(57)【要約】【課題】  微細な膜パターンを精度良く安定して形成できる膜パターンの形成方法を提供する。【解決手段】  基板上に膜パターンを形成する膜パターンの形成方法であって、前記基板上に撥液性材料を配置し、撥液性膜を形成する工程と、前記撥液性膜上に光触媒を含有する材料を配置し光触媒含有材料膜を形成する工程と、前記光触媒含有材料膜に対してエネルギー線を照射することにより、前記光触媒含有材料膜に接している前記撥液性膜の撥液性領域を分解して親液性領域に変化させ、濡れ性の異なる部位からなるパターンを形成する工程と、前記光触媒含有材料膜を除去する工程と、を備える膜パターンの形成方法により解決する。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に膜パターンを形成する膜パターンの形成方法であって、
前記基板上に撥液性材料を配置し、撥液性膜を形成する工程と、
前記撥液性膜上に、光触媒を含有する材料を配置し光触媒含有材料膜を形成する工程と、
前記光触媒含有材料膜に対してエネルギー線を照射することにより前記光触媒含有材料膜に接している前記撥液性膜の撥液性領域を分解して親液性領域に変化させ、濡れ性の異なる部位からなるパターンを形成する工程と、
前記光触媒含有材料膜を除去する工程と、
を備える膜パターンの形成方法。
【請求項２】
前記光触媒を含有する材料は液滴吐出法を用いて配置されることを特徴とする請求項１記載の膜パターンの形成方法。
【請求項３】
前記エネルギー線の照射を前記基板側から行うことを特徴とする請求項１又は２記載の膜パターンの形成方法。
【請求項４】
前記撥液性膜を形成する工程が前記基体上に撥液性の有機薄膜を形成する工程であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の膜パターンの形成方法。
【請求項５】
前記撥液性の有機薄膜が、フッ素を含有する有機分子からなる有機薄膜であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の膜パターンの形成方法。
【請求項６】
前記光触媒含有材料が、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、チタン酸ストロンチウム、酸化タングステン、酸化ビスマス、及び酸化鉄から選択される１種以上の物質を含む微粒子分散液であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の膜パターンの形成方法。
【請求項７】
前記微粒子分散液中の微粒子の平均粒径が１μｍ以下であることを特徴とする請求項６記載の膜パターンの形成方法。
【請求項８】
前記エネルギー線の波長が２５０〜５００ｎｍの紫外光、可視光又はレーザーであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の膜パターンの形成方法。
【請求項９】
前記撥液性膜を形成する工程に先立ち、前記基板をオゾン洗浄する工程を備えたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項記載の膜パターンの形成方法。
【請求項１０】
前記光触媒含有材料膜を除去する工程の後、前記親液性領域に導電性微粒子を含む液体材料を配置し、導電膜を形成する工程を更に備えたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項記載の膜パターンの形成方法。
【請求項１１】
膜パターンが形成されてなる基板の製造方法であって、
請求項１〜１０のいずれか１項記載の膜パターンの形成方法により、前記基板上に膜パターンを形成することを特徴とする基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に膜パターンを形成する膜パターンの形成方法及び膜パターンを備えた基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体集積回路など微細な配線パターン（膜パターン）を有するデバイスの製造方法としてフォトリソグラフィー法が多用されているが、近年、特開平１１−２７４６７１号公報（特許文献１）、特開２０００−２１６３３０号公報などに開示されているように、液滴吐出法を用いたデバイスの製造方法が注目されている。
【０００３】
上記公報に開示されている技術は、基板上のパターン形成領域にパターン形成用材料を含んだ機能性液体材料からなる液滴を液滴吐出ヘッドから吐出することにより基板上に材料を配置し、配線パターンを形成するものであり、少量多種生産に対応可能である点などにおいて大変有効である。
【０００４】
このインクジェット機式記録ヘッドの解像度は、数百ｄｐｉ（例えば４００ｄｐｉ）と微細であるため、個々のノズル穴から機能性液体材料を吐出できれば、半導体工場のような設備を要せず、μｍオーダーの幅で任意のパターンが形成できると考えられる。
【０００５】
