JPH11340129A

JPH11340129A - パターン製造方法およびパターン製造装置

Info

Publication number: JPH11340129A
Application number: JP10148019A
Authority: JP
Inventors: Shunichi Seki; 関　　俊一; Satoru Miyashita; 悟宮下; Kazuo Yudasaka; 一夫湯田坂
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1998-05-28
Filing date: 1998-05-28
Publication date: 1999-12-10

Abstract

(57)【要約】【課題】リソグラフィ法におけるレジストパターン形
成工程の欠点を排除する。【解決手段】溶質であるレジスト材料を溶媒に溶解さ
せて流動体(11-1n)を製造する。この流動体をインクジ
ェット式ヘッド(21-2n)からパターン形成面(100)に吐出
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は基板に対するパター
ン形成に係り、特にインクジェット方式等を利用するこ
とによってリソグラフィ法のデメリットを解消するパタ
ーン製造技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、微小な回路、例えば集積回路を製
造するにはリソグラフィー法等が使用されてきた。例え
ば「薄膜ハンドブック」、日本学術振興会編,pp283-293
にはリソグラフィ法の基本的な処理工程が開示されてい
る。この文献によれば、例えばシリコンウェハ上にレジ
ストと呼ばれる感光材料を薄く塗布し、レジストの上に
写真製版で作成した回路パターンに応じたホトマスクを
する。次いで露光してホトマスクで光が遮断されていな
い領域のレジストを感光し、現像処理を行って回路パタ
ーンに応じたレジストパターンをシリコンウェハ上に設
ける。そしてレジストパターン上からエッチングを行っ
てシリコンを除去しパターン通りにシリコンを成形する
ものであった。レジストの塗布は、上記文献によればス
ピンナー法、スプレー法、ロールコーター法、浸漬法が
使用されてきた。例えばスピンナー法によれば、回転台
上に基板を載せ、基板を高速で回転させながらレジスト
材料を塗布していくというものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしリソグラフィ法
で通常用いられてきたレジスト形成工程では、レジスト
材料が無駄になる、工程が多くなる、レジスト材料に制
限が課せられる等の不都合があった。

【０００４】すなわち従来のレジスト塗布方法では、エ
ッチングのレジストパターンとなる領域が極僅かであっ
てもパターンを形成する面の全面にレジスト材料を塗布
せざるを得なく、またレジストの膜厚制御も困難であっ
た。特に、スピナーによる塗布法においては、材料の９
５％以上が無駄になるだけでなく塗布の際に漏れたレジ
スト材料が基板の裏側などにも回り込むという問題もあ
った。

【０００５】また従来のレジストパターン形成方法で
は、レジスト塗布、マスク、露光、現像、不要なレジス
ト除去というように、レジストパターンを得るまでに多
くの工程管理が必要であり工数がかかっていた。しかも
ホトマスク材量はネガフィルムを要するなどレジスト以
外の材料も必要とされていた。スクリーン印刷やブレー
ド法を使用すればある程度の材料浪費を防げるが、レジ
ストの厚みが制御困難であることに変化がないため、レ
ジスト材料の無駄を根本的に解決することはできなかっ
た。これらのことから判るように、従来の方法では材料
の無駄と工数の増加を余儀なくされ、製造原価の高騰の
原因になっていた。

【０００６】さらに従来はレジストを露光する必要があ
ったので、感光性を有する素材にレジストが限られ材料
の選択が制限されていた。

【０００７】上記不都合に鑑み、本出願人はインクジェ
ット方式等を使用することにより上記不都合を悉く解決
可能であることに気づき、パターン製造技術に新たな選
択枝を与えることに想到した。

【０００８】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明の第１の
課題は、レジストを局所的に設ける製造方法により、レ
ジスト材料の無駄と工数の削減を図り、製造原価を下げ
ることである。本発明の第２の課題は、レジストの厚み
を調整する具体的な選択肢を提供することにより、レジ
スト材料の無駄と工数の削減を図り、製造原価を下げる
ことである。本発明の第３の課題は、レジストを局所的
に設けるための条件を提示することにより、レジストは
感光性を有しなければならないという制約を取り払い、
レジストの選択性を向上させることである。本発明の第
４の課題は、レジストを局所的に設けるための組成を提
示することにより、レジストは感光性を有しなければな
らないという制約を取り払い、レジストの選択性を向上
させることである。本発明の第５の課題は、レジストを
局所的に設けるこのとできる製造装置を提供することに
より、レジスト材料の無駄と工数の削減を図り、製造原
価を下げることである。

【０００９】上記第１の課題を解決する発明は、パター
ン形成面にレジストパターンを形成するためのパターン
製造方法であって、溶質であるレジスト材料を溶媒に溶
解させた流動体の液滴を前記パターン形成面に付着させ
て固化させる工程を備えている。なお、レジストが所定
の位置にパターニングされ、レジスト材料に耐エッチン
グ性があれば、露光・現像という工程を省くことができ
る。

