(57)【要約】【課題】高精細なパターンを高精度に形成することが可能なパターン形成方法を提供する。【解決手段】基体１１に、テンプレート構造１８として、窪み１７を形成すると共に、窪み１７の底面および側壁の一部に親液性領域１６Ａ、窪みを取り囲む領域に撥液性領域１６Ｂを形成したのち、流動性材料２０をテンプレート構造１８に接触させる。こののち、基体１０と親液性表面を有するスライド部材３０とを、相対的に移動させて、窪み１７の平面形状に対応した流動性材料２０のパターンを形成する。【選択図】図６
2010240536.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体に、テンプレート構造として、窪みを形成すると共に、前記窪みの底面および側壁の一部に親液性領域、前記窪みを取り囲む領域に撥液性領域をそれぞれ形成する工程と、
流動性材料を、前記テンプレート構造に接触させる工程と、
前記流動性材料を前記テンプレート構造に接触させたのち、前記基体と親液性表面を有する親液性部材とを相対的に移動させて、前記窪みの平面形状に対応した前記流動性材料のパターンを形成する工程と
を含むパターン形成方法。
【請求項２】
前記流動性材料を、前記親液性領域を覆うように前記テンプレート構造に接触させたのち、前記基体と前記親液性部材とを相対的に移動させる
請求項１記載のパターン形成方法。
【請求項３】
前記流動性材料のパターンを乾燥または焼成する工程を含む
請求項１記載のパターン形成方法。
【請求項４】
前記窪みを、１ｎｍ以上１０μｍ以下の深さで形成する
請求項１記載のパターン形成方法。
【請求項５】
前記基体と前記親液性部材とを、０．０１ｍｍ／ｓ以上１０００ｍｍ／ｓ以下の速度で相対的に移動させる
請求項１記載のパターン形成方法。
【請求項６】
前記基体と前記親液性部材とを、それらの間隔を０．１μｍ以上１０ｍｍ以下に保つように相対的に移動させる
請求項１記載のパターン形成方法。
【請求項７】
前記基体および前記親液性部材のうちの一方を固定し、他方を移動させることにより、前記基体と前記親液性部材とを相対的に移動させる
請求項１記載のパターン形成方法。
【請求項８】
前記テンプレート構造を形成する工程が、
前記基体として親液性表面を有するものを用い、前記基体の親液性表面に、親液性材料層を形成するステップと、
前記親液性材料層上に、撥液性材料層を形成するステップと、
前記親液性材料層および撥液性材料層に開口部を形成し、前記基体の親液性表面を露出させることにより、前記窪みを形成するステップとを含む
請求項１記載のパターン形成方法。
【請求項９】
前記親液性材料層上に、接着層を形成したのち、前記接着層上に前記撥液性材料層を形成する
請求項８記載のパターン形成方法。
【請求項１０】
前記親液性材料層を金属材料により形成する
請求項８記載のパターン形成方法。
【請求項１１】
前記テンプレート構造を形成する工程が、
前記基体として最上層に親液性材料層を有するものを用い、前記親液性材料層の上に、撥液性材料層を形成するステップと
前記撥液性材料層に開口部を形成したのち、前記開口部に露出した前記親液性材料層の一部をエッチングして、前記窪みを形成するステップとを含む
請求項１記載のパターン形成方法。
【請求項１２】
前記親液性材料層として、ガラス、酸化シリコン、酸窒化シリコンおよび窒化シリコンのうちの少なくとも１種からなるものを用いる
請求項１１記載のパターン形成方法。
【請求項１３】
前記流動性材料を塗布することにより、前記テンプレート構造に接触させる
請求項１記載のパターン形成方法。
【請求項１４】
前記流動性材料中に、前記テンプレート構造を浸漬したのち、引き上げることにより、前記流動性材料を前記テンプレート構造に接触させる
請求項１記載のパターン形成方法。
【請求項１５】
前記流動性材料として、複数種が互いに分離した状態のものを用い、
前記親液性部材を、分離した各流動性材料のうち隣り合う流動性材料の界面および外部と外部に接触する流動性材料との界面にそれぞれ固定し、
前記各流動性材料中に前記テンプレート構造を順次通過させることにより、前記流動性材料中に前記テンプレート構造を浸漬したのち、引き上げると共に、前記親液性部材と前記基体を相対的に移動させ、前記窪みの平面形状に対応した前記各流動性材料のパターンを形成する
請求項１４記載のパターン形成方法。
【請求項１６】
窪みを有するテンプレート構造が設けられた基体を保持する保持手段と、
流動性材料を前記テンプレート構造に塗布する塗布手段と、
親液性表面を有する親液性部材と、
前記流動性材料がテンプレート構造に塗布された状態の基体と前記親液性部材とを相対的に移動させる移動手段とを備え、
前記テンプレート構造は、前記基体に、前記窪みの底面および側壁の一部に親液性領域、前記窪みを取り囲む領域に撥液性領域がそれぞれ設けられており、
前記窪みの平面形状に対応した前記流動性材料のパターンを形成する
パターン形成装置。
【請求項１７】
流動性材料を収容する容器と、
窪みを有するテンプレート構造が設けられた基体を保持する保持手段と、
前記基体を、前記流動性材料中に浸漬したのち、引き上げる搬送手段と、
親水性表面を有する親液性部材とを備え、
前記テンプレート構造は、前記基体に、前記窪みの底面および側壁の一部に親液性領域、前記窪みを取り囲む領域に撥液性領域がそれぞれ設けられ、
前記親液性部材は、前記基体の進行方向における前記流動性材料と外部との界面に配置されており、
前記窪みの形状に対応した前記流動性材料のパターンを形成する
パターン形成装置。
【請求項１８】
前記容器は、深さ方向あるいは深さ方向および水平方向に、前記流動性材料の複数種が分離した状態で収容し、
前記搬送手段は、前記複数種の各流動性材料を順次通過するように、前記基体を搬送し、
前記親液性部材は、前記基体の進行方向で隣り合う前記各親液性材料の界面にも配置されている
請求項１７記載のパターン形成装置。
【請求項１９】
基体に、テンプレート構造として、窪みを形成すると共に、前記窪みの底面および側壁の一部に親液性領域、前記窪みを取り囲む領域に撥液性領域をそれぞれ形成する工程と、
流動性材料を、前記テンプレート構造に接触させる工程と、
前記流動性材料を前記テンプレート構造に接触させたのち、前記基体と親液性表面を有する親液性部材とを、相対的に移動させて、前記窪みの平面形状に対応した前記流動性材料のパターンを形成する工程と
を含む電子機器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器の製造に好適に用いられるパターン形成方法、パターン形成装置および電子機器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パターン形成方法として、例えば、オフセット印刷法やインクジェット法などが知られている。このようなパターン形成方法は各種電子機器の製造方法にも応用されている。
【０００３】
オフセット印刷法では、親水性および親油性が制御された平版に対して、ロールを用いてインクを充填したのち、版からブランケットにインクを移し、ブランケットに移ったインクを印刷対象物に転写することにより所定のパターンを形成する（非特許文献１参照）。通常のオフセット印刷法では、版の親水性の部分（親水部）にあらかじめ水を担持させておき、ロール上に油性のインクの塗膜を形成したのち、版とロールとを接触させて、版にインクを充填する。その一方で、水なしオフセット印刷法も知られており、親水部の代わりに撥油性のシリコーン樹脂で形成された部分（撥油部）を有する版を用いる。このような版の親水部や親油部は、例えばフォトリソグラフィ技術を用いて形成される。
【０００４】
このようなオフセット印刷法に対してインクジェット法では、フォトリソグラフィ技術を用いずに、所定のパターンを直接印刷対象物に形成する。
【０００５】
ところが、上記のオフセット印刷法やインクジェット法では、高精細な電子機器のパターンを精度よく形成することは難しい。具体的には、通常のオフセット印刷法では、版においてインクをはじくのが水であるためパターンの輪郭が不鮮明になりやすい。その一方で水なしオフセット印刷法では、精細度は３０μｍ以上となり、十分な精細度が得られにくい。また、インクジェット法では、インクジェット液滴の大きさ（２０μｍ〜）と液滴の着弾精度（±３０μｍ）による精細度に限界がある。
【０００６】
そこで、高精細の電子機器を高精度に形成することを目的として、種々のパターン形成方法が検討されている。具体的には、表面が親液性の基板上に開口部を有する撥液性の樹脂層を形成し、その開口部内の基板表面が露出した部分に対してインクジェットの液滴を適切に着弾させる方法が知られている（特許文献１参照）。また、その他に、開口部を有する撥液性の樹脂層が形成された基板上にスリットコート法を用いて液体を塗布し、樹脂層上面に残った余分な液体をガスの噴き付けや、印刷対象物の回転あるいは傾斜により除去する方法もある（特許文献２参照）。さらに、開口部を有する撥液性の樹脂層が形成された基板上に液体を塗布する、あるいは液体中にその基板を浸漬したのち、基板上の余分な液体を、親液性表面を有する部材により除去する方法などもある（特許文献３参照）。いずれの方法においても、撥液性の樹脂層を撥液性領域、樹脂層の開口部底面を親液性領域としたテンプレートを用いて、その親液性領域上に目的とするパターンを形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３１７９４５号公報