しかしながら、インクジェット方式により吐出された液滴が基板表面に着弾すると、液滴が基板表面で大きく広がるという問題や、液滴の形状がそのまま膜パターンの輪郭に残ったり凹凸ができるという問題があった。
【０００６】
そのため、上記のような問題を解決するために、低コストな機能性液体材料付与方法を用いて、液滴が不必要に濡れ広がらず微細な配線の形成が可能な膜パターンの製造方法及び製造装置が検討されてきた。
【０００７】
その一つとして、基板に撥液性を有する領域と親液性を有する領域とを形成し、親液性領域に機能性液体材料を配置することにより膜パターンを形成する方法が検討されている。このような方法では、基板に撥液性を付与するために、例えばガラスなどの基板に対してはフッ素系のシランカップリング剤が形成する自己組織単分子膜が用いられる。この撥液性の自己組織単分子膜をパターニングするために極短波長のＵＶ（例えば、１７２ｎｍのエキシマＵＶ光）による自己組織単分子膜の分解処理が一般的であるが、ＵＶ処理に非常に長時間を要することと光の照射に伴う基板の熱膨張、ＵＶ波長が非常に短いことによる基板などへのダメージが問題となる。
【０００８】
そこで、特開２００１−２７２７７４号公報に示されるように、光触媒を基板表面に形成することを利用した親液撥液パターン形成方法が考えられてきた（特許文献３）。しかしながら、このような方法では、基板表面に光触媒特性をもつ層を形成する必要があるため、最終的に得られる基板上の膜パターンの下層に光触媒を含有する層が残存するという問題があった。
【０００９】
これを改善した方法として、特開２０００−２４９８２１号公報に、光触媒含有層を有する光触媒含有層側基板と、特性変化層を有するパターン形成体用基板とを別体とし、露光を行う際に両者を接触するように配置する方法が開示されている（特許文献４）。この方法では、光触媒含有層を有する光触媒含有層側基板が特性変化層を有するパターン形成体用基板と接触しなければ自己組織単分子膜の分解が進まないため、パターン形成体用基板が平坦である場合は自己組織単分子膜の分解は行えるが、パターン形成体用基板表面に凹凸がある場合には自己組織単分子膜の分解が起こらない領域が発生するため、親液・撥液のパターンにムラが生じるという問題があった。
【特許文献１】特開平１１−２７４６７１号公報
【特許文献２】特開２０００−２１６３３０号公報
【特許文献３】特開２００１−２７２７７４号公報
【特許文献４】特開２０００−２４９８２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、近年ではデバイスを構成する回路の高密度化がますます進み、例えば配線パターン（膜パターン）についてもさらなる微細化、細線化が要求されている。しかしながら、このような微細な配線パターン（膜パターン）を前記の液滴吐出方式による方法によって形成しようとした場合、上記の問題があるために微細な配線パターンを正確かつ安定に形成するのが困難であった。
【００１１】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みなされたものであって、微細な膜パターンを精度良く安定して形成できる膜パターンの形成方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、基板上に膜パターンを形成する膜パターンの形成方法であって、前記基板上に撥液性材料を配置し、撥液性膜を形成する工程と、液滴吐出法を用いて前記撥液性膜上に光触媒含有材料を吐出配置し光触媒含有材料膜を形成する工程と、前記光触媒含有材料膜にエネルギー線を照射することにより前記光触媒含有材料膜に接している撥液性領域を親液性領域にする工程と、前記光触媒含有材料膜を除去する工程と、を備える膜パターンの形成方法を提供するものである。
【００１３】
このような構成をとることにより、仮に基板の表面が平坦である場合のみならず表面が凹凸である場合も光触媒含有材料が撥液性膜上に直接接触した状態を形成することができるため、ムラを生じることなく短時間のエネルギー照射で親液／撥液パターンを形成することができる。また、光触媒含有材料膜は多層膜の最表層に存在しているため、エネルギー照射後は光触媒含有材料を容易に除去でき、膜パターンの下層に光触媒含有層が残存するという問題もない。
【００１４】
上記発明の好ましい態様は以下の通りである。前記光触媒含有材料は液滴吐出法を用いて配置されることが好ましい。液滴吐出法を用いることにより、微細で複雑な膜パターンを基板上に形成できる。また、基板上に形成した金属薄膜をフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングする場合に比して材料の使用効率を向上させることができ、膜パターンの作製コスト低減に寄与するものとなる。
【００１５】
前記エネルギー線の照射は、前記基板側から行うことが好ましい。ここで、「基板側」とは、撥液性膜および光触媒含有材料膜が形成されている側と反対側のことをいい、撥液性膜および光触媒含有材料膜が形成されている側を基板の表側とした場合の、いわゆる裏側のことである。本発明に使用される光触媒は２５０〜５００ｎｍのエネルギー線を吸収して光触媒効果を示すが、エネルギー線の当っている側に分解反応が生じるため、基板の裏側から照射したほうが分解の効率がよいため、短時間に撥液性膜を親液性に変化させることができ好ましい。