【００１０】ここで「流動体」とは、インクジェット式
ヘッドのノズルから吐出可能な粘度を備えた液体をい
う。「流動体」の溶媒は水性であると油性であるとを問
わない。ノズル等から吐出可能な流動性（粘度）を備え
ていれば十分で、レジスト材料として固体物質である微
粒子が分散していても全体として流動体であればよい。
また「パターン形成面」とは、平面、曲面、凹凸状のい
ずれであるかを問わずパターンを付着させる面であり、
基板等の硬い面であっても可撓性のあるフィルム上の面
であってもよい。

【００１１】ここで上記工程は、流動体の液滴をインク
ジェット式ヘッドから吐出させることによりパターン形
成面に付着させることが好ましい。すなわち、流動体を
付着させる方法としては各種印刷法等各種の方法を適用
できるが、インクジェット方式によれば、安価な設備で
パターン形成面の任意の場所に任意の厚さで流動体を付
着させることができるからである。インクジェット方式
としては、圧電体素子の体積変化により流動体を吐出さ
せるピエゾジェット方式であっても、熱の印加により急
激に蒸気が発生することにより流動体を吐出させる方式
であってもよい。

【００１２】また上記第３の課題を解決する発明では、
流動体に要求される条件として、溶質濃度、溶媒の種類
または溶媒量を調整することにより粘度が１ｃｐ以上で
２０ｃｐ以下に調整されている必要がある。粘度が１ｃ
ｐより低いと固形分含有量が過少となり成膜性が悪くな
るからであり、粘度が２０ｃｐより高いと円滑な吐出が
できずノズル穴の目詰まり頻度が高くなるからである。
さらに粘度が２ｃｐ以上で４ｃｐ以下に調整されている
ことがより好ましい。この範囲の粘度であれば成膜性が
よくノズル穴の目詰まり頻度が低いからである。

【００１３】また流動体の液滴は、溶質濃度、溶媒の種
類または溶媒量を調整することによりその表面エネルギ
ーが２０ｍＮ／ｍ以上で７０ｍＮ／ｍ以下に調整されて
いることが必要である。２０ｍＮ／ｍより表面エネルギ
ーが低いとノズル穴周辺での濡れ性が増大し、液滴の飛
行曲がりが生ずるからであり、７０ｍＮ／ｍより表面エ
ネルギーが高いとノズル先端でのメニスカス形状が安定
しないため、吐出量や吐出タイミングの制御が困難にな
るからである。表面エネルギーが３０ｍＮ／ｍ以上で６
０ｍＮ／ｍ以下に調整されていることが好ましい。

【００１４】また流動体とパターン形成面との密着性は
接触角により測定できる。流動体は、溶質濃度、溶媒の
種類または溶媒量を調整することにより前記ヘッドノズ
ル面を構成する材料に対する接触角が３０度以上で１７
０度以下になるように調整されている必要がある。接触
角が３０度より小さいとノズル穴周辺での濡れ性が増大
し、液滴の飛行曲がりが発生するからであり、接触角が
１７０度より大きいとノズル先端でのメニスカス形状が
安定しないため、吐出量や吐出タイミングの制御が困難
になるからである。特に前記ヘッドノズル面を構成する
材料に対する接触角が３５度以上で６５度以下になるよ
う調整されていることが好ましい。

【００１５】また流動体における溶質濃度は０．０１ｗ
ｔ％以上で１０ｗｔ％以下に調整されていることが好ま
しい。溶質濃度が０．０１ｗｔ％より低いと多量の流動
体を吐出しなければ十分な厚みのレジスト層を形成でき
ないので効率が悪く、溶質濃度が１０ｗｔ％より大きい
と、流動体の吐出を困難にするくらいに粘度を高めてし
まうからである。

【００１６】例えば上記第４の課題を解決する発明にお
いて、流動体における溶媒は、グリセリン、ジエチレン
グリコール、メタノール、エタノール、水または１，３
−ジメチル−２−イミダゾリジノン（ＤＭＩ）、エトキ
シエタノール、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭ
Ｆ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）またはエチレン
グリコール系エーテルのうち１以上の溶媒により構成さ
れている。これらの溶剤を混ぜることにより上記条件を
満足させることができるからである。また溶媒であるレ
ジスト材料は、ケイ皮酸ビニル、ノボラック系樹脂、ポ
リイミドまたはエポキシ系樹脂のうちいずれかである。
もちろん上記条件を充たしエッチング時におけるエッチ
ャントに対する耐性を充たす限り、これら以外の材料を
用いてもよい。

【００１７】上記第２の課題を解決する発明では、レジ
ストに必要とされる条件に応じて流動体におけるレジス
ト材料の濃度を変更するように構成されている。また、
パターン形成面の単位面積当たりにおける液滴の付着量
を変更してもよい。液滴の付着量の変える方法として
は、パターン形成面の単位面積当たりにおける液滴の付
着回数により制御したり、パターン形成面に付着させる
液滴間のピッチにより制御したり、一回に付着させる液
滴の量により制御したりする。

