト７によるフィンガー配線パターン７１の塗布形成を実験的に行い、図１２（ｂ），（ｃ）に示す開始端の状態が観察された場合は次のように速度パラメータを変更すれば良い。すなわち、図１２（ｂ），（ｃ）に示す開始端の状態が観察された場合は、上述のように基板９に十分な量のペースト７が供給されていないと判断する。そして、図１０（ａ）に実線で示すように、ペースト７によりフィンガー配線パターン７１を塗布形成する際に、一定速度Ｖｃまで基板９の速度を増加させる途中において、速度Ｖｃより低速であり、かつ、速度Ｖｓ１より低速である速度Ｖｓ２で所定期間だけ基板９を移動させる速度パラメータＶｐ２に変更する。このように速度Ｖｓ１より低速である速度Ｖｓ２で基板９を移動させる期間を設けた速度パラメータＶｐ２に変更することにより、フィンガー配線パターン７１の塗布開始端に十分な量のペースト７を供給することができる。この結果、図１２（ａ）に示すようにその開始端（先端）も含めて線幅および高さ寸法が均一なフィンガー配線パターン７１を形成することができる。
【００８８】
また、上記第３ペーストによりフィンガー配線パターン７１を塗布形成する際には、速度Ｖｓ１より高速である速度Ｖｓ３で基板９を移動させる期間を設けた速度パラメータＶｐ３に変更する。このような速度パラメータＶｐ３に変更することにより、フィンガー配線パターン７１の塗布開始端に適切な量の第３ペーストを供給することができる。この結果、図１２（ａ）に示すようにその開始端（先端）も含めて線幅および高さ寸法が均一なフィンガー配線パターン７１を形成することができる。
【００８９】
なお、基準ペーストの速度パラメータＶｐ１における低速期間の長さを開始端観察工程（ステップＳ１１）による観察結果に応じて変更しても良い。具体的には、基準ペーストによりフィンガー配線パターン７１を塗布形成するときの基板９の速度パラメータＶｐ１が図１０（ｂ）の破線に示すように基板９の速度を一定速度Ｖｃに増加させる途中において、期間ｔ１だけ低速の一定速度Ｖｓで基板９を移動させる速度パラメータであるときは、開始端観察工程（ステップＳ１１）による観察結果に応じて低速期間の長さを変更しても良い。例えば、ペースト７によりフィンガー配線パターン７１を塗布形成するときは低速Ｖｓの期間をｔ１からｔ２に長くするように変更した実線で示す速度パラメータＶｐ２を採用しても良い。このように低速期間を長くすることにより、フィンガー配線パターン７１の塗布開始端に十分な量のペースト７を供給することができる。この結果、図１２（ａ）に示すようにその開始端（先端）も含めて線幅および高さ寸法が均一なフィンガー配線パターン７１を形成することができる。
【００９０】
また、第３ペーストによりフィンガー配線パターン７１を塗布形成するときは低速Ｖｓの期間をｔ１からｔ３に短くするように変更した二点鎖線で示す速度パラメータＶｐ３を採用しても良い。このように低速期間を短くすることにより、フィンガー配線パターン７１の塗布開始端に適切な量の第３ペーストを供給することができる。この結果、図１２（ａ）に示すようにその開始端（先端）も含めて線幅および高さ寸法が均一なフィンガー配線パターン７１を形成することができる。
【００９１】
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。
上述の実施形態や変形例の速度調整工程（ステップＳ２０またはステップＳ２１）において、粘度特性や観察結果に基づいて速度パラメータＶｐ１を変更して調整する際に、１回の変更では、図１２（ａ）に示すような均一なフィンガー配線パターン７１を塗布形成することができる速度パラメータが求められない場合は、複数回の速度パラメータの変更を行って、適切な速度パラメータを求めても良い。また、複数の粘度特性や塗布開始端の形状（観察結果）に応じた適切な速度パラメータとの関係を予め求めておき、粘度特性測定工程（図４のステップＳ１０）で測定されたペーストの粘度特性や開始端観察工程（図１１のステップＳ１１）による観察結果に対応する速度パラメータを選択するように速度調整工程（ステップＳ２０）を実行しても良い。
【００９２】
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。
【００９３】
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ってピストン３８を押し下げても良い。
【００９４】
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。
【００９５】
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】
【００９６】
１ パターン形成装置
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
６１ 第１光照射部
６４ 第２光照射部
７１ バス配線パターン
７３ フィンガー配線パターン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターンを形成するための材料のせん断応力に応じた粘度特性を測定する粘度特性測定工程と、
粘度特性測定工程によって測定された粘度特性に基づいて、ノズルに対して相対移動する基板に向けてノズルから前記材料の吐出を開始する際の基板の速度条件を調整する速度調整工程と、
ノズルから前記材料の吐出を開始する際に、速度調整工程によって調整された速度条件で、基板をノズルに対して相対移動させるとともに、ノズルから基板に向けて前記材料を吐出して、基板上に前記材料による線状パターンを形成する塗布工程と、