【００１６】
前記撥液性膜を形成する工程が前記基体上に撥液性の有機薄膜を形成する工程であることが好ましい。前記撥液性の有機薄膜は、フッ素を含有する有機分子からなる有機薄膜であることが好ましい。
【００１７】
前記光触媒含有材料としては、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、チタン酸ストロンチウム、酸化タングステン、酸化ビスマス、及び酸化鉄から選択される１種以上の物質を含む微粒子分散液であることが好ましい。
【００１８】
前記微粒子分散液中の微粒子の平均粒径が１μｍ以下であることが好ましい。平均粒径が１μｍ以下とすることにより、液滴吐出法を用いて膜パターンを形成する場合の塗布性が向上する。即ち、ノズルの目詰まり等が生じにくくなる。
【００１９】
前記エネルギー線の波長は２５０〜５００ｎｍであることができる。即ち、光触媒含有材料として上記微粒子分散液を使用することにより、長波長ＵＶや可視光領域の光でも光触媒特性を得ることができる。
【００２０】
前記撥液性膜を形成する工程に先立ち、前記基板を紫外線（ＵＶ）照射処理、大気雰囲気中で酸素を処理ガスとするＯ2プラズマ処理、またはオゾン洗浄処理する工程を備えることが好ましい。
【００２１】
また、前記光触媒含有材料膜を除去する工程の後、前記親液性領域に導電性微粒子を含む液体材料を配置することにより導電膜を形成する工程を更に備えることもできる。
【００２２】
また、本発明は、膜パターンが形成されてなる基板の製造方法であって、先に記載の本発明の膜パターンの形成方法により、前記基板上に膜パターンを形成することを特徴とする基板の製造方法を提供するものである。この製造方法によれば、微細な膜パターンを具備した基板を安価に製造することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、微細な膜パターンを精度良く安定して形成できる膜パターンの形成方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の膜パターンの形成方法及び基板の製造方法の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２５】
まず、本発明の実施形態に係る膜パターンの形成およびデバイスの製造に適用できるデバイス製造装置について説明する。このデバイス製造装置としては、液滴吐出ヘッドから基板に対して液滴を吐出（滴下）することによりデバイスを製造する液滴吐出装置（インクジェット装置）が用いられる。
【００２６】
図１は液滴吐出装置ＩＪの概略構成を示す斜視図である。図１において、液滴吐出装置ＩＪは、液滴吐出ヘッド１と、Ｘ軸方向駆動軸４と、Ｙ軸方向ガイド軸５と、制御装置ＣＯＮＴと、ステージ７と、クリーニング機構８と、基台９と、ヒータ１５とを備えている。
【００２７】
ステージ７はこの液滴吐出装置ＩＪによりインクを配置される基板Ｐを支持するものであって、基板Ｐを基準位置に固定する不図示の固定機構を備えている。
【００２８】
液滴吐出ヘッド１は複数の吐出ノズルを備えたマルチノズルタイプの液滴吐出ヘッドであり、長手方向とＸ軸方向とを一致させている。複数の吐出ノズルは、液滴吐出ヘッド１の下面にＸ軸方向に並んで一定間隔で設けられている。液滴吐出ヘッド１の吐出ノズルからは、ステージ７に支持されている基板Ｐに対して、上述した導電性微粒子を含むインクが吐出される。
【００２９】
Ｘ軸方向駆動軸４にはＸ軸方向駆動モータ２が接続されている。Ｘ軸方向駆動モータ２はステッピングモータ等であり、制御装置ＣＯＮＴからＸ軸方向の駆動信号が供給されると、Ｘ軸方向駆動軸４を回転させる。Ｘ軸方向駆動軸４が回転すると、液滴吐出ヘッド１はＸ軸方向に移動する。
【００３０】
Ｙ軸方向ガイド軸５は基台９に対して動かないように固定されている。ステージ７は、Ｙ軸方向駆動モータ３を備えている。Ｙ軸方向駆動モータ３はステッピングモータ等であり、制御装置ＣＯＮＴからＹ軸方向の駆動信号が供給されると、ステージ７をＹ軸方向に移動する。
【００３１】
制御装置ＣＯＮＴは液滴吐出ヘッド１に液滴の吐出制御用の電圧を供給する。更に、制御装置ＣＯＮＴは、Ｘ軸方向駆動モータ２に対して液滴吐出ヘッド１のＸ軸方向への移動を制御する駆動パルス信号を供給するとともに、Ｙ軸方向駆動モータ３に対してステージ７のＹ軸方向への移動を制御する駆動パルス信号を供給する。
【００３２】
クリーニング機構８は液滴吐出ヘッド１をクリーニングするものであって、図示しないＹ軸方向駆動モータを備えている。このＹ軸方向駆動モータの駆動により、クリーニング機構８はＹ軸方向ガイド軸５に沿って移動する。クリーニング機構８の移動も制御装置ＣＯＮＴにより制御される。
【００３３】
ヒータ１５はここではランプアニールにより基板Ｐを熱処理する手段であり、基板Ｐ上に塗布されたインクに含まれる溶媒の蒸発及び乾燥を行う。このヒータ１５の電源の投入及び遮断も制御装置ＣＯＮＴにより制御される。