【００１８】また本発明では、流動体の液滴を付着させ
る工程の後に、付着した液滴を固化させレジストパター
ンを形成する工程と、レジストパターンが形成されたパ
ターン形成面をエッチングする工程と、をさらに備え
る。本発明のレジスト塗布と併せてこれら工程を処理す
れば基板のパターニングが行える。

【００１９】上記第５の課題を解決する発明は、パター
ン形成面にレジストパターンを形成するためのパターン
製造装置であって、以下の構成を備える。

【００２０】ａ）溶質であるレジスト材料を溶媒に溶解
させた流動体の液滴をパターン形成面に付着可能に構成
されたインクジェット式ヘッド（ピエゾジェット式でも
気泡による噴射方式でもよい）。

【００２１】ｂ）インクジェット式ヘッドとパターン形
成面との相対位置を変更可能に構成される搬送装置（ス
テップモータと回転運動−水平運動変換機構など）。

【００２２】ｃ）インクジェット式ヘッドからの流動体
の吐出および駆動装置による駆動を制御する制御装置
（コンピュータやシーケンサなど）。この制御装置は、
搬送装置によりインクジェット式ヘッドを任意のパター
ン形成領域に沿って移動させながら当該インクジェット
式ヘッドから流動体の液滴をパターン形成面に付着させ
ることによりレジストパターンを形成可能に構成されて
いる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態を、図
面を参照して説明する。（構成の説明）図１に、本実施形態で使用するパターン
製造装置の構成図を示す。本パターン形成装置は、図１
に示すように、インクジェット式ヘッド２１〜２ｎ（ｎ
は任意の自然数）、タンク３１〜３ｎ、搬送装置４およ
び制御回路５を備えている。

【００２４】流動体１１〜１ｎはそれぞれがレジスト材
料である溶質を溶媒に溶解させて製造されている。各流
動体１１〜１ｎはそれぞれタンク３１〜３ｎに貯蔵され
ており、インクジェット式ヘッド２１〜２ｎの加圧室の
圧力が下がると各流動体がタンクからインクジェット式
ヘッドの加圧室へと供給されるようになっている。

【００２５】各流動体に要求される条件として、溶質濃
度、溶媒の種類または溶媒量を調整することにより粘度
が１ｃｐ以上で２０ｃｐ以下に調整されている必要があ
る。粘度が１ｃｐより低いと固形分含有量が過少とな
り、成膜性が悪くなるからであり、粘度が２０ｃｐより
高いと円滑な吐出ができずノズル穴の目詰まり頻度が高
くなるからである。さらに粘度が２ｃｐ以上で４ｃｐ以
下に調整されていることがより好ましい。この範囲の粘
度であれば成膜性がよく、ノズル穴の目詰まり頻度も低
いからである。

【００２６】また流動体の液滴は、溶質濃度、溶媒の種
類または溶媒量を調整することによりその表面エネルギ
ーが２０ｍＮ／ｍ以上で７０ｍＮ／ｍ以下に調整されて
いることが必要である。２０ｍＮ／ｍより表面エネルギ
ーが低いとノズル穴周辺での濡れ性が増大し、液滴の飛
行曲がりが生じ、７０ｍＮ／ｍより表面エネルギーが高
いとノズル先端でのメニスカス形状が安定しないため、
吐出量や吐出タイミングの制御が困難になるからであ
る。表面エネルギーが３０ｍＮ／ｍ以上で６０ｍＮ／ｍ
以下に調整されていることが好ましい。

【００２７】また流動体とパターン形成面との密着性は
接触角により測定できる。流動体は、溶質濃度、溶媒の
種類または溶媒量を調整することによりパターン形成面
に対する接触角が３０度以上で１７０度以下になるよう
に調整されている必要がある。接触角が３０度より小さ
いとノズル穴周辺での濡れ性が増大し液滴の飛行曲がり
が生ずるからであり、接触角が１７０度より大きいとノ
ズル先端でのメニスカス形状が安定しないため、吐出量
や吐出タイミングの制御が困難である。特にパターン形
成面に対する接触角が３５度以上で６５度以下になるよ
う調整されていることが好ましい。

【００２８】また流動体における溶質濃度は０．０１ｗ
ｔ％以上で１０ｗｔ％以下に調整されていることが好ま
しい。溶質濃度が０．０１ｗｔ％より低いと多量の流動
体を吐出しなければ十分な厚みのレジスト層を形成でき
ないので効率が悪く、溶質濃度が１０ｗｔ％より大きい
と、流動体の吐出を困難にするくらいに粘度を高めてし
まうからである。