【特許文献２】特開２００３−２６０４０６号公報
【特許文献３】特開２００６−１６７６９６号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】泉和人著「新・ 印刷機械入門」（印刷学会出版部、２００１年１０月３１日発行）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記した特許文献１〜３の技術では、撥液性の樹脂層の開口部の形状に対応した高精度なパターン形成が難しい。詳細には、樹脂層の開口部底面に露出した基板表面は親液性であるが、開口部の側面が撥液性となっている。このため、開口部内に充填された液体は、開口部側面にはじかれ、基板露出面の中心側に集まりやすくなる。これにより、開口部底面の親液性表面が露出した領域が形成されやすくなり、開口部の形状に対応したパターンが形成されづらくなる。このため、高精細なパターンを高精度に形成することができるパターン形成方法が望まれている。
【００１０】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、高精細なパターンを高精度に形成することができるパターン形成方法、パターン形成装置および電子機器の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のパターン形成方法は、基体に、テンプレート構造として、窪みを形成すると共に、窪みの底面および側壁の一部に親液性領域、窪みを取り囲む領域に撥液性領域をそれぞれ形成する工程と、流動性材料をテンプレート構造に接触させる工程と、流動性材料をテンプレート構造に接触させたのち、基体と親液性表面を有する親液性部材とを、相対的に移動させて、窪みの平面形状に対応した流動性材料のパターンを形成する工程とを含むものである。
【００１２】
本発明の第１のパターン形成装置は、窪みを有するテンプレート構造が設けられた基体を保持する保持手段と、流動性材料をテンプレート構造に塗布する塗布手段と、親液性表面を有する親液性部材と、流動性材料がテンプレート構造に塗布された状態の基体と親液性部材とを相対的に移動させる移動手段とを備え、テンプレート構造は、基体に、窪みの底面および側壁の一部に親液性領域、窪みを取り囲む領域に撥液性領域がそれぞれ設けられており、窪みの平面形状に対応した流動性材料のパターンを形成するものである。
【００１３】
本発明の第２のパターン形成装置は、流動性材料を収容する容器と、窪みを有するテンプレート構造が設けられた基体を保持する保持手段と、基体を、流動性材料中に浸漬したのち、引き上げる搬送手段と、親水性表面を有する親液性部材とを備え、テンプレート構造は、基体に、窪みの底面および側壁の一部に親液性領域、窪みを取り囲む領域に撥液性領域がそれぞれ設けられ、親液性部材は、基体の進行方向における流動性材料と外部との界面に配置されており、窪みの形状に対応した流動性材料のパターンを形成するものである。
【００１４】
本発明の電子機器の製造方法は、上記した本発明のパターン形成方法を用いたものである。
【００１５】
ここで「親液性」とは、流動性材料との親和性が相対的に高いことをいい、例えば、表面自由エネルギーが５０ｍＪ／ｍ2 以上のことをいう。一方、「撥液性」とは、流動性材料との親和性が「親液性」よりも低いことをいい、例えば、表面自由エネルギーが３０ｍＪ／ｍ2 以下のことをいう。また、「親液性材料」および「撥液性材料」とは、例えば、それにより構成される層が親液性あるいは撥液性を示すように形成可能な材料のことをいう。
【００１６】
本発明のパターン形成方法、第１のパターン形成装置、第２のパターン形成装置および電子機器の製造方法では、テンプレートとして、窪みの底面および側壁の一部に親液性領域、窪みを取り囲む撥液性領域をそれぞれ有する基体を用いる。このテンプレートに、流動性材料を、例えば流動性材料の塗布あるいは流動性材料中への浸漬により接触させる。こののち、例えば、親液性部材の親水性表面をテンプレートの撥液性領域上の流動性材料と接するように、基体と親液性部材とを相対的に移動させる。これにより、撥液性領域上の流動性材料がほとんど取り除かれる一方で、窪み中の流動性材料は、窪みの側壁全面にはじかれることなく、窪み底面および側壁の一部の親液性領域と接触した状態をとり、窪みの平面形状に対応した流動性材料のパターンが形成される。よって、窪みの形状が高精細であっても、その窪みの形状に対応したパターンを精度よく形成することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のパターン形成方法、第１のパターン形成装置、第２のパターン形成装置、または電子機器の製造方法では、親液性領域を窪みの底面だけでなく側壁の一部にも有するテンプレートを用いる。これにより、親液性領域が窪み底面のみの従来のテンプレート構造を有する基体を用いた場合と比較して、高精細なパターンを高精度に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るパターン形成方法の一工程を表す断面模式図である。
【図２】図１に続く一工程を表す平面図および断面図である。
【図３】図２に続く一工程を表す平面図および断面図である。
【図４】図３に続く一工程を表す平面図および断面図である。
【図５】図４に続く一工程を表す平面図および断面図である。
【図６】図５に続く一工程を表す断面図である。
【図７】図６に続く一工程を表す平面図および断面図である。
【図８】図６に示した一工程の一部を拡大して表す断面図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係るパターン形成装置（第１のパターン形成装置）の断面模式図である。
【図１０】図９に示したパターン形成装置の他の構成を表す断面模式図である。
【図１１】図９に示したパターン形成装置の他の構成を表す断面模式図である。
【図１２】図９に示したパターン形成装置の他の構成を表す断面模式図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態に係る他のパターン形成装置（第２のパターン形成装置）の断面模式図である。
【図１４】第３のパターン形成装置の断面模式図である。
【図１５】第４のパターン形成装置の断面模式図である。
【図１６】第５のパターン形成装置の断面模式図である。
【図１７】第６のパターン形成装置の断面模式図である。
【図１８】本発明の第２の実施の形態に係るパターン形成方法の一工程を表す断面模式図である。
【図１９】図１８に続く一工程を表す平面図および断面図である。
【図２０】図１９に続く一工程を表す平面図および断面図である。
【図２１】図２０に続く一工程を表す平面図および断面図である。
【図２２】本発明の第２の実施の形態に係る薄膜トランジスタの製造方法の一工程を表す断面模式図である。
【図２３】図２２に続く一工程を表す断面図である。
【図２４】従来のパターン形成方法を説明するための断面模式図である。
【図２５】従来のパターン形成方法を説明するための平面図および断面図である。
【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図面を参照して説明する。なお説明する順序は以下の通りである。
１．第１の実施の形態
（１−１）パターン形成方法
（１−２）パターン形成装置（第１〜第６のパターン形成装置）
２．第２の実施の形態
（２−１）パターン形成方法
（２−２）パターン形成方法の適用例（薄膜トランジスタの製造方法）
【００２０】
＜１．第１の実施の形態＞
［（１−１）パターン形成方法］
図１〜図７を参照して本発明の第１の実施の形態に係るパターン形成方法を説明する。
【００２１】
第１の実施の形態のパターン形成方法は、基体にテンプレート構造を形成するテンプレート形成工程と、流動性材料をテンプレート構造に接触させる流動性材料接触工程と、テンプレート構造に対応した流動性材料のパターンを形成する流動性材料パターン形成工程とを含んでいる。以下、詳細に説明する。
【００２２】
（テンプレート形成工程）
最初に、図１〜図４に示したように、基体１１にテンプレート構造１８を形成する。
【００２３】