【００３４】
液滴吐出装置ＩＪは、液滴吐出ヘッド１と基板Ｐを支持するステージ７とを相対的に移動させつつ、基板Ｐ上を走査し、基板Ｐに対して液滴を吐出する。ここで、以下の説明において、Ｙ軸方向を走査方向、Ｙ軸方向と直交するＸ軸方向を非走査方向とする。したがって、液滴吐出ヘッド１の吐出ノズルは、非走査方向であるＸ軸方向に一定間隔で並んで設けられている。
【００３５】
なお、図１では、液滴吐出ヘッド１は、基板Ｐの進行方向に対し直角に配置されているが、液滴吐出ヘッド１の角度を調整し、基板Ｐの進行方向に対して交差させるようにしてもよい。このようにすれば、液滴吐出ヘッド１の角度を調整することでノズル間のピッチを調節することが出来る。また、基板Ｐとノズル面との距離を任意に調節可能としてもよい。
【００３６】
図２はピエゾ方式による液体材料の吐出原理を説明するための図である。図２において、液体材料（配線パターン形成用インク、機能液）を収容する液体室２１に隣接してピエゾ素子２２が設置されている。液体室２１には、液体材料を収容する材料タンクを含む液体材料供給系２３を介して液体材料が供給される。ピエゾ素子２２は駆動回路２４に接続されており、この駆動回路２４を介してピエゾ素子２２に電圧を印加し、ピエゾ素子２２を変形させることにより、液体室２１が変形し、吐出ノズル２５から液体材料が吐出される。この場合、印加電圧の値を変化させることによりピエゾ素子２２の歪み量が制御される。また、印加電圧の周波数を変化させることによりピエゾ素子２２の歪み速度が制御される。ピエゾ方式による液滴吐出は材料に熱を加えないため、材料の組成に影響を与えにくいという利点を有する。
【００３７】
次に、本発明の薄膜パターン形成方法の実施形態の一例として、基板上に導電膜配線を形成する方法について図３及び図４を参照して詳しく説明する。
【００３８】
本実施形態に係る膜パターン形成方法は、上述したように、基板上に膜パターンを形成する膜パターンの形成方法であって、前記基板上に撥液性材料を配置し、撥液性膜を形成する工程と、液滴吐出法を用いて前記撥液性膜上に光触媒含有材料を吐出配置し光触媒含有材料膜を形成する工程と、前記光触媒含有材料膜にエネルギー線を照射することにより前記光触媒含有材料膜に接している撥液性領域を親液性領域にする工程と、前記光触媒含有材料膜を除去する工程と、を備える。
【００３９】
以下、各工程ごとに詳細に説明する。
【００４０】
（撥液性膜を形成する工程）
まず、使用する基板Ｐとしては、後述する図３（ｃ）のように、基板Ｐの撥液性膜３１および光触媒含有材料膜３２が形成されている側から露光する場合は、ガラス、石英、シリコン等の半導体ウエハ、プラスチックフィルム、金属板など各種のものを用いることができる。また、これら各種の素材基板の表面に半導体膜、金属膜、誘電体膜、有機膜などが下地層として形成されたものも含む。
【００４１】
但し、後述する図４（ｃ）に示すように、基板Ｐ側（基板Ｐの撥液性膜３１および光触媒含有材料膜３２が形成されていない側）から露光する場合は、例えばＵＶ光等の光を透過する材質の基板を使用する。好ましい材質としては、例えば石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、合成石英板等の可撓性のない透明なリジット材、あるいは透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明なフレキシブル材等を挙げることができる。
【００４２】
基板Ｐを用意したならば、次に、図３（ａ）に示すように、基板Ｐの表面を撥液処理して撥液性膜３１を形成する。この撥液処理としては、例えば基板表面に自己組織化膜を形成する方法やプラズマ処理を施す方法、あるいは撥液性を具備した高分子化合物を基板Ｐ表面に塗布する方法を用いることができる。いずれの撥液化処理によっても、基板Ｐの表面に高い撥液性の有機薄膜を形成することができる。
【００４３】
自己組織化膜形成法では、導電膜配線を形成すべき基板の表面に、有機分子膜などからなる自己組織化膜を形成する。基板表面を処理するための有機分子膜は、基板に結合可能な官能基と、その反対側に親液基あるいは撥液基といった基板の表面性を改質する（表面エネルギーを制御する）官能基と、これらの官能基を結ぶ炭素の直鎖あるいは一部分岐した炭素鎖とを備えており、基板に結合して自己組織化して分子膜、例えば単分子膜を形成する。
【００４４】
ここで、「自己組織化膜」とは、基板の下地層等の構成原子と反応可能な結合性官能基とそれ以外の直鎖分子とからなり、直鎖分子の相互作用により極めて高い配向性を有する化合物を、配向させて形成された膜である。この自己組織化膜は、単分子を配向させて形成されているので、極めて膜厚を薄くすることができ、しかも、分子レベルで均一な膜となる。すなわち、膜の表面に同じ分子が位置するため、膜の表面に均一でしかも優れた撥液性や親液性を付与することができる。
【００４５】
上記の高い配向性を有する化合物として、例えば下記一般式（１）に示すようなシラン化合物を用いることができる。