【００２９】表１に、レジスト材料（溶質）と溶媒の組
成例を示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】表１において、例えば非感光性ポリイミド
は、耐エッチング性があれば感光性が不要であることか
ら使用可能であり、ＤＭＦに可能性であるため流動体化
し易いという利点がある。また、ノボラック系樹脂は、
感光基がなくてもよいため、合成コストが低くなるだけ
でなく、溶媒選択の幅が広がるというメリットがある。
同様の理由で、ケイ皮酸ビニルやエポキシ系樹脂も有効
である。

【００３２】また、潤滑材としては、グリセリンやジエ
チレングリコールを使用できる。上記溶質と溶媒、潤滑
材、さらに水、メタノール、セルソルブ系溶媒、シクロ
ヘキサノンを添加して、上記流動体としての物理条件に
適合するように、物性値を調整する。なお、上記条件を
充たしエッチング時におけるエッチャントに対する耐性
を充たす限り溶質や溶媒、潤滑材として上記以外の材料
を用いてもよい。

【００３３】インクジェット式ヘッド２１〜２ｎはそれ
ぞれ同一の構造を備える。いずれのヘッドも、インクジ
ェット方式により流動体を吐出可能に構成されていれば
十分である。タンク３ｘ（ｘは１〜ｎの任意の数）から
の流動体１ｘがインクジェット式ヘッド２ｘに一対一の
関係で供給されている。インクジェット式ヘッドは、例
えばオンデマンド型のピエゾジェット方式であれば、複
数の加圧室を備えた圧力室基板の一方の面に振動板を備
え、その振動板の加圧室に対応する位置に圧電性セラミ
ック結晶が電極膜で挟持された圧電体素子を備えてい
る。圧力室基板の他方の面にはノズル穴を設けたノズル
板が貼り付けられている。加圧室にはタンクより導電性
を向上させる流動体が供給されるようになっている。そ
して制御回路５からの吐出信号Ｓｈが圧電体素子の電極
膜間に供給されることにより圧電体素子に体積変化が生
ずると、加圧室内に圧力変化を生ずるようになってい
る。加圧室に圧力変化を生ずるとノズル穴から流動体の
液滴が吐出されるようになっている。

【００３４】なお上記インクジェット式ヘッド２ｘとし
ては、上記構成の他に発熱体により流動体に熱を加えそ
の膨張によって液滴を吐出させるような気泡方式による
ヘッド構成であってもよい。ただし流動体１ｘが熱など
により変質しないことが条件となる。

【００３５】タンク３１〜３ｎは上記流動体１１〜１ｎ
をそれぞれ貯蔵し、パイプを通してそれぞれの流動体１
１〜１ｎをインクジェット式ヘッド２１〜２ｎに供給可
能に構成されている。もちろんレジスト材料を一種類に
限定するなら、タンク、インクジェット式ヘッド、流動
体とも複数ずる用意する必要はない。

【００３６】搬送装置４は、モータ４１、モータ４２お
よび図示しない回転運動―水平運動変換機構を備えてい
る。モータ４１は駆動信号Ｓxに応じてインクジェット
式ヘッド２ｘをＸ軸方向（図１の横方向）に搬送可能に
構成されている。モータＭ２は駆動信号Ｓyに応じてイ
ンクジェット式ヘッド２ｘをＹ軸方向（図１の奥行き方
向）に搬送可能に構成されている。ヘッドを上下方向、
すなわちＺ軸方向に搬送するモータと機構を備えていて
もよい。なお搬送装置４は基板１に対するインクジェッ
ト式ヘッド２ｘの位置を相対的に変化可能な構成を備え
ていれば十分である。このため上記構成の他に、基板１
がインクジェット式ヘッド２ｘに対して動くように基板
の載置台を動かす構成を設けても、インクジェット式ヘ
ッド２ｘ基板１とをともに動かす構成を設けてもよい。

【００３７】制御回路５は、例えばコンピュータ装置で
あり図示しないＣＰＵ、メモリ、インターフェース回路
等を備える。制御回路５は所定のプログラムを実行する
ことにより当該装置に本発明のパターン製造方法を実施
させることが可能に構成されている。すなわち流動体の
液滴１０を吐出させる場合にはインクジェット式ヘッド
２１〜２ｎのいずれかに吐出信号Ｓｈ１〜Ｓｈｎを供給
し、当該ヘッドを移動させるときにはモータ４１または
４２に駆動信号ＳｘまたはＳｙを供給可能に構成されて
いる。また制御回路５にはメモリにパターン形成を指定
するためのデータであるパターン位置情報が記憶されて
いる。この情報はユーザによって入力されたりパターン
図をスキャナ等で読み込むことによって解析され生成さ
れたりするものである。

【００３８】なおインクジェット式ヘッド２ｘから流動
体の液滴１０に対し固化処理を流動体塗布と並行して行
わせる場合にはさらに固化装置６を備えていてもよい。
固化装置６は制御回路５から供給される制御信号Ｓpに
対応して物理的、物理化学的、化学的処理を液滴１０ま
たはパターン形成面１００に施すことが可能に構成され
ている。例えば熱風の吹き付け、レーザ照射、ランプ照
射による加熱・乾燥処理、化学物質の投与による化学変
化処理を行わせることが可能に構成されている。