まず、図１（Ａ）に示したように基体１１上に、例えば、蒸着法などの気相法により親液性材料層１２を形成する。基体１１としては、例えば、ガラス基板、シリコン基板あるいは石英基板などが挙げられるが、少なくとも親液性材料層１２が形成される面（表面）が親液性を有するものであればよい。親液性材料層１２は、後述する窪み１７の側壁の一部を構成し、窪み１７の側壁の親液性を確保することにより、親液性領域１６Ａを構成するためのものである。親液性材料層１２は、親液性材料のうちの１種あるいは２種以上を含むものであり、全体として親液性を示すものであればよい。親液性材料層１２の厚さは、後述する窪み１７の深さによって任意に設定可能であるが、窪みの深さの１／２５以上の厚さを有していればよい。例えば、窪みの深さが５００ｎｍであれば、親液性材料層１２の厚さは２０ｎｍ以上あればよい。親液性材料としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、あるいは銅（Ｃｕ）などの貴金属元素を除く金属材料またはそれらの酸化物や、シリコンなどの半金属材料またはそれらの酸化物、窒化物あるいは酸窒化物などが挙げられる。ここでは、ガラス基板からなる基体１１上に、蒸着法により、クロムよりなる親液性材料層１２を１００ｎｍの厚さで形成するものとする。
【００２４】
続いて、図１（Ｂ）に示したように親液性材料層１２上に、例えば厚さ１．５ｎｍの接着層１３を形成する。接着層１３は、親液性材料層１２と後述する撥液性材料層１４との接着性を高めるためのものである。なお、親液性材料層１２と撥液性材料層１４とが十分に接着可能であるならば、接着層１３は設けなくてもよい。接着層１３を構成する材料としては、例えば、アミノシランなどのシランカップリング剤などが挙げられる。アミノシランとしては、例えば、３−（２−アミノエチルアミノ）−プロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。接着層１３の厚さは、親液性材料層１２と撥液性材料層１４との十分な接着性が得られれば任意である。接着層１３は、例えば、熱ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）法などにより形成される。また、その他に、密閉容器内に親液性材料層１２が形成された基体１１と、アミノシランとを収容し、容器内を１２０℃で加熱することにより接着層１３を形成するようにしてもよい。
【００２５】
続いて、図１（Ｃ）に示したように、接着層１３上に、例えば、スピンコート法を用いて、フッ素樹脂からなる撥液性材料層１４を形成する。詳細には、接着層１３上に、スピンコート法によりフッ素樹脂と溶剤とを混合した混合材料を塗布したのち、フッ素樹脂を含む塗布膜を、例えば５０℃で３０分間乾燥させ、次いで、例えば２００℃で１時間焼成する。撥液性材料層１４を構成する材料は、後述する撥液性領域を形成することが可能であればフッ素樹脂以外のものであってもよいが、フッ素樹脂としては、例えば、旭硝子株式会社製のＣＹＴＯＰ（ＣＴＸ−８０９ＡＰ２）などが挙げられる。なお、撥液性材料層１４は、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）等のシリコーン樹脂により構成されていてもよい。ここではＣＹＴＯＰからなる撥液性材料層１４が４００ｎｍの厚さで形成されたこととする。そののち、図１（Ｄ）に示したように、酸素プラズマによる反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）によって撥液性材料層１４の表面を粗化する。これにより、続いて塗布するレジスト材料の塗れ性を高める。
【００２６】
続いて、図２（Ａ），図２（Ｂ）に示したように、撥液性材料層１４上にレジストパターン１５を形成する。図２（Ａ）は、レジストパターン１５の平面構成を表し、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のII（Ｂ）−II（Ｂ）線における断面構成を表している。具体的には、まず、表面が粗化された撥液性材料層１４上に、例えば、スピンコート法によりレジスト材料を塗布して、例えば厚さ１μｍ程度のレジスト層を形成する。レジスト材料としては、例えば、ＡＺエレクトリックマテリアルズ株式会社製のＡＺ１５００などが挙げられる。こののち、所定のパターンを有するフォトマスクを用いて、レジスト層を選択的に露光し、現像処理をする。これにより、フォトマスクのパターンに対応したレジストパターン１５が形成される。ここでは、図２（Ａ），図２（Ｂ）に示したように、溝状の開口部を有するレジストパターン１５が形成されることとする。
【００２７】
続いて、図３（Ａ），図３（Ｂ）に示したように、レジストパターン１５をマスクにした、例えば、酸素プラズマによる反応性イオンエッチングによって撥液性材料層１４および接着層１３を選択的に除去する。これにより、撥液性材料層１４および接着層１３には、レジストパターン１５に対応した形状の開口部が形成され、その開口部内に親液性材料層１３が露出する。図３（Ａ）はレジストパターン１５および撥液性材料層１４の平面構成を表し、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のIII （Ｂ）−III （Ｂ）線における断面構成を表している。こののち、レジストパターン１５を除去する。
【００２８】
続いて、図４（Ａ），図４（Ｂ）に示したように、撥液性材料層１４をマスクにした、例えばウェットエッチングにより親液性材料層１２を選択的に除去する。これにより、親液性材料層１２に、底面に基体１１の親液性表面が露出した開口部が形成される。すなわち、親液性材料層１２の開口部の側面および露出した基体１１の表面に親液性領域１６Ａを有する窪み１７が形成される。図４（Ａ）は撥液性材料層１４および親液性材料層１２の平面構成を表し、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のIV（Ｂ）−IV（Ｂ）線における断面構成を表している。ここでは親液性材料層１２がクロムにより構成されているため、エッチング液として、例えば、長瀬ケムテックス株式会社製のＫ−４などを用いる。最後に、図１（Ｄ）に示した工程において粗化された撥液性材料層１４の上面の塗れ性を回復させるために、１５０℃で１０分間の加熱処理を施す。以上により、基体１１に、窪み１７が形成されると共に、窪み１７の底面および側壁の一部に親液性領域１６Ａ、窪み１７を取り囲む撥液性領域１６Ｂがそれぞれ形成され、テンプレート構造１８が完成する。
【００２９】
このテンプレート構造１８では、親液性領域１６Ａの表面自由エネルギーが５０ｍＪ／ｍ2 以上、撥液性領域１６Ｂの表面自由エネルギーが３０ｍＪ／ｍ2 以下となっている。また、窪み１７の深さは、１ｎｍ以上１０μｍ以下になっていることが好ましい。高精細なパターンを形成できるからである。
【００３０】
（流動性材料接触工程）
次に、図５（Ａ），図５（Ｂ）に示したように、パターンの構成材料となる流動性材料２０をテンプレート構造１８に接触させる。図５（Ａ）は撥液性材料層１４および親液性材料層１２に接触した状態の流動性材料２０の平面構成を表し、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＶ（Ｂ）−Ｖ（Ｂ）線における断面構成を表している。なお、ここでは流動性材料２０をテンプレート構造１８の上面の撥液性領域１６Ｂならびに窪み１７の底面および側壁を覆うように接触させることとする。
【００３１】
流動性材料２０は、パターン形成するためのインクに相当するものであり、全体として流動性を有していれば任意であり、液状であってもよく、スラリ状であってもよく、ペースト状であってもよい。具体的には、形成されたパターンを構成する材料（固形分）が溶剤に溶解あるいは分散されたものであってもよいし、パターンを構成する材料が流動性を有するものであればそのまま用いてもよい。また、流動性材料２０としては、１種を単独で用いてもよく、複数種を混合して用いてもよく、複数種が分離した状態で用いてもよい。
【００３２】
流動性材料２０をテンプレート構造１８に接触させる方法としては、例えば、流動性材料２０をテンプレート構造１８に塗布する塗布法、あるいは流動性材料２０中にテンプレート構造１８を浸漬する浸漬法が挙げられる。塗布法としては、スリットコータやキャピラリーコータを用いた方法や、スピンコート法や、インクジェット法などが挙げられる。
【００３３】
（流動性材料パターン形成工程）