【００４６】
（１）  Ｒ1ＳｉＸ1aＸ2(3-a)
式（１）中、Ｒ1は有機基を表し、Ｘ1及びＸ2は−ＯＲ2、−Ｒ2、−Ｃｌを示し、Ｘ1及びＸ2に含まれるＲ2は、炭素数１〜４のアルキル基を示し、ａは１〜３の整数である。
【００４７】
一般式（１）で表されるシラン化合物は、シラン原子に有機基が置換し、残りの結合手にアルコキシ基またはアルキル基または塩素基が置換したものである。有機基Ｒ1の例としては、例えば、フェニル基、ベンジル基、フェネチル基、ヒドロキシフェニル基、クロロフェニル基、アミノフェニル基、ナフチル基、アンスレニル基、ピレニル基、チエニル基、ピロリル基、シクロヘキシル基、シクロヘキセニル基、シクロペンチル基、シクロペンテニル基、ピリジニル基、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、オクタデシル基、ｎ−オクチル基、クロロメチル基、メトキシエチル基、ヒドロキシエチル基、アミノエチル基、シアノ基、メルカプトプロピル基、ビニル基、アリル基、アクリロキシエチル基、メタクリロキシエチル基、グリシドキシプロピル基、アセトキシ基等を例示できる。
【００４８】
Ｘ1のアルコキシ基や塩素基、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合等を形成するための官能基であり、水により加水分解されてアルコールや酸として脱離する。アルコキシ基としては例えば、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、イソプロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、イソブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基等を挙げることができる。
【００４９】
Ｒ2の炭素数は脱離するアルコールの分子量が比較的小さく、除去が容易であり形成される膜の緻密性の低下を抑制できるという観点から、１〜４の範囲であることが好ましい。
【００５０】
一般式（１）で表される代表的なシラン化合物としては、撥液性を示す含フッ素アルキルシラン化合物が挙げられる。特にＲ1がパーフルオロアルキル構造（ＣnＦ2n+1）で表される構造を有するものであり、一般式（２）で表される化合物を例示することができる。
【００５１】
（２）  ＣnＦ2n+1（ＣＨ2）mＳｉＸ1aＸ2(3-a)
式（２）中、ｎは１から１８の整数を、ｍは２から６までの整数をそれぞれ表し、Ｘ1およびＸ2およびａは、前記式（１）と同じ意味を表す。
【００５２】
含フッ素アルキルシラン化合物を用いることにより、膜の表面にフルオロアルキル基が位置するように各化合物が配向して自己組織化膜が形成されるので、膜の表面に均一な撥液性を付与することができる。
【００５３】
より具体的には、ＣＦ3−ＣＨ2ＣＨ2−Ｓｉ（ＯＣＨ3）3、ＣＦ3（ＣＦ2）3−ＣＨ2ＣＨ2−Ｓｉ（ＯＣＨ3）3、ＣＦ3（ＣＦ2）5−ＣＨ2ＣＨ2−Ｓｉ（ＯＣＨ3）3、ＣＦ3（ＣＦ2）5−ＣＨ2ＣＨ2−Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）3、ＣＦ3（ＣＦ2）7−ＣＨ2ＣＨ2−Ｓｉ（ＯＣＨ3）3、ＣＦ3（ＣＦ2）11−ＣＨ2ＣＨ2−Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）3、ＣＦ3（ＣＦ2）3−ＣＨ2ＣＨ2−Ｓｉ（ＣＨ3）（ＯＣＨ3）2、ＣＦ3（ＣＦ2）7−ＣＨ2ＣＨ2−Ｓｉ（ＣＨ3）（ＯＣＨ3）2、ＣＦ3（ＣＦ2）8−ＣＨ2ＣＨ2−Ｓｉ（ＣＨ3）（ＯＣ2Ｈ5）2、ＣＦ3（ＣＦ2）8−ＣＨ2ＣＨ2−Ｓｉ（Ｃ2Ｈ5）（ＯＣ2Ｈ5）2等が挙げられる。
【００５４】
また、Ｒ1がパ−フルオロアルキルエーテル構造（ＣnＦ2n+1Ｏ（ＣpＦ2pＯ）rで表される構造を有するものも挙げることができる。その具体例としては例えば、下記一般式（３）で表される化合物を例示することができる。
【００５５】
（３）  ＣpＦ2p+1Ｏ（ＣpＦ2pＯ）r（ＣＨ2）mＳｉＸ1aＸ2(3-a)
式中、ｍは２から６の整数を，ｐは１から４の整数を、ｒは１から１０の整数をそれぞれ表し、Ｘ1およびＸ2およびａは、前出と同じ意味を表す。
【００５６】
具体的な化合物の例としては、ＣＦ3Ｏ（ＣＦ2Ｏ）6−ＣＨ2ＣＨ2−Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）3、ＣＦ3Ｏ（Ｃ3Ｆ6Ｏ）4−ＣＨ2ＣＨ2−Ｓｉ（ＯＣＨ3）3、ＣＦ3Ｏ（Ｃ3Ｆ6Ｏ）2（ＣＦ2Ｏ）3−ＣＨ2ＣＨ2−Ｓｉ（ＯＣＨ3）3、ＣＦ3Ｏ（Ｃ3Ｆ6Ｏ）8−ＣＨ2ＣＨ2−Ｓｉ（ＯＣＨ3）3、ＣＦ3Ｏ（Ｃ4Ｆ9Ｏ）5−ＣＨ2ＣＨ2−Ｓｉ（ＯＣＨ3）3、ＣＦ3Ｏ（Ｃ4Ｆ9Ｏ）5−ＣＨ2ＣＨ2−Ｓｉ（ＣＨ3）（ＯＣ2Ｈ5）2、ＣＦ3Ｏ（Ｃ3Ｆ6Ｏ）4−ＣＨ2ＣＨ2−Ｓｉ（Ｃ2Ｈ5）（ＯＣＨ3）2等が挙げられる。
【００５７】