【００３９】（製造方法）次に、図３乃至図７に基づい
て本実施形態のパターン製造方法を説明する。各図にお
いて（ａ）はパターンを形成する基板の製造工程断面図
を示し、（ｂ）はパターン形成面上から見た基板の平面
図を示す。以下の説明では、ガラス基板に透明電極膜を
形成する場合を例示する。このような基板は例えば表示
パネルで多用されるものである。図３乃至図７に示すよ
うに本実施形態におけるパターン製造方法は、被エッチ
ング層形成工程、流動体塗布工程、固化工程、エッチン
グ工程および除去工程により構成されている。

【００４０】被エッチング層形成工程（図３）：被エ
ッチング層形成工程は、被エッチング層となる透明電極
層１０１等を基板１上に形成する工程である。基板１は
機械的強度があって光透過性があり、物理的にかつ化学
的に安定なもの、例えばガラスや石英を所定の形状に切
削したものである。透明電極膜１０１は液晶等に電場を
供給するための電極になるものである。透明電極の材料
としては、導電性があり光透過性があるもの、例えばＩ
ＴＯやメサを使用する。透明電極層１０１の形成方法
は、スピンナー法、スプレー法、ロールコーター法、ダ
イコート法等各種のコーティング法を使用する。この工
程は本発明のパターン製造装置とは異なるコーティング
装置で処理される。

【００４１】流動体塗布工程（図４）：流動体塗布工
程は本発明に係り、インクジェット方式によってレジス
ト材料を溶媒に溶かした流動体１１〜１ｎを透明電極膜
１０１のパターン形成面１００上に塗布する工程であ
る。具体的処理を図２のフローチャートに示す。

【００４２】まずユーザは入力装置を用いて制御回路５
に条件を入力する（Ｓ１）。制御回路５は入力された条
件に適合している流動体（１０とする）を選択し、この
流動体１０が供給されているインクジェット式ヘッド２
を特定する。もちろんユーザが手動で流動体１１〜１ｎ
のうちいずれかを選択してもよい。エッチング工程（図
６）で使用するエッチャントやエッチング条件下でレジ
ストパターンが壊されないように、レジスト材料を選択
しておくことも重要である。

【００４３】次いでユーザは入力装置を用いて制御回路
５に流動体の付着量を指定する（Ｓ２）。例えば形成し
たいレジスト層の厚みで指定する。制御回路５はこの付
着量の指定にしたがってインクジェット式ヘッド２に供
給する吐出信号Ｓｈや搬送装置４に供給する駆動信号Ｓ
ｘ、Ｓｙを決める。すなわちユーザによって指定された
付着量で流動体が付着されるように、インクジェット式
ヘッド２から一回当たりに吐出される流動体１０の液滴
量、単位面積当たりに液滴が吐出される回数、パターン
形成面上における流動体の液滴間のピッチを定める。一
回当たりに吐出される流動体の液滴量は、例えば圧電体
素子が体積変化に電圧依存性がある場合にはインクジェ
ット式記録２ヘッドに加える吐出信号Ｓｈの電圧で制御
できる。単位面積当たりに液滴が吐出される回数はイン
クジェット式ヘッド２の搬送速度とインクジェット式ヘ
ッド２からの流動体吐出頻度との相関関係で決まる。パ
ターン形成面上における流動体の液滴間のピッチも同様
の関係で決まる。

【００４４】次いで制御回路５はパターン位置情報を参
照してパターン形状に流動体を指定された付着量で付着
させていく（Ｓ３〜Ｓ１０）。パターン位置情報は、図
８に示すように、パターンの始点や目標点、終点がパタ
ーンごとに座標値の集合として設定されたものである。
図８（ａ）に示す第１のパターンＰ１は線分の連続とな
っており、線分の頂点に目標点Ｐ10〜Ｐ15が設定されて
いる。パターン形成時、制御回路５はある目標点と次の
目標点との線分に沿ってインクジェット式ヘッド２を搬
送しながら流動体を線分に沿って吐出していく。また曲
線パターンについては、パターン位置情報として、曲線
を短い線分の集合に分割してその頂点に目標点が設定し
てある。例えば図８（ｂ）に示す曲線パターンＰ２で
は、ほぼ曲線に沿ってパターンが形成されるように目標
点Ｐ20〜Ｐ27が設定してある。さらに図８（ｃ）に示す
面積パターンＰ３では、ヘッドを往復させることにより
面全体に流動体を塗布可能なように目標点Ｐ30〜Ｐ43が
設定してある。