次に、図６（Ａ）〜図６（Ｄ）に示したように、テンプレート構造１８に流動性材料２０が接触した状態の基体１１と、親液性表面を有する親液性部材であるスライド部材３０とを相対的に移動させ、窪み１７の平面形状に対応した流動性材料２０のパターンを形成する。詳細には、図６（Ａ）に示したように、スライド部材３０と基体１１とを相対的に移動させた際に、スライド部材３０がテンプレート構造１８上面の撥液性領域１６Ｂ上にある流動性材料２０と接触するように、例えば所定の間隔ｄを有するように配置する。続いて、図６（Ｂ）〜図６（Ｄ）に示したように、スライド部材３０とテンプレート構造１８の上面とが所定の間隔ｄを保った状態で、基体１１とスライド部材３０とを平行に移動させる。ここでスライド部材３０の親液性表面が流動性材料２０と親和性が高いため、撥液性領域１６Ｂ上のスライド部材３０と接触した流動性液体２０が図６（Ｂ）および図６（Ｃ）に示したように、スライド部材３０の相対的な移動方向に引っ張られる。その一方で、窪み１７内部の親液性領域１６Ａ上の流動性材料２０は、基体１１の相対的な移動方向に引っ張られることになる。これにより、図６（Ｄ）に示したように、撥液性領域１６Ｂ上の余分な流動性材料２０は、スライド部材３０によって除去されると共に、親液性領域１６Ａ上の流動性材料２０がそのまま残る。よって、窪み１７の平面形状に対応した流動性材料２０のパターンが形成され、この流動性材料２０のパターンが後述するパターン２１となる。なお、図６（Ａ）〜図６（Ｄ）中のブロック矢印は、基体１１およびスライド部材３０それぞれの相対的な移動方向を表している。
【００３４】
スライド部材３０は、基体１１に対して相対的に移動（スライド）して、余分な流動性材料２０を除去すると共に、窪み１７の平面形状に対応した流動性材料２０のパターンを形成するためのものである。スライド部材３０は、上記したように親液性表面を有するものであれば、その形状は任意であり、断面が矩形状の板状のものであってもよいし、断面が多角形、円形、半円形あるいは楕円形などの形状の棒状のものであってもよいし、それらの形状を組み合わせたものであってもよい。また、スライド部材３０は、表面が親液性であれば筒状であってもよい。スライド部材３０の親液性表面の自由エネルギーは、５０ｍＪ／ｍ2 以上になっている。スライド部材３０を構成する材料としては、例えば、アルミニウムあるいはステンレス鋼などの金属またはそれらの合金や、ガラスや、シリコンなどが挙げられる。
【００３５】
基体１１とスライド部材３０との間隔ｄは、スライド部材３０がテンプレート構造１８と接触せずにテンプレート構造１８上の流動性材料２０と接触可能であれば任意であるが、０．１μｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。余分な流動性材料２０が効率よく除去され、良好なパターンが高精度に形成されるからである。中でも、間隔ｄは、１μｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましく、５μｍ以上３００μｍ以下であることが特に好ましい。より高い効果が得られるからである。また、基体１１とスライド部材３０とを相対的に移動させる際の相対速度は、０．０１ｍｍ／ｓ以上１０００ｍｍ／ｓ以下であることが好ましく、０．５ｍｍ／ｓ以上１００ｍｍ／ｓ以下であることが好ましい。良好なパターンがより高精度に形成されるからである。
【００３６】
最後に、窪み１７中の流動性材料２０を乾燥や焼成することにより、図７（Ａ），図７（Ｂ）に示したように、窪み１７の平面形状に対応したパターン２１が形成される。図７（Ａ）は撥液性材料層１４およびパターン２１の平面構成を表し、図７（Ｂ）は図７（Ａ）のＶII（Ｂ）−ＶII（Ｂ）線における断面構成を表している。なお、こののち、必要に応じて、親液性材料層１２、接着層１３および撥液性材料層１４を除去してもよい。
【００３７】
本実施の形態のパターン形成方法では、テンプレート構造１８として、基体１１上に設けられた親液性材料層１２および撥液性材料層１４に開口部を形成することにより、窪み１７の底面および側壁の一部に親液性領域１６Ａ、窪み１７を取り囲む領域に撥液性領域１６Ｂをそれぞれ形成する。
【００３８】
一方、従来のパターン形成方法（比較例１）では、図２４に示したように、テンプレート構造１００として、基板に、窪みの底面にだけ親液性領域１００Ａ、窪みの側壁全面および窪みを取り囲む上面に撥液性領域１００Ｂを形成して用いている。このテンプレート構造１００に液状材料をその窪みの内部を覆うように接触させたのち、親液性表面を有する部材（親液性部材）と基板とを相対的に移動させて、撥液性領域１００Ｂ上の余分な液状材料を除去することにより、パターンを形成する。ところが、親液性部材と基板とを相対的に移動させた際に、窪み側壁全面が撥液性を示すため、窪み中の液体材料１１０の移動方向とは逆側（基板の移動方向側）の窪み側壁に液体材料１１０がはじかれ、窪み底面の一部が露出し、隙間領域２００が生じやすくなる。さらに、余分な液体材料１１０が除去されたのちに、窪み側壁の撥液性領域１００Ｂと接触していた液体材料１１０がはじかれて、親液性領域１００Ａの中心部分に移動しようとすることによっても隙間領域２００が生じやすくなる。これにより、図２５（Ａ），図２５（Ｂ）に示したように、窪みの底面の一部（隙間領域２００）が露出した状態で、パターン１２０が形成されやすくなるため、窪みの平面形状に対応したパターンを精度よく形成することが難しい。
【００３９】
また、他の従来のパターン形成方法（比較例２）としては、上記のように窪みを持たないテンプレート構造を用いるものもある。具体的には、基板表面に親液性領域と撥液性領域とを隣接して設けたテンプレート構造上に液状材料を塗布などにより接触させ、こののち基板と親液性部材とを相対的に移動させて撥液性領域上の余分な液状材料を除去し、液状材料のパターンを形成する。このパターン形成方法によっても上記した比較例１の方法と同様に、親液性領域の形状に対応した形状のパターンを得ることが難しい。
【００４０】
これに対して、本実施の形態のパターン形成方法では、窪み１７の側壁の一部にも親液性領域１６Ａを設けるようにした。これにより、基体１１とスライド部材３０とを相対的に移動させても、窪み１７内では、図８に示したように、基体１１の移動方向と順方向側の側壁の親液性領域１６Ａと流動性材料２０との接触状態が維持されたまま、余分な流動性材料２０が除去される。よって、流動性材料充填工程において窪み１７の底面が露出しにくくなるため、窪み１７の平面形状に対応したパターン２１が形成される。従って、高精細なパターンを高精度に形成することができる。特に、基体１１に、上記したテンプレート形成工程によりテンプレート構造１８を形成するようにしたので、高精細なテンプレートパターンを形成することができる。
【００４１】
なお、上記したパターン形成方法では、単層構造を有するパターン２１を形成する場合について説明したが、複数の層を有する積層構造をもつパターンを形成するようにしてもよい。この場合、例えば、上記した流動性材料接触工程および流動性材料パターン形成工程の一連の工程を繰り返す、あるいは流動性材料接触工程、流動性材料パターン形成工程および乾燥焼成工程の一連の工程を繰り返す。これにより、積層構造をもつパターンを高精度に形成することができる。但し、流動性材料接触工程および流動性材料パターン形成工程の一連の工程を繰り返して積層構造をもつパターン２１を形成する場合には、積層構造の各層を構成する各流動性材料２０として、互いに相溶性がなく、窪み１７内で分離した状態を維持できるものを用いる。このように浸漬法により積層構造を有するパターン２１を形成する場合には、例えば、以下のようにする。まず、スライド部材３０を、分離した各流動性材料２０のうち隣り合う流動性材料の界面および外部と外部に接触する流動性材料との界面にそれぞれ固定する。各流動性材料２０中にテンプレート構造１８を順次通過させることにより、各流動性材料２０中にテンプレート構造１８を浸漬したのち、引き上げると共に、スライド部材３０と基体１１を相対的に移動させる。これにより、窪み１７に各流動性材料２０が通過順に積層され、流動性材料２０のパターンが形成される。
【００４２】
また、上記したパターン形成方法では、流動性材料接触工程において、流動性材料２０がテンプレート構造１８の親液性領域１６Ａおよび撥液性領域１６Ｂを覆うように接触する場合について説明したが、撥液性領域１６Ｂにだけ、流動性材料２０が接触していてもよい。この場合においても、上記した流動性材料パターン形成工程と同様に、基体１１とスライド部材３０とを、スライド部材３０がテンプレート構造１８上面の撥液性領域１６Ｂ上にある流動性材料２０と接触するように、相対的に移動させる。但し、この際、スライド部材３０の相対的な移動方向において、スライド部材３０と窪み１７との間の撥液性領域１６Ｂ上に流動性材料２０があるように、基体１１とスライド部材３０とを平行に移動させる。これにより、撥液性領域１６Ｂ上の流動性材料２０が全体的にスライド部材３０によって押し出されると共に引っ張れるように撥液性領域１６Ｂ上を移動して、窪み１７に充填される。ここでも余分な流動性材料２０はスライド部材３０によって除去される。よって、窪み１７の平面形状に対応した流動性材料２０のパターンが形成される。
【００４３】
次に、上記したパターン形成方法を用いたパターン形成装置について説明する。なお、以下では、上記したパターン形成方法と共通の構成要素については、同一の符号を付して説明は適宜省略する。