自己組織化膜を形成する化合物として上記に例示した化合物は、単独で使用してもよく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。含フッ素アルキルシラン化合物を組み合わせることにより、基板との密着性と良好な撥液性とを得ることができる。
【００５８】
有機分子膜などからなる自己組織化膜は、上記の原料化合物と基板Ｐとを同一の密閉容器中に入れておき、室温で２〜３日程度の間放置することにより基板Ｐ上に形成される。また、密閉容器全体を８０〜１４０℃に保持することにより、１〜３時間程度で基板Ｐ上に形成される。これらは気相からの形成法であるが、液相からも自己組織化膜を形成できる。例えば、原料化合物を含む溶液中に基板Ｐを３０分〜６時間浸積し、洗浄、乾燥することで基板Ｐ上に自己組織化膜が形成される。また、原料化合物を含む溶液を４０〜８０℃に加熱することにより、５分〜２時間の浸漬で自己組織化膜を形成することができる。なお、自己組織化膜を形成する前に、基板Ｐ表面には、紫外光を照射したり、あるいはオゾン処理、プラズマ処理、酸やアルカリ液による洗浄等、前処理を施しておくことが望ましい。
【００５９】
また、プラズマ処理法による撥液処理は、基板Ｐが樹脂基板などの有機材料からなるものである場合や、基板Ｐ上に既設の有機膜を具備している場合等に有効な方法である。具体的には、例えば大気雰囲気中でテトラフルオロメタン（ＣＦ4）を処理ガスとするプラズマ処理法（ＣＦ4プラズマ処理法）を採用することができる。ＣＦ4プラズマ処理の条件は、例えばプラズマパワーが５０〜１０００Ｗ、テトラフルオロメタン（ＣＦ4）ガス流量が５０〜１００ｍｌ／ｍｉｎ、プラズマ放電電極に対する基体搬送速度が０．５〜１０２０ｍｍ／ｓｅｃ、基体温度が７０〜９０℃である。なお、処理ガスとしては、テトラフルオロメタン（ＣＦ4）に限らず、他のフルオロカーボン系のガスを用いることもできる。
【００６０】
また撥液性の高分子化合物を基板Ｐ表面に塗布する方法による場合、例えば含フッ素ポリイミド樹脂等をスピンコート法等を用いて基板Ｐ上に塗布することで撥液層３１を形成することができる。撥液性高分子化合物としては、上記ポリイミド樹脂に限られず、分子内にフッ素原子を含有するモノマー、オリゴマー又はポリマーを用いることができ、具体例を挙げるならば、ポリ４フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）、エチレン−４フッ化エチレン共重合体、６フッ化プロピレン−４フッ化エチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリ（ペンタデカフルオロヘプチルエチルメタクリレート）（ＰＰＦＭＡ）、ポリ（パーフルオロオクチルエチルアクリレート）等の長鎖パーフルオロアルキル構造を有するエチレン、アクリレート、メタクリレート、ビニル、ウレタン、シリコーン系ポリマーである。
【００６１】
（光触媒含有材料膜を形成する工程）
撥液性膜３１を形成した後、図３（ｂ）に示すように、撥液性膜３１上に光触媒含有材料を吐出して光触媒含有材料膜３２のパターンを形成する。ここで、液滴吐出法の吐出技術としては、帯電制御方式、加圧振動方式、電気機械変換式、電気熱変換方式、静電吸引方式等が挙げられる。帯電制御方式は、材料に帯電電極で電荷を付与し、偏向電極で材料の飛翔方向を制御して吐出ノズルから吐出させるものである。また、加圧振動方式は、材料に３０ｋｇ／ｃｍ2程度の超高圧を印加してノズル先端側に材料を吐出させるものであり、制御電圧をかけない場合には材料が直進して吐出ノズルから吐出され、制御電圧をかけると材料間に静電的な反発が起こり、材料が飛散して吐出ノズルから吐出されない。また、電気機械変換方式は、ピエゾ素子（圧電素子）がパルス的な電気信号を受けて変形する性質を利用したもので、ピエゾ素子が変形することによって材料を貯留した空間に可撓物質を介して圧力を与え、この空間から材料を押し出して吐出ノズルから吐出させるものである。
【００６２】
また、電気熱変換方式は、材料を貯留した空間内に設けたヒータにより、材料を急激に気化させてバブル（泡）を発生させ、バブルの圧力によって空間内の材料を吐出させるものである。静電吸引方式は、材料を貯留した空間内に微小圧力を加え、吐出ノズルに材料のメニスカスを形成し、この状態で静電引力を加えてから材料を引き出すものである。また、この他に、電場による流体の粘性変化を利用する方式や、放電火花で飛ばす方式などの技術も適用可能である。液滴吐出法は、材料の使用に無駄が少なく、しかも所望の位置に所望の量の材料を的確に配置できるという利点を有する。なお、液滴吐出法により吐出される液体材料（光触媒含有材料等）の一滴の量は例えば１〜３００ナノグラムである。
【００６３】
本工程で使用される光触媒含有材料としては、紫外線露光によってより良好な親液性を発揮するものを用いることができる。この光触媒含有材料は、光触媒含有材料膜３２中の光触媒が接触する特性変化層の特性を変化させるような構成であれば、特に限定されるものではなく、光触媒と界面活性剤などの分散材料とから構成された微粒子分散液であってもよいし、光触媒単体でもよいが、残留した光触媒含有材料が分解作用を起こさないように、エネルギー線を照射した後に光触媒含有材料膜を洗浄して除去する工程を必要とする観点から微粒子分散液であることが好ましい。