【００４５】上記パターン位置情報に基づいて、制御回
路５は始点位置情報を読み取り始点位置上へインクジェ
ット式ヘッド２を搬送する（Ｓ３）。次いで一つ先の目
標点を読み取り（Ｓ４）、設定されたり判定されたりし
た液滴１０の吐出頻度で流動体の吐出を開始する（Ｓ
５）。そしてインクジェット式ヘッド２の搬送を開始す
る（Ｓ６）。目標座標に達しない限り（Ｓ７：ＮＯ）、
インクジェット式ヘッド２の搬送を継続し（Ｓ６）、目
標座標に達したら（Ｓ７：ＹＥＳ）、さらに次の目標点
が設定されているか、すなわちパターンが終了か否かが
判定される（Ｓ９）。パターンが継続している限り（Ｓ
９：ＮＯ）、流動体１０の吐出とヘッドの搬送を継続す
る（Ｓ４〜Ｓ７）。パターンが終了したら、他に流動体
を付着させるべきパターンがあるか否かが検査される
（Ｓ１０）。他のパターンがある場合には（Ｓ１０：Ｙ
ＥＳ）、そのパターンの形成が行われる（Ｓ３〜Ｓ
９）。

【００４６】以上の処理により、パターン形成面１００
上に流動体１０が適量付着したレジストパターン１０２
が形成される。図４（ｂ）では合計４パターンが形成さ
れている。線状でないパターンや幅の広いパターンの場
合にはインクジェット式ヘッド２の往復を繰り返して所
望の幅になるようにパターン形成される。

【００４７】固化工程（図５）：固化工程は、パター
ン形成面１００上に形成されたレジストパターン１０２
を固化させる工程である。制御回路５は例えば固化装置
６に制御信号Ｓｐを供給してレジストパターン１０２を
加熱する。固化処理は、溶媒成分を蒸発させ、パターン
形成面との密着性を向上させることを目的とする。通常
は加熱処理が一般的である。従来のようにプリベーク
（前乾燥）とポストベークに分けて処理する必要がな
く、一気に溶媒成分を蒸発させ密着性を向上させること
ができる。加熱処理を実施するには、エキシマレーザ等
の高エネルギーレーザ光を照射したりエキシマランプ等
を照射したりする。また赤外線やマイクロ波等の電磁波
を供給して加熱してもよい。またこのパターン製造装置
から基板を取り出し、電気炉等で直接的に加熱してもよ
い。固化処理としては加熱処理の他に化学的処理を適用
できる。すなわちレジスト材料と化学反応を引き起こす
ような化合物をインクジェット方式でパターンに重ねて
塗布することで、固形の化合物を析出させてパターンと
する方法である。なお流動体の付着作業と並行して付着
作業が済んだレジストパターンに順次レーザ光を照射す
る等して固化処理を行ってもよい。以上の固化処理によ
り、レジスト材料が固化したレジストパターン１０２が
形成される。この処理が終われば基板１を傾けたりして
もパターンが崩れることはない。

【００４８】エッチング処理（図６）：エッチング工
程は、レジストパターン１０２上からエッチングを行っ
てレジストパターンの形状に被エッチング層１０１をエ
ッチングする工程である。エッチング方法には、被エッ
チング層の材料に応じてウェットエッチングやドライエ
ッチング等の公知のエッチング法を適用する。例えば透
明電極をエッチングするなら、エッチャントにフッ酸な
どを使用する。このエッチング工程によりレジストパタ
ーン１０２の通りに透明電極膜１０１が除去される。

【００４９】除去工程（図７）：除去工程はエッチン
グが終了した基板から不要になったレジストパターンを
除去する工程である。エッチングが終わったらレジスト
パターン１０２は不要なので、レジスト材料を溶かすよ
うな溶剤でレジストパターンを除去する。例えば１２０
℃から１３０℃に加熱したフェノールとハロゲン系の有
機溶剤を主成分とする剥離剤や熱濃硫酸、発煙硝酸、硫
酸−過酸化水素等の強酸に浸漬して剥離する。

【００５０】上述したように本実施形態によれば、イン
クジェット方式により局所的にレジスト材料を設けるこ
とができるので、レジスト材料の浪費が少ない。またレ
ジスト材料の付着量を液滴単位で制御できるので、過剰
にレジスト材料を使用することもない。さらにレジスト
材料が感光性である必要がないので、従来用いることの
できなかった材料をレジスト材料として使用することも
可能である。

【００５１】（その他の変形例）本発明は上記実施形態
によらず種々に変形して適用することが可能である。例
えば上記した工程ではガラス等の基板に対し透明電極膜
をパターニングするものであったが、これに拘ることな
く従来リソグラフィで形成されてきたあらゆるパターン
形成に本発明を適用することができる。例えばディスク
リート部品を載置する基板や半導体回路のパターニング
に適用することにより、アッセンブリ基板やＩＣやＬＳ
Ｉ等の半導体を、小型の設備により低い製造コストで複
雑な工程管理を要することなく形成可能である。さらに
パターン形成面に形成されるパターンは電気回路に限ら
ず、機械的なまたは意匠的な目的でパターン形成面に形
成されるものでもよい。安価な設備で容易に微細パター
ンを形成できるというインクジェット方式の利点をその
まま享受させることができるからである。例えば従来印
刷装置によって行っていた特殊な材料を用いた文字形成
にも適用可能である。