【００４４】
［（１−２）パターン形成装置］
（第１のパターン形成装置）
図９は第１のパターン形成装置の断面構成を表している。第１のパターン形成装置は、テンプレート構造１８を有する基体１１を保持するための保持手段（図示せず）と、スリットコータ５１と、スライド部材３０と、基体１１を移動させる移動手段（図示せず）とを備えている。
【００４５】
基体１１は、上記したテンプレート形成工程によりテンプレート構造１８が形成されている。ここでは基体１１は、窪み１７が複数形成されたテンプレート構造１８を備え、移動手段である移動ステージ（図示せず）上に保持されている。基体１１の保持手段は任意であり、ここではこの保持手段により窪み１７の開口が上側を向いて保持されている。
【００４６】
スリットコータ５１は、テンプレート構造１８に流動性材料２０を塗布するための塗布手段であり、流動性材料２０の流路であるスリット部５１Ａを有している。スリットコータ５１は、スリット部５１Ａ先端の吐出口が、窪み１７の開口と対向すると共に、テンプレート構造１８の上面と所定の間隔を有するように配置され、これによりスリットコータ５１が移動する基体１１と接触しないようになっている。
【００４７】
スライド部材３０は、スリットコータ５１に対して基体１１の移動方向における下流側（進行方向側）に配置され、上記したパターン形成方法における基体１１とスライド部材３０との間隔を保つように固定されている。
【００４８】
移動手段は、基体１１を保持した状態で、テンプレート構造１８の上面と、スリットコータ５１の吐出口およびスライド部材３０との間に所定の間隔を保ちながら、基体１１を所定の方向に、所定の速度で移動させるものである。ここでの移動手段は任意であるが、移動ステージ（図示せず）とする。基体１１の移動速度は、０．０１ｍｍ／ｓ以上１０００ｍｍ／ｓ以下であることが好ましい。良好なパターンが高精度に形成されるからである。
【００４９】
基体１１（テンプレート構造１８の上面）とスライド部材３０との間隔は、上記したパターン形成方法と同様である。
【００５０】
このパターン形成装置では、基体１１は、テンプレート構造１８の上面がスリットコータ５１の吐出口およびスライド部材３０と対向するように移動ステージ上に保持され、移動ステージによりスリットコータ５１側からスライド部材３０側に移動される。ここで、スリットコータ５１は、スリット部５１Ａを介して吐出口から流動性材料２０を吐出することにより、流動性材料２０を移動している基体１１のテンプレート構造１８に塗布する。流動性材料２０が塗布されたテンプレート構造１８の塗布領域は、移動ステージによりスライド部材３０側に移動されると、テンプレート構造１８上の流動性材料２０とスライド部材３０とが接触し、余分な流動性材料２０が除去され、窪み１７の平面形状に対応した流動性材料２０のパターンが形成される。こののち、必要に応じて、窪み１７中の流動性材料２０を乾燥あるいは焼成し、パターン２１（ここでは図示せず）が形成される。
【００５１】
このように第１のパターン形成装置では、保持手段が保持した基体１１を、スリットコータ５１により塗布された流動性材料２０が窪み１７の平面形状に対応したパターンを形成するようにスライド部材３０に対して移動させる。基体１１には、テンプレート構造１８として窪み１７の底面および側壁の一部に親液性領域１６Ａ、窪み１７を取り囲む領域に撥液性領域１６Ｂがそれぞれ設けられているので、高精細なパターンを高精度に形成することができる。この他の作用効果については、上記したパターン形成方法と同様である。
【００５２】
なお、上記のパターン形成装置では、基体１１を保持すると共に、移動手段としての移動ステージを用いて、塗布手段およびスライド部材３０に対して基体１１を移動させたが、基体１１を固定し、塗布手段およびスライド部材３０を移動させてもよい。この場合の塗布手段およびスライド部材３０の配置は、相対的に図９に示した配置となるように維持しながら、塗布手段およびスライド部材３０を移動させる。この場合においても、上記のパターン形成装置と同様の作用効果が得られる。
【００５３】
また、上記のパターン形成装置では、スライド部材３０として、断面が矩形状のものを用いたが、他の形状を有するものを用いてもよい。例えば、図１０に示したように基体１１と対向する面が丸みを帯びた形状のものや、図１１に示したように断面が円形状のもの等であってもよい。また、図１２に示したように、親液性部材として、外周面に親液性表面３１Ａを設けたローラ３１を用いてもよい。この場合には、ローラ３１は、回転軸３１Ｂを中心として親液性表面３１Ａが回転しながら、テンプレート構造１８上の余分な流動性材料２０を除去すると共に、窪み１７に流動性材料２０を充填する。これらのことは、以下で説明するパターン形成装置についても同様であり、同様の作用効果が得られる。
【００５４】
（第２のパターン形成装置）
図１３は第２のパターン形成装置の断面構成を表している。第２のパターン形成装置は、塗布手段としてスリットコータ５１に代えて、キャピラリーコータ５２を用いると共に、塗布手段、スライド部材３０および基体１１の相対的な位置を変えずに、それぞれの上下を反転させたことを除き、第１のパターン形成装置と同様の構成を有している。
【００５５】
基体１１の保持手段は任意であり、ここでは保持手段により窪み１７の開口がキャピラリーコータ５２の吐出口と対向するように、下側を向いて保持されている。
【００５６】
キャピラリーコータ５２は、流動性材料２０を、毛細管現象によりキャピラリー部５２Ａの先端から吐出し、テンプレート構造１８に対して塗布するものである。このため、キャピラリーコータ５２は、キャピラリー部５２Ａ先端の吐出口が上側を向くように配置されている。また、キャピラリーコータ５２は、その吐出口が、窪み１７の開口と対向すると共に、テンプレート構造１８の上面と所定の間隔を有するように配置され、これによりキャピラリーコータ５２が基体１１と接触しないようになっている。
【００５７】
このパターン形成装置では、基体１１は、テンプレート構造１８の窪み１７の開口がキャピラリーコータ５２の吐出口およびスライド部材３０と対向するように移動ステージに保持され、キャピラリーコータ５２側からスライド部材３０側に移動される。ここで、キャピラリーコータ５２は、流動性材料２０を、毛細管現象によりキャピラリー部５２Ａを介して吐出口から吐出する。吐出された流動性材料２０は、キャピラリーコータ５２の吐出口とテンプレート構造１８とが所定の間隔で配置されているため、移動している基体１１のテンプレート構造１８に塗布される。流動性材料２０が塗布されたテンプレート構造１８の塗布領域は、移動ステージによりスライド部材３０側に移動される。これにより、塗布領域におけるテンプレート構造１８上の流動性材料２０とスライド部材３０とが接触し、余分な流動性材料２０が除去され、窪み１７の平面形状に対応した流動性材料２０のパターンが形成される。こののち、必要に応じて、窪み１７中の流動性材料２０を乾燥あるいは焼成し、パターン２１（ここでは図示せず）が形成される。
【００５８】
このように第２のパターン形成装置では、保持手段が保持した基体１１を、キャピラリーコータ５２により塗布された流動性材料２０が窪み１７の平面形状に対応したパターンとなるようにスライド部材３０に対して移動させる。基体１１には、テンプレート構造１８として、窪み１７の底面および側壁の一部に親液性領域１６Ａ、窪み１７を取り囲む領域に撥液性領域１８がそれぞれ設けられているので、高精細なパターンを高精度に形成することができる。この他の作用効果については、上記したパターン形成方法および第１のパターン形成装置と同様である。
【００５９】
（第３のパターン形成装置）
図１４は第３のパターン形成装置の断面構成を有している。第３のパターン形成装置は、流動性材料２０を収容する容器６０と、基体１１を保持する保持手段（図示せず）と、基体１１を流動性材料２０中に浸漬したのち、引き上げる搬送手段（図示せず）と、スライド部材３０とを備えている。
【００６０】
容器６０は、基体１１を搬送（搬入および搬出）するための開口を上側に有し、基体１１全体を浸漬するための所定量の流動性材料２０を収容している。また、容器６０中には、スライド部材３０が流動性材料２０の外部との界面２２に、その一部が浸るように固定されている。
【００６１】
基体１１は、第１のパターン形成装置で説明した基体１１と同様の構成を有し、ここでは搬送手段により保持されている。
【００６２】
搬送手段は、基体１１を、その面内方向に移動させながら、容器６０中の流動性材料２０に浸漬すると共に、基体１１のテンプレート構造１８上面がスライド部材３０と所定の間隔を保ちながら引き上げて搬送するものである。ここでの搬送手段は、基体１１を保持する保持手段を備え、保持手段は、基体１１を搬送する際に、基体１１の窪み１７の開口が容器６０内のスライド部材３０と対向するように保持している。