【００６４】
この光触媒含有材料膜３２における、後述するような二酸化チタンに代表される光触媒の作用機構は必ずしも明確なものではないが、光の照射によって生成したキャリアが、近傍の化合物との直接反応するか、あるいは、酸素、水の存在下で生じた活性酸素種によって、有機物の化学構造に変化を及ぼすものと考えられている。本実施形態においては、このキャリアが光触媒含有材料膜３２上に接触する撥液性膜３１中の化合物に作用を及ぼすものであると思われる。
【００６５】
本実施形態で使用する光触媒としては、光半導体として知られる例えば二酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3）、酸化タングステン（ＷＯ3）、酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）、および酸化鉄（Ｆｅ2Ｏ3）を挙げることができ、これらから選択して１種または２種以上を混合して用いることができる。
【００６６】
本実施形態においては、特に二酸化チタンが、バンドギャップエネルギーが高く、化学的に安定で毒性もなく、入手も容易であることから好適に使用される。二酸化チタンには、アナターゼ型とルチル型があり本発明ではいずれも使用することができるが、アナターゼ型の二酸化チタンが好ましい。アナターゼ型二酸化チタンは励起波長が３８０ｎｍ以下にある。
【００６７】
このようなアナターゼ型二酸化チタンの分散剤に分散した状態の材料としては、例えば、塩酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル（石原産業（株）製ＳＴＳ−０２（平均粒径７ｎｍ）、石原産業（株）製ＳＴ−Ｋ０１）、硝酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル（日産化学（株）製ＴＡ−１５（平均粒径１２ｎｍ））等を挙げることができる。
【００６８】
光触媒の粒径は小さいほど光触媒反応が効果的に起こるので好ましく、その平均粒径が５０ｎｍ以下が好ましく、２０ｎｍ以下の光触媒を使用するのが特に好ましい。
【００６９】
本実施形態における光触媒含有材料膜３２は、上述したように光触媒単独で形成されたものであってもよいが、上記光触媒を１種以上含む微粒子を分散剤に分散した微粒子分散液とすることが好ましい。
【００７０】
微粒子分散液とする場合は、分散剤として、エタノール、メタノール、N-プロパノール、N-プロパノール、イソプロパノール、第二ブタノールなどのアルコール類、N-ヘキサン、キシレン、トルエンなどの炭化水素類、塩化メチレン、四塩化炭素、1,1,1-トリクロルエタン、フロン141b、フルオロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素類、エチレングリコールなどの多価アルコール類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、酢酸エチルなどのエステル類、ジメチルシリコーンオイルなどのシリコン油類、及び水などから１種以上を選択して使用する。
【００７１】
微粒子分散液中の光触媒の含有量は、５〜６０重量％、好ましくは２０〜４０重量％の範囲で設定することができる。また、光触媒含有材料膜３２の厚みは、０．０５〜１０μｍの範囲内が好ましい。
【００７２】
また、光触媒含有材料には上記の光触媒、分散剤の他に、界面活性剤を含有させることができる。具体的には、日光ケミカルズ（株）製ＮＩＫＫＯＬ ＢＬ、ＢＣ、ＢＯ、ＢＢの各シリーズ等の炭化水素系、デュポン社製ＺＯＮＹＬ ＦＳＮ、ＦＳＯ、旭硝子（株）製サーフロンＳ−１４１、１４５、大日本インキ化学工業（株）製メガファックＦ−１４１、１４４、ネオス（株）製フタージェントＦ−２００、Ｆ２５１、ダイキン工業（株）製ユニダインＤＳ−４０１、４０２、スリーエム（株）製フロラードＦＣ−１７０、１７６等のフッ素系あるいはシリコーン系の非イオン界面活性剤を挙げることかでき、また、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、両性界面活性剤を用いることもできる。
【００７３】
さらに、光触媒含有層には上記の界面活性剤の他にも、ポリビニルアルコール、不飽和ポリエステル、アクリル樹脂、ポリエチレン、ジアリルフタレート、エチレンプロピレンジエンモノマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、ポリブタジエン、ポリベンズイミダゾール、ポリアクリルニトリル、エピクロルヒドリン、ポリサルファイド、ポリイソプレン等のオリゴマー、ポリマー等を含有させることができる。
【００７４】
（撥液性領域を分解して親液性領域に変化させる工程）