【００５２】また、上記インクジェット方式による流動
体の吐出前にパターン形成面に対し表面改質処理を前も
って行ってもよい。表面処理により流動体の密着性が向
上する。例えばパターン形成面が親和性を備えるように
表面改質する処理としては、流動体の極性分子の有無に
応じて、シランカップリング剤を塗布する方法、アルゴ
ン等で逆スパッタをかける方法、コロナ放電処理、プラ
ズマ処理、紫外線照射処理、オゾン処理、脱脂処理等、
公知の種々の方法を適用する。流動体が極性分子を含ま
ない場合には、シランカップリング剤を塗布する方法、
酸化アルミニウムやシリカ等の多孔質膜を形成する方
法、アルゴン等で逆スパッタをかける方法、コロナ放電
処理、プラズマ処理、紫外線照射処理、オゾン処理、脱
脂処理等、公知の種々の方法を適用可能である。

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば、レジストを局所的に設
ける工程を備えたので、レジスト材料の無駄を無くしリ
ソグラフィ法で行う場合と比べ大幅に工数を削減し、こ
れにより製造原価を下げることができる。

【００５４】本発明によれば、レジストの厚みを調整す
る具体的な選択肢を提示したので、これらの方法の中か
ら最も適する方法を思料することにより、レジスト材料
の無駄と工数の削減を図り、製造原価を下げることがで
きる。

【００５５】本発明によれば、レジストを局所的に設け
るための流動体の条件を提示したので、この条件を充た
す範囲であればレジストとして使用可能となり、レジス
ト選択の制限を拡大することができる。

【００５６】本発明によれば、レジストを局所的に設け
るための組成を具体的に提示することにより、利用者に
おけるレジスト選択の余地を拡大することができる。

【００５７】本発明によれば、レジストを局所的に設け
るこのとできる製造装置を提供したので、この装置を用
いてレジスト形成を行えばレジスト材料の無駄と工数の
削減を図り、製造原価を下げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態におけるパターン製造装置の
構成図である。