【００６３】
スライド部材３０は、容器６０中の流動性材料２０と外部との界面２２に、その一部が流動性材料２０に浸るように固定されている。具体的には、例えば板状のスライド部材３０は、その長手方向が流動性材料２０の界面２２に対して平行になるよう延在すると共に、その一部が流動性材料２０に浸り、その他の一部が外部に露出した状態で固定されている。ここでのスライド部材３０は、テンプレート構造１８の上面と対向する親液性表面が平面を有しているものが好ましい。基体１１を引き上げる際に、毛細管現象により、スライド部材３０とテンプレート構造１８との間が流動性材料２０により満たされるため、効率よく窪み１７の平面形状に対応した流動性材料２０のパターンが形成されるからである。
【００６４】
このパターン形成装置では、保持された基体１１は、搬送手段により容器６０中の流動性材料２０に浸漬されると、流動性材料２０がテンプレート構造１８に接触する。こののち、基体１１を流動性材料２０中から引き上げると、界面２２に固定されたスライド部材３０とテンプレート構造１８とが所定の間隔を保持しながら基体１１が移動する。これにより、テンプレート構造１８上において余分な流動性材料２０が除去され、窪み１７の平面形状に対応した流動性材料２０のパターンが形成される。こののち、必要に応じて、窪み１７中の流動性材料２０を乾燥あるいは焼成し、パターン２１（ここでは図示せず）が形成される。
【００６５】
このように第３のパターン形成装置では、基体１１を容器６０内の流動性材料２０中に浸漬したのち、引き上げると共にスライド部材３０に対して移動させて、窪み１７に流動性材料２０を充填する。基体１１には、テンプレート構造１８として、窪み１７の底面および側壁の一部に親液性領域１６Ａ、窪み１７を取り囲む領域に撥液性領域１８がそれぞれ設けられているので、高精細なパターンを高精度に形成することができる。この他の作用効果については、上記したパターン形成方法と同様である。
【００６６】
（第４のパターン形成装置）
図１５は第４のパターン形成装置の断面構成を表している。第４のパターン形成装置は、容器６０の構成、容器６０中の流動性材料２０の構成が異なると共に複数のスライド部材３０を設けたことを除き、第３のパターン形成装置と同様の構成を有している。
【００６７】
容器６０は、基体１１を搬出するための開口を上側に有すると共に、開口と対向する底面に基体１１を搬入するための基板投入口６１を有している。容器６０には、基板投入口６１側に流動性材料２０Ａ、上部開口側に流動性材料２０Ｂが、それぞれ分離した状態で存在すると共に、流動性材料２０Ａと流動性材料２０Ｂとの間に界面２２Ａ、流動性材料２０Ｂと外部との間に界面２２Ｂとを有して収容されている。すなわち、流動性材料２０Ａ，２０Ｂは容器６０の深さ方向に分離した状態で収容されている。これらの流動性材料２０Ａ，２０Ｂは、互いに異なる比重を有し、かつ互いに相溶性がないものにより構成されている。ここでは、流動性材料２０Ａにおいて流動性材料２０Ｂよりも比重が大きくなっている。また、容器６０中には、スライド部材３０Ａ，３０Ｂが流動性材料２０Ａと流動性材料２０Ｂとの界面２２Ａ、流動性材料２０Ｂと外部と界面２２Ｂにそれぞれ固定されている。
【００６８】
基板投入口６１は、基体１１が容器６０中の流動性材料２０中に移動する際の入り口となる部分であり、一対のローラ６１Ａ，６１Ｂを有している。これらのローラ６１Ａ，６１Ｂは、互いに接すると共に回転軸が平行になるように設けられている。ローラ６１Ａ，６１Ｂは、基体１１が容器６０中の流動性材料２０中に移動する際に、基体１１を挟み込み、それぞれが回転することにより基体１１を移動させると共に、容器６０から外部へ流動性材料３０が漏れないようにするものである。
【００６９】
搬送手段は、基体１１を、その面内方向に移動させながら、容器６０の基板投入口６１から流動性材料２０Ａに浸漬すると共に、基体１１のテンプレート構造１８上面がスライド部材３０Ａ，３０Ｂと所定の間隔を保ちながら引き上げて搬送するものである。ここでの搬送手段は、基体１１を保持する保持手段を備え、保持手段は、基体１１を搬送する際に、基体１１の窪み１７の開口が容器６０内のスライド部材３０Ａ，３０Ｂと対向するように保持している。
【００７０】
スライド部材３０Ａは、容器６０中の流動性材料２０Ａと流動性材料２０Ｂとの界面２２Ａに対して、平行になるよう延在すると共に、その一部が流動性材料２０Ａに浸り、その他の一部が流動性材料２０Ａに浸った状態で固定されている。また、スライド部材３０Ｂは、第３のパターン形成装置におけるスライド部材３０と同様に固定されている。ここでのスライド部材３０Ａ，３０Ｂは、テンプレート構造１８の上面と対向する親液性表面が平面を有しているものが好ましい。第３のパターン形成装置におけるスライド部材３０と同様の理由からである。
【００７１】
このパターン形成装置では、保持された基体１１は、搬送手段により容器６０の基板投入口６１から流動性材料２０Ａに浸漬されると、流動性材料２０Ａがテンプレート構造１８に接触する。こののち、基体１１が流動性材料２０Ａを通過して流動性材料２０Ｂ中に移動すると、基体１１が界面２２Ａに固定されたスライド部材３０Ａと所定の間隔に保持しながら移動する。これにより、テンプレート構造１８上において余分な流動性材料２０Ａが除去され、窪み１７の平面形状に対応した流動性材料２０Ａのパターンが形成される。次いで、基体１１が流動性材料２０Ｂから引き上げられると、基体１１が界面２２Ｂに固定されたスライド部材３０Ｂとテンプレート構造１８との間隔を所定の距離に保持しながら基体１１が移動する。これにより、テンプレート構造１８上において余分な流動性材料２０Ｂが除去されると共に窪み１７中の流動性材料２０Ａの上に流動性材料２０Ｂのパターンが形成される。こののち、必要に応じて、窪み１７中の流動性材料２０Ａ，２０Ｂを乾燥あるいは焼成し、二層構造を有するパターン２１（ここでは図示せず）が形成される。
【００７２】
このように第４のパターン形成装置では、基体１１を、容器６０内において深さ方向で分離した状態の流動性材料２０Ａ，２０Ｂに浸漬したのち、引き上げると共にスライド部材３０Ａ，３０Ｂに対して移動させて、窪み１７内に流動性材料２０Ａ，２０Ｂのパターンを形成する。基体１１には、テンプレート構造１８として窪み１７の底面および側壁の一部に親液性領域１６Ａ、窪み１７を取り囲む領域に撥液性領域１８がそれぞれ設けられているので、高精細なパターンを高精度に形成することができる。その上、二層構造のパターンを良好に形成することができる。この他の作用効果については、上記したパターン形成方法および第３のパターン形成装置と同様である。
【００７３】
（第５のパターン形成装置）
図１６は第５のパターン形成装置の断面構成を表している。第５のパターン形成装置は、容器６０とその中の流動性材料２０およびスライド部材３０の構成が異なることを除き、第３および第４のパターン形成装置と同様の構成を有している。
【００７４】
容器６０は、その上側に基体１１を搬入するための開口と搬出するための開口と共にそれらの開口の間に設けられた仕切り板６２を有し、かつ容器６０の深さ方向および水平方向に分離した状態の流動性材料２０Ａ，２０Ｂを収容している。容器６０中の流動性材料２０Ａ，２０Ｂは、互いに異なる比重を有し、かつ互いに相溶性がないものにより構成され、ここでは流動性材料２０Ａにおいて流動性材料２０Ｂよりも比重が大きくなっている。このため、容器６０中では、流動性材料２０Ａ，２０Ｂは、深さ方向にそれらの比重の差により分離され、水平方向に仕切り板６２により分離されている。仕切り板６２は、容器６０上面から中程までの間に、その下端が流動性材料２０Ａと流動性材料２０Ｂとの深さ方向の界面２２Ａよりも下側になるように設けられている。また、容器６０中には、スライド部材３０Ａ，３０Ｂが流動性材料２０Ａと流動性材料２０Ｂとの深さ方向の界面２２Ａ、流動性材料２０Ｂと外部との界面２２Ｂにそれぞれ固定されている。
【００７５】
搬送手段は、以下の経路を通るように基体１１を搬送するものである。まず、基体１１を、その面内方向に移動させながら容器６０の流動性材料２０Ａが外部と接している開口側から流動性材料２０Ａに浸漬する。次いで、流動性材料２０Ａに浸漬された状態の基体１１を仕切り板６２と容器６０底面との間を通過させる。そののち、基体１１の面内方向に移動させながら流動性材料２０Ａ，２０Ｂの深さ方向の界面２２Ａ、流動性材料２０Ｂと外部との界面２２Ｂをこの順で通過させると共に、テンプレート構造１８上面がスライド部材３０Ａ，３０Ｂと所定の間隔を保ちながら引き上げる。ここでの搬送手段は、基体１１を保持する保持手段を備え、保持手段は、基体１１を搬送する際に、基体１１の窪み１７の開口が容器６０内のスライド部材３０Ａ，３０Ｂと対向するように保持している。
【００７６】
スライド部材３０Ａ，３０Ｂは、第４のパターン形成装置におけるスライド部材３０Ａ，３０Ｂと同様の構成を有すると共に、同様に固定されている。