を含むことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項２】
請求項１に記載されるパターン形成方法において、
速度調整工程が粘度特性測定工程によって測定された粘度特性に基づいて、ノズルに対する基板の相対加速度を調整する工程であることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項３】
請求項１に記載されるパターン形成方法において、
前記速度条件が、ノズルの吐出口から前記材料の吐出を開始する際に、基板の相対移動速度を所定速度まで増加させる途中において、所定速度より低速の一定速度である期間を有する速度条件であり、
速度調整工程が粘度特性測定工程によって測定された粘度特性に基づいて、前記一定速度の値を調整する工程であることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項４】
請求項１に記載されるパターン形成方法において、
前記速度条件が、ノズルの吐出口から前記材料の吐出を開始する際に、基板の相対移動速度を所定速度まで増加させる途中において、所定速度より低速の一定速度である期間を有する速度条件であり、
速度調整工程が粘度特性測定工程によって測定された粘度特性に基づいて、前記一定速度である期間の長さを調整する工程であることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項５】
パターンを形成するための材料を、ノズルに対して相対移動する基板に向けてノズルから吐出することにより基板上に形成された線状パターンの開始端の形状を観察する観察工程と、
観察工程により観察された線状パターンの開始端の形状に基づいて、ノズルに対して相対移動する基板にノズルから前記材料の吐出を開始する際の基板の速度条件を調整する速度調整工程と、
ノズルから前記材料の吐出を開始する際に、速度調整工程によって調整された速度条件で、基板をノズルに対して相対移動させるとともに、ノズルから基板に向けて前記材料を吐出して、基板上に前記材料による線状パターンを形成する塗布工程と、
を含むことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項６】
請求項５に記載されるパターン形成方法において、
速度調整工程が観察工程によって観察された線状パターンの開始端の形状に基づいて、ノズルに対する基板の相対加速度を調整する工程であることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項７】
請求項５に記載されるパターン形成方法において、
前記速度条件が、ノズルから前記材料の吐出を開始する際に、基板の相対移動速度を所定速度まで増加させる途中において、所定速度より低速の一定速度である期間を有する速度条件であり、
速度調整工程が観察工程によって観察された線状パターンの開始端の形状に基づいて、前記一定速度の値を調整する工程であることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項８】
請求項５に記載されるパターン形成方法において、
前記速度条件が、ノズルから前記材料の吐出を開始する際に、基板の相対移動速度を所定速度まで増加させる途中において、所定速度より低速の一定速度である期間を有する速度条件であり、
速度調整工程が観察工程によって観察された線状パターンの開始端の形状に基づいて、前記一定速度である期間の長さを調整する工程であることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載されるパターン形成方法において、
基板が太陽電池素子用の基板であり、
前記材料が導電性を有する導電性のペーストであり、
線状パターンがフィンガー配線用の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１０】
パターンを形成するための材料を線状に吐出するノズルと、
ノズルに対して基板を相対移動させる移動手段と、
ノズルから前記材料の吐出を開始する際に、移動手段によりノズルに対して基板を速度条件に基づいて相対移動させるとともに、当該基板に向けてノズルから前記材料を線状に吐出させる制御手段とを備え、
前記速度条件が前記材料のせん断応力に応じた粘度特性に基づいて予め調整された速度条件であることを特徴とするパターン形成装置。
【請求項１１】
パターンを形成するための材料を線状に吐出するノズルと、
ノズルに対して基板を相対移動させる移動手段と、
ノズルから前記材料の吐出を開始する際に、移動手段によりノズルに対して基板を速度条件に基づいて相対移動させるとともに、当該基板に向けてノズルから前記材料を線状に吐出させる制御手段とを備え、
前記速度条件が前記材料により基板上に塗布形成された線状パターンの開始端の形状を観察することにより予め調整された速度条件であることを特徴とするパターン形成装置。
【請求項１】
パターンを形成するための材料のせん断応力に応じた粘度特性を測定する粘度特性測定工程と、
粘度特性測定工程によって測定された粘度特性に基づいて、ノズルに対して相対移動する基板に向けてノズルから前記材料の吐出を開始する際の基板の速度条件を調整する速度調整工程と、
ノズルから前記材料の吐出を開始する際に、速度調整工程によって調整された速度条件で、基板をノズルに対して相対移動させるとともに、ノズルから基板に向けて前記材料を吐出して、基板上に前記材料による線状パターンを形成する塗布工程と、
を含むことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項２】