【図２】実施形態におけるパターン製造方法を説明する
フローチャートである。

【図３】被エッチング層形成工程の説明図であり、
（ａ）は基板断面図、（ｂ）は基板平面図である。

【図４】流動体付着工程の説明図であり、（ａ）は基板
断面図、（ｂ）は基板平面図である。

【図５】固化工程の説明図であり、（ａ）は基板断面
図、（ｂ）は基板平面図である。微粒子を含んだ流動体
を用いた場合の吐出工程である。

【図６】エッチング工程の説明図であり、（ａ）は基板
断面図、（ｂ）は基板平面図である。微粒子を含んだ流
動体を用いた場合の加熱工程である。

【図７】除去工程の説明図であり、（ａ）は基板断面
図、（ｂ）は基板平面図である。接着剤を用いた場合の
接着膜形成工程である。

【図８】パターン位置情報の説明図である。

【符号の説明】

１…基板２、２ｘ、２１〜２ｎ…インクジェット式ヘッド３、３ｘ、３１〜３ｎ…処理装置４…搬送装置５…制御回路６…固化装置１ｘ、１１〜１ｎ…流動体（パターン形成材料）１００…パターン形成面１０１…透明電極膜１０２…レジストパターン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パターン形成面にレジストパターンを形
成するためのパターン製造方法であって、溶質であるレジスト材料を溶媒に溶解させた流動体の液
滴を前記パターン形成面に付着させる工程を備えている
ことを特徴とするパターン製造方法。
【請求項２】前記工程は、前記流動体の液滴をインク
ジェット式ヘッドから吐出させることにより前記パター
ン形成面に付着させる請求項１に記載のパターン製造方
法。
【請求項３】前記工程は、前記レジストに必要とされ
る条件に応じて前記流動体におけるレジスト材料の濃度
を変更する請求項１に記載のパターン製造方法。
【請求項４】前記工程は、前記レジストに必要とされ
る条件に応じて前記パターン形成面の単位面積当たりに
おける前記液滴の付着量を変更する請求項１に記載のパ
ターン製造方法。
【請求項５】前記液滴の付着量は、前記パターン形成
面の単位面積当たりにおける前記液滴の付着回数により
制御される請求項４に記載のパターン製造方法。
【請求項６】前記液滴の付着量は、前記パターン形成
面に付着させる前記液滴間のピッチにより制御される請
求項４に記載のパターン製造方法。
【請求項７】前記液滴の付着量は、一回に付着させる
前記液滴の量により制御される請求項４に記載のパター
ン製造方法。
【請求項８】前記流動体は、溶質濃度、溶媒の種類ま
たは溶媒量を調整することにより粘度が１ｃｐ以上で２
０ｃｐ以下に調整されている請求項１に記載のパターン
製造方法。
【請求項９】前記流動体は、溶質濃度、溶媒の種類ま
たは溶媒量を調整することにより粘度が２ｃｐ以上で４
ｃｐ以下に調整されている請求項１に記載のパターン製
造方法。
【請求項１０】前記流動体は、溶質濃度、溶媒の種類
または溶媒量を調整することによりその表面エネルギー
が２０ｍＮ／ｍ以上で７０ｍＮ／ｍ以下に調整されてい
る請求項１に記載のパターン製造方法。
【請求項１１】前記流動体は、その表面エネルギーが
３０ｍＮ／ｍ以上で６０ｍＮ／ｍ以下に調整されている
請求項１に記載のパターン製造方法。
【請求項１２】前記流動体は、溶質濃度、溶媒の種類
または溶媒量を調整することにより前記ヘッドノズル面
を構成する材料に対する接触角が３０度以上で１７０度
以下になるように調整されている請求項２に記載のパタ
ーン製造方法。
【請求項１３】前記流動体は、溶質濃度、溶媒の種類
または溶媒量を調整することにより前記ヘッドノズル面
を構成する材料に対する接触角が３５度以上で６５度以
下になるよう調整されている請求項２に記載のパターン
製造方法。
【請求項１４】前記流動体における溶質濃度は０．０
１ｗｔ％以上で１０ｗｔ％以下に調整されている請求項
８乃至請求項１３に記載のパターン製造方法。
【請求項１５】前記流動体における溶媒は、グリセリ
ン、ジエチレングリコール、メタノール、エタノール、
水、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン（ＤＭ
Ｉ）、エトキシエタノール、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムア
ミド（ＤＭＦ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）また
はエチレングリコール系エーテルのうち１以上の溶媒に
より構成されている請求項１に記載のパターン製造方
法。
【請求項１６】前記レジスト材料は、ケイ皮酸ビニ
ル、ノボラック系樹脂、ポリイミドまたはエポキシ系の
うちいずれかである請求項１に記載のパターン製造方
法。
【請求項１７】前記流動体の液滴を付着させる工程の
後に、付着した液滴を固化させレジストパターンを形成
する工程と、前記レジストパターンが形成された前記パターン形成面
をエッチングする工程と、をさらに備える請求項１に記
載のパターン製造方法。
【請求項１８】パターン形成面にレジストパターンを
形成するためのパターン製造装置であって、溶質であるレジスト材料を溶媒に溶解させた流動体の液
滴を前記パターン形成面に付着可能に構成されたインク
ジェット式ヘッドと、前記インクジェット式ヘッドと前記パターン形成面との
相対位置を変更可能に構成される搬送装置と、前記インクジェット式ヘッドからの前記流動体の吐出お
よび前記駆動装置による駆動を制御する制御装置と、を
備え、前記制御装置は、前記搬送装置により前記インクジェッ
ト式ヘッドを任意のパターン形成領域に沿って移動させ
ながら当該インクジェット式ヘッドから前記流動体の液
滴を前記パターン形成面に付着させることによりレジス
トパターンを形成可能に構成されていることを特徴とす
るパターン製造装置。
【請求項１９】前記インクジェット式ヘッドは、レジ
スト材料の濃度が異なる前記流動体を選択的に吐出可能
に構成され、前記制御装置は、前記レジストに必要とさ
れる条件に応じて前記インクジェット式ヘッドに吐出さ
せる流動体の濃度を変更可能に構成される請求項１８に
記載のパターン製造装置。
【請求項２０】前記制御装置は、前記レジストに必要
とされる条件に応じて前記パターン形成面に付着させる
前記流動体の付着量を変更可能に構成される請求項１８
に記載のパターン製造装置。
【請求項２１】前記制御装置は、前記パターン形成面
の単位面積当たりに吐出させる前記液滴の吐出回数を制
御することにより前記パターン形成面に付着させる前記
流動体の付着量を変更する請求項２０に記載のパターン
製造装置。
【請求項２２】前記制御装置は、前記インクジェット
式ヘッドの前記液滴の吐出タイミングと前記搬送装置の
搬送速度を制御することにより前記パターン形成面に付
着する液滴間のピッチを変えて前記パターン形成面に付
着させることにより前記流動体の付着量を変更する請求
項２０に記載のパターン製造装置。
【請求項２３】前記インクジェット式ヘッドは、一回
当たりに吐出される前記流動体の液滴量を変更可能に構
成され、前記制御装置は、前記インクジェット式ヘッド
に吐出させる前記流動体の液滴量を制御することにより
前記パターン形成面に付着させる前記流動体の付着量を
変更する請求項２０に記載のパターン製造装置。