【００７７】
このパターン形成装置では、保持された基体１１は、搬送手段により容器６０の流動性材料２０Ａが外部と接している開口側から流動性材料２０Ａに浸漬されると、流動性材料２０Ａがテンプレート構造１８に接触する。基体１１が仕切り板６２の下を通過したのち、基体１１が流動性材料２０Ａを通過し、流動性材料２０Ｂ中に移動すると、界面２２Ａに固定されたスライド部材３０Ａとテンプレート構造１８とが所定の間隔を保持しながら基体１１が移動する。これにより、テンプレート構造１８上において余分な流動性材料２０Ａが除去され、窪み１７の平面形状に対応した流動性材料２０Ａのパターンが形成される。次いで、基体１１が流動性材料２０Ｂから引き上げられると、界面２２Ｂに固定されたスライド部材３０Ｂとテンプレート構造１８とが所定の間隔を保持しながら基体１１が移動する。これにより、テンプレート構造１８上において余分な流動性材料２０Ｂが除去され、窪み１７中の流動性材料２０Ａのパターンの上に流動性材料２０Ｂのパターンが形成される。こののち、必要に応じて、窪み１７中の流動性材料２０Ａ，２０Ｂを乾燥あるいは焼成し、二層構造を有するパターン２１（ここでは図示せず）が形成される。
【００７８】
このように第５のパターン形成装置では、基体１１を、容器６０内で深さ方向および水平方向に分離した状態の流動性材料２０Ａ，２０Ｂに浸漬したのち、引き上げると共にと共にスライド部材３０Ａ，３０Ｂに対して移動させて、窪み１７の平面形状に対応した流動性材料２０Ａ，２０Ｂのパターンを形成する。基体１１には、テンプレート構造１８として、窪み１７の底面および側壁の一部に親液性領域１６Ａ、窪み１７を取り囲む撥液性領域１８がそれぞれ設けられているので、高精細なパターンを高精度に形成することができる。この他の作用効果については、上記したパターン形成方法および第３および第４のパターン形成装置と同様である。
【００７９】
（第６のパターン形成装置）
図１７は第６のパターン形成装置の断面構成を表している。第６のパターン形成装置は、スライド部材３０Ｂの配置および基体１１の搬送経路が異なることを除き、第５のパターン形成装置と同様の構成を有している。
【００８０】
スライド部材３０Ｂは、流動性材料２０と外部との界面２２Ｃに、その一部が外部と接するように固定されている。
【００８１】
搬送手段は、以下の経路を通るように基体１１を搬送する。まず、基体１１を、その面内方向に移動させながら容器６０の流動性材料２０Ｂが外部と接している開口側から流動性材料２０Ｂに浸漬する。次いで、テンプレート構造１８上面がスライド部材３０Ａ，３０Ｂと所定の間隔を保つようにしながら、基体１１を流動性材料２０Ｂと流動性材料２０Ａとの深さ方向の界面２２Ａを通過させ、流動性材料２０Ａに移動させる。基体１１を仕切り板６２と容器６０底面との間を通過させたのち、基体１１の面内方向に移動させながら流動性材料２０Ａと外部との界面２２Ｃを通過させると共に、基体１１のテンプレート構造１８上面がスライド部材３０Ａ，３０Ｂと所定の間隔を保ちながら引き上げる。ここでの搬送手段は、基体１１を保持する保持手段を備え、保持手段は、基体１１を搬送する際に、基体１１の窪み１７の開口が容器６０内のスライド部材３０Ａ，３０Ｂと対向するように保持している。
【００８２】
第６のパターン形成装置では、保持された基体１１は、搬送手段により容器６０の流動性材料２０Ｂが外部と接している開口側から流動性材料２０Ｂに浸漬されると、流動性材料２０Ｂがテンプレート構造１８に接触する。そののち、基体１１が流動性材料２０Ｂを通過して流動性材料２０Ａ中に移動すると、界面２２Ａに固定されたスライド部材３０Ａとテンプレート構造１８とが所定の間隔を保持しながら基体１１が移動する。これにより、テンプレート構造１８上において余分な流動性材料２０Ｂが除去され、窪み１７の平面形状に対応した流動性材料２０Ｂのパターンが形成される。基体１１が仕切り板６２と容器６０底面との間を通過したのち、基体１１が流動性材料２０Ｂから引き上げられると、界面２２Ｃに固定されたスライド部材３０Ｂとテンプレート構造１８とが所定の間隔を保持しながら基体１１が移動する。これにより、テンプレート構造１８上において余分な流動性材料２０Ａが除去されると共に窪み１７中の流動性材料２０Ｂのパターンの上に流動性材料２０Ａのパターンが形成される。こののち、必要に応じて、窪み１７中の流動性材料２０Ａ，２０Ｂを乾燥あるいは焼成し、二層構造を有するパターン２１（ここでは図示せず）が形成される。よって、第６のパターン形成装置では、第５のパターン形成装置と同様の作用効果が得られる。
【００８３】
＜２．第２の実施の形態＞
［（２−１）パターン形成方法］
図１８〜図２１を参照して本発明の第２の実施の形態に係るパターン形成方法を説明する。
【００８４】
第２の実施の形態のパターン形成方法は、テンプレート形成工程を除き、第１の実施の形態のパターン形成方法と同様である。以下、テンプレート形成工程について詳細に説明する。
【００８５】
（テンプレート形成工程）
まず、図１８（Ａ）に示したように基体１１Ａ上に、例えば厚さ１．５ｎｍの接着層１３を第１の実施の形態のパターン形成方法と同様にして形成する。基体１１Ａとしては、例えば、ガラス基板、シリコン基板あるいは石英基板などが挙げられるが、後述するように選択的に一部が除去される少なくとも最上層が上記した親液性材料により構成されていればよい。接着層１３を構成する材料および接着層１３の形成方法としては、第１の実施の形態において説明したものと同様のものが挙げられる。なお、ここでは基体１１Ａとしてガラス基板を用いるものとする。また、ここでの接着層１３は、基体１１Ａと後述する撥液性材料層１４との接着性を高めるためのものであり、基体１１Ａと撥液性材料層１４とが十分に接着可能であるならば、接着層１３は設けなくてもよい。
【００８６】
続いて、図１８（Ｂ）に示したように、接着層１３上に、第１の実施の形態と同様にして、フッ素樹脂からなる撥液性材料層１４を形成する。ここでは、ＣＹＴＯＰからなる撥液性材料層１４を４００ｎｍの厚さで形成するものとする。そののち、図１８（Ｃ）に示したように、例えば酸素プラズマによる反応性イオンエッチングによって撥液性材料層１４の表面を粗化する。
【００８７】
続いて、図１９（Ａ），図１９（Ｂ）に示したように、撥液性材料層１４上に、第１の実施の形態と同様にしてレジストパターン１５を形成する。図１９（Ａ）はレジストパターン１５の平面構成を表し、図１９（Ｂ）は図１９（Ａ）のXIX（Ｂ）−XIX（Ｂ）線における断面構成を表している。
【００８８】
続いて、図２０（Ａ），図２０（Ｂ）に示したように、レジストパターン１５をマスクにした、例えば、酸素プラズマによる反応性イオンエッチングによって撥液性材料層１４および接着層１３を選択的に除去する。図２０（Ａ）はレジストパターン１５の平面構成を表し、図２０（Ｂ）は図２０（Ａ）のXX（Ｂ）−XX（Ｂ）線における断面構成を表している。これにより、撥液性材料層１４および接着層１３には、レジストパターン１５に対応した形状の開口部が形成され、その開口部内に基体１１Ａの表面が露出する。こののち、レジストパターン１５を除去する。
【００８９】
続いて、図２１（Ａ），図２１（Ｂ）に示したように、撥液性材料層１４をマスクにした、例えばウェットエッチングにより、基体１１Ａの一部を溝状に除去する。これにより、基体１１Ａの除去された溝状部分の側壁および底面に親液性領域１６Ａを有する窪み１７Ａが形成される。ここでは基体１１Ａとしてガラス基板を用いているため、エッチング液としては、例えばフッ酸などを用いる。最後に、図１８（Ｃ）に示した工程において粗化された撥液性材料層１４の上面の塗れ性を回復させるために、撥液性材料層１４に対して、加熱処理（例えば１５０℃程度、１０分間）を施す。以上により、基体１１Ａに、窪み１７Ａを形成すると共に、窪み１７Ａの底面および側壁の一部に親液性領域１６Ａ、窪み１７Ａを取り囲む領域に撥液性領域１６Ｂがそれぞれ形成され、テンプレート構造１８Ａが完成する。
【００９０】
このテンプレート構造１８Ａでは、親液性領域１６Ａの表面自由エネルギーが５０ｍＪ／ｍ2 以上、撥液性領域１６Ｂの表面自由エネルギーが３０ｍＪ／ｍ2 以下となっている。また、窪み１７Ａの深さは、１ｎｍ以上１０μｍ以下になっていることが好ましい。高精細なパターンを良好に形成できるからである。
【００９１】
本実施の形態のパターン形成方法では、テンプレート構造１８Ａとして、基体１１Ａの一部を選択的に除去することにより、基体１１Ａに、窪み１７Ａの底面および側壁の一部に親液性領域１６Ａ、窪み１７Ａを取り囲む領域に撥液性領域１６Ｂをそれぞれ形成した。このため、流動性材料２０がテンプレート構造１８Ａに接触した基体１１Ａとスライド部材３０とを相対的に移動させても、窪み１７Ａ側壁において、親液性領域１６Ａと流動性材料２０との接触状態が維持されたまま、余分な流動性材料２０が除去される。これにより、流動性材料パターン形成工程において窪み１７Ａの底面が露出しにくくなり、窪み１７Ａの平面形状に対応した形状のパターンが形成される。よって、高精細なパターンを高精度に形成することができる。特に、上記したテンプレート形成工程によりテンプレート構造１８Ａを形成するようにしたので、高精細なテンプレートパターンを形成することができる。その他の作用効果については、第１の実施の形態のパターン形成方法と同様である。