請求項１に記載されるパターン形成方法において、
速度調整工程が粘度特性測定工程によって測定された粘度特性に基づいて、ノズルに対する基板の相対加速度を調整する工程であることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項３】
請求項１に記載されるパターン形成方法において、
前記速度条件が、ノズルの吐出口から前記材料の吐出を開始する際に、基板の相対移動速度を所定速度まで増加させる途中において、所定速度より低速の一定速度である期間を有する速度条件であり、
速度調整工程が粘度特性測定工程によって測定された粘度特性に基づいて、前記一定速度の値を調整する工程であることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項４】
請求項１に記載されるパターン形成方法において、
前記速度条件が、ノズルの吐出口から前記材料の吐出を開始する際に、基板の相対移動速度を所定速度まで増加させる途中において、所定速度より低速の一定速度である期間を有する速度条件であり、
速度調整工程が粘度特性測定工程によって測定された粘度特性に基づいて、前記一定速度である期間の長さを調整する工程であることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項５】
パターンを形成するための材料を、ノズルに対して相対移動する基板に向けてノズルから吐出することにより基板上に形成された線状パターンの開始端の形状を観察する観察工程と、
観察工程により観察された線状パターンの開始端の形状に基づいて、ノズルに対して相対移動する基板にノズルから前記材料の吐出を開始する際の基板の速度条件を調整する速度調整工程と、
ノズルから前記材料の吐出を開始する際に、速度調整工程によって調整された速度条件で、基板をノズルに対して相対移動させるとともに、ノズルから基板に向けて前記材料を吐出して、基板上に前記材料による線状パターンを形成する塗布工程と、
を含むことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項６】
請求項５に記載されるパターン形成方法において、
速度調整工程が観察工程によって観察された線状パターンの開始端の形状に基づいて、ノズルに対する基板の相対加速度を調整する工程であることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項７】
請求項５に記載されるパターン形成方法において、
前記速度条件が、ノズルから前記材料の吐出を開始する際に、基板の相対移動速度を所定速度まで増加させる途中において、所定速度より低速の一定速度である期間を有する速度条件であり、
速度調整工程が観察工程によって観察された線状パターンの開始端の形状に基づいて、前記一定速度の値を調整する工程であることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項８】
請求項５に記載されるパターン形成方法において、
前記速度条件が、ノズルから前記材料の吐出を開始する際に、基板の相対移動速度を所定速度まで増加させる途中において、所定速度より低速の一定速度である期間を有する速度条件であり、
速度調整工程が観察工程によって観察された線状パターンの開始端の形状に基づいて、前記一定速度である期間の長さを調整する工程であることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載されるパターン形成方法において、
基板が太陽電池素子用の基板であり、
前記材料が導電性を有する導電性のペーストであり、
線状パターンがフィンガー配線用の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１０】
パターンを形成するための材料を線状に吐出するノズルと、
ノズルに対して基板を相対移動させる移動手段と、
ノズルから前記材料の吐出を開始する際に、移動手段によりノズルに対して基板を速度条件に基づいて相対移動させるとともに、当該基板に向けてノズルから前記材料を線状に吐出させる制御手段とを備え、
前記速度条件が前記材料のせん断応力に応じた粘度特性に基づいて予め調整された速度条件であることを特徴とするパターン形成装置。
【請求項１１】
パターンを形成するための材料を線状に吐出するノズルと、
ノズルに対して基板を相対移動させる移動手段と、
ノズルから前記材料の吐出を開始する際に、移動手段によりノズルに対して基板を速度条件に基づいて相対移動させるとともに、当該基板に向けてノズルから前記材料を線状に吐出させる制御手段とを備え、
前記速度条件が前記材料により基板上に塗布形成された線状パターンの開始端の形状を観察することにより予め調整された速度条件であることを特徴とするパターン形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−５９８８（Ｐ２０１２−５９８８Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４５９６４（Ｐ２０１０−１４５９６４）
【出願日】平成２２年６月２８日（２０１０．６．２８）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２８日（２０１０．６．２８）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
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