【００９２】
本実施の形態のパターン形成方法を用いたパターン形成装置としては、例えば、上記した第１〜第６のパターン形成装置が挙げられ、同様の作用効果が得られる。
【００９３】
続いて、本実施の形態のパターン形成方法の適用例について説明する。本実施の形態のパターン形成方法は、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の製造方法に用いることができる。
【００９４】
［（２−２）パターン形成方法の適用例（薄膜トランジスタの製造方法）］
図２２および図２３を参照してボトムゲート型の薄膜トランジスタの製造方法を説明する。
【００９５】
まず、図２２（Ａ）に示したように、ガラス基板４１上に、例えば厚さ２００ｎｍのクロムよりなるゲート電極４２を形成する。具体的には、ガラス基板４１の一面に、例えば、スパッタリング法により厚さ２００ｎｍのクロムよりなる膜を形成し、そののち、例えばフォトリソグラフィ法およびエッチング法を用いてクロムよりなる膜を所定の形状にする。
【００９６】
続いて、図２２（Ｂ）に示したようにゲート電極４２を覆うように、ガラス基板４１上に、例えばプラズマＣＶＤ法により窒化シリコンからなる厚さ５００ｎｍのゲート絶縁膜４３を形成する。なお、ゲート絶縁膜４３が上記した基体１１Ａあるいはその親液性材料からなる最上層に対応する。
【００９７】
続いて、図２２（Ｃ）に示したように、窪み４６を有するテンプレート構造を形成する。具体的には、まず、ゲート絶縁膜４３上に、例えばＣＹＴＯＰなどのフッ素樹脂からなる厚さ３００ｎｍの撥液性材料層４４を形成し、そののち、酸素プラズマによる反応性イオンエッチングによって撥液性材料層４４の表面を粗化する。次いで、撥液性材料層４４上に、ゲート電極４２と対向する開口部を有するレジストパターンを形成する。続いて、このレジストパターンをマスクにした、例えば酸素プラズマによる反応性イオンエッチングによって、撥液性材料層４４を選択的に除去する。これにより、撥液性材料層４４にゲート電極４２と対向した開口部が形成され、この開口部内にゲート絶縁膜４３の表面が露出する。続いて、レジストパターンをマスクにした、ＣＦ4 、酸素およびアルゴンからなるプラズマによって、ゲート絶縁膜４３を、例えば２００ｎｍの深さまで溝状に除去する。これにより、ゲート絶縁膜４３の除去された溝状部分の側壁および底面に親液性領域４５Ａを有する窪み４６が形成される。最後に、レジストパターンを除去したのち、撥液性材料層４４の粗化された上面の塗れ性を回復させるために、撥液性材料層４４に対して、加熱処理（例えば１５０℃程度、１０分間）を施す。これにより、窪み４６の底面および側壁の一部に親液性領域４５Ａ、窪み４６を取り囲む領域に撥液性領域４５Ｂがそれぞれ形成されたテンプレート構造が完成する。
【００９８】
次に、図２２（Ｄ）に示したように、窪み４６に半導体層４７を形成する。具体的には、例えば、流動性材料としてシクロペンタシラン含む液体シリコン材料を用いて、上記のパターン形成方法の流動性材料接触工程および流動性材料パターン形成工程と同様の手順を経ることにより、窪み４６の平面形状に対応した液体シリコン材料のパターンを形成する。こののち、４００℃、１時間加熱処理を施し、厚さ２００ｎｍのアモルファスシリコンからなる半導体層４７が形成される。
【００９９】
続いて、図２３（Ａ）に示したように、半導体層４７上に、例えば、プラズマＣＶＤ法によりリンがドープされたアモルファスシリコンからなる厚さ５０ｎｍのｎ型半導体層４８を形成する。そののち酸素プラズマによる反応性イオンエッチングによって撥液性材料層４４を除去する。
【０１００】
続いて、図２３（Ｂ）に示したように、ｎ型半導体層４８の一部およびゲート絶縁膜４３を覆う一対のソースドレイン電極４９を形成する。具体的には、ｎ型半導体層４８およびゲート絶縁膜４３を覆うように、スパッタリング法により厚さ２００ｎｍのクロム膜を形成し、そののち、例えばフォトリソグラフィ法およびエッチング法を用いてクロムよりなる膜を所定の形状にする。
【０１０１】
最後に、一対のソースドレイン電極４９の間に露出したｎ型半導体層４８を、ＣＦ4 、酸素およびアルゴンからなるプラズマによって除去することによりチャネル領域を形成する。これにより、図２３（Ｃ）に示したボトムゲート型の薄膜トランジスタが完成する。
【０１０２】
この薄膜トランジスタの製造方法では、テンプレート構造として、ゲート絶縁膜４３の一部を選択的に除去して、ゲート電極４２と対向するように、窪み４６を形成すると共に、窪み４６の底面および側壁の一部に親液性領域４５Ａ、窪み４６を取り囲む撥液性領域４５Ｂをそれぞれ形成した。そののち、上記したパターン形成方法の流動性材料接触工程および流動性材料パターン形成工程と同様の手順を経て半導体層４７をパターニングした。これにより、窪み４６の平面形状に対応した形状の半導体層４７が形成される。すなわち、高精細な半導体層４７を高精度に形成することができる。特に、上記したテンプレート形成工程によりテンプレート構造を形成するようにしたので、高精細な半導体層４７のパターンを形成することができる。その他の作用効果については、上記したパターン形成方法と同様である。
【０１０３】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記した実施の形態において説明した態様に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記した実施の形態では、パターン形成方法の適用例として、ボトムゲート型の薄膜トランジスタの製造方法を例に挙げて説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。本発明のパターン形成方法は、液晶表示素子、有機電界発光素子あるいはフォトセンサなどの電子デバイスまたはそれを用いた装置などの電子機器の製造方法や、光散乱シートあるいはマイクロレンズなどの光学材料の製造方法についても、同様に適用可能である。具体的には、各種電子デバイスの電極パターン、プリント回路基板の電極パターン、光散乱シートの散乱層パターン、マイクロレンズパターン、各種の電子デバイスの電極パターン、トランジスタの絶縁層パターン、塗布型半導体のパターン、有機電界発光材料のパターン、あるいは保護膜パターンなどである。
【０１０４】
また、上記した実施の形態では、溝状の形状を有する開口部を持ったレジストパターンを形成し、その開口部の形状に対応した窪みを有するテンプレート構造を備えた基体を形成するようにしたが、その他の形状の開口部を有するレジストパターンを形成し、その開口部の形状に対応した窪みを有するテンプレート構造を備えた基体を形成するようにしてもよい。この形状としては、例えば、円形や多角形などが挙げられる。その場合においても、その形状に対応した窪みを有するテンプレート構造を用いて、それに対応したパターンを形成することができる。また、上記した実施の形態では、窪みの形状を、その平面形状が長さよりも幅のほうが狭くかつ直線状に延在する矩形のものとし、その断面形状が矩形のものとしたが、それに限られるものではない。例えば、窪みの形状としては、その平面形状が曲線状となっているものでもよいし、その幅が一定ではないものでもよい。また、その断面形状も台形となっているものでもよいし、曲線を含む輪郭を有するものでもよい。
【符号の説明】
【０１０５】
１１，１１Ａ…基体、１２…親液性材料層、１３…接着層、１４，４４…撥液性材料層、１５…レジストパターン、１６Ａ，４５Ａ…親液性領域、１６Ｂ，４５Ｂ…撥液性領域、１７，１７Ａ，４６…窪み、１８，１８Ａ…テンプレート構造、２０，２０Ａ，２０Ｂ…流動性材料、２１…パターン、２２，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ…界面、３０…スライド部材、３１…ローラ、３１Ａ…親液性表面、３１Ｂ…中心軸、４１…ガラス基板、４２…ゲート電極、４３…ゲート絶縁膜、４７…半導体層、４８…ｎ型半導体層、４９…ソースドレイン電極、５１…スリットコータ、５１Ａ…スリット部、５２…キャピラリーコータ、５２Ａ…キャピラリー部、６０…容器、６１…基板投入口、６１Ａ，６１Ｂ…ローラ部、６２…仕切り板。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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