光触媒含有材料膜３２を形成した後、図３（ｃ）に示すように、撥液性膜３１および光触媒含有材料膜３２が形成された面に向けてエネルギー線（矢印）が照射される。
【００７５】
エネルギー線の照射に用いることができる光源としては、水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマランプ、エキシマレーザー、ＹＡＧレーザー、その他種々の光源を挙げることができる。
【００７６】
露光に際しての光の照射量は、光触媒含有材料膜３２が光触媒の作用により撥液性膜３１を親液性に変化させるのに必要な照射量とする。この際、基板Ｐを加熱しながら露光することにより、感度を上昇させことができる。
【００７７】
なお、図３（ｃ）では撥液性膜３１および光触媒含有材料膜３２が形成された面に向けてエネルギー線（図中、矢印で示す）が照射されているが、本発明の他の実施形態においてはエネルギー線の照射方向はこれに限定されるものではなく、図４（ｃ）に示すように、基板Ｐおよび撥液性膜３１が光を透過するものであれば、基板側、即ち撥液性膜３１および光触媒含有材料膜３２が形成されていない面に向けて照射してもよい。
【００７８】
エネルギー線を照射することにより、露光した光触媒含有材料膜３２と接触している撥液性領域は光触媒含有材料膜３２が有する光触媒特性により撥液性膜３１が分解され、濡れ性が変化して親液性領域３３が形成される。
【００７９】
エネルギー線の波長は、一般には４００ｎｍ以下、好ましくは３８０ｎｍ以下であるが、酸化鉄などを光触媒含有材料に少量添加することで長波長ＵＶや可視光領域の光で光触媒特性を示すようになる。かかる場合はエネルギー線の波長を２５０〜５００ｎｍに設定することができる。
【００８０】
（光触媒含有材料膜を除去する工程）
親液性領域３３が形成された後、図３（ｄ）に示すように、光触媒含有材料膜３２は除去され、基板Ｐの上には撥液性領域３１ａと親液性領域３３とが形成される。光触媒含有材料膜３２の除去は、光触媒含有材料膜３２を溶解することができ、かつ、基板Ｐ上に形成された撥液性領域３１ａと親液性領域３３の膜組成に影響を与えないものであれば特に制限はなく、例えば、エタノール、メタノール、N-プロパノール、N-プロパノール、イソプロパノール、第二ブタノールなどのアルコール類、N-ヘキサン、キシレン、トルエンなどの炭化水素類、塩化メチレン、四塩化炭素、1,1,1-トリクロルエタン、フロン141b、フルオロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素類、エチレングリコールなどの多価アルコール類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、酢酸エチルなどのエステル類、ジメチルシリコーンオイルなどのシリコン油類等の有機溶剤を用いて行うことができる。
【００８１】
（導電膜形成工程）
基板Ｐ上に撥液性領域３１ａと親液性領域３３が形成された後、図３（ｅ）に示すように、親液性領域３３に導電性微粒子を含む液体材料を導電膜用インクとして吐出配置し、導電膜３４を形成する。
【００８２】
導電膜３４の形成に用いる導電膜用インクは導電性微粒子を分散剤に分散した分散液からなるものである。本実施形態では、導電性微粒子として、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、パラジウム、ＩＴＯ、及びニッケルのうちの少なくともいずれか１つを含有する金属微粒子の他、これらの酸化物、並びに導電性ポリマーや超電導体の微粒子などが用いられる。
【００８３】
これらの導電性微粒子は分散性を向上させるために表面に、キシレンやトルエン等の有機溶剤やクエン酸等をコーティングして使うこともできる。導電性微粒子の粒径は１ｎｍ以上０．１μｍ以下であることが好ましい。０．１μｍより大きいと後述する液滴吐出ヘッドの吐出ノズルに目詰まりが生じるおそれがある。また、１ｎｍより小さいと導電性微粒子に対するコーテイング材の体積比が大きくなり、得られる膜中の有機物の割合が過多となる。コーティング材で導電性微粒子を被覆したものを用いる場合、液状体の形態では導電性を示さず、乾燥または焼結した際に導電性を呈するようなインクとすることもできる。
【００８４】
また、有機金属化合物としては、例えば金、銀、銅、パラジウムなどを含有する化合物や錯体で、熱分解により金属を析出するものが挙げられる。具体的には、クロロトリエチルホスフィン金（Ｉ）、クロロトリメチルホスフィン金（Ｉ）、クロロトリフェニルフォスフィン金（Ｉ）、銀（Ｉ）２，４−ペンタンヂオナト錯体、トリメチルホスフィン（ヘキサフルオロアセチルアセトナート）銀（Ｉ）錯体、銅（Ｉ）ヘキサフルオロペンタンジオナトシクロオクタジエン錯体、などが挙げられる。
【００８５】
導電性微粒子及び有機金属化合物のうちの少なくとも一方を含有する液体の分散剤または溶媒としては、室温での蒸気圧が０．００１ｍｍＨｇ以上２００ｍｍＨｇ以下（約０．１３３Ｐａ以上２６６００Ｐａ以下）であるものが好ましい。蒸気圧が２００ｍｍＨｇより高いと、吐出後に分散剤または溶媒が急激に蒸発してしまい、良好な膜を形成することが困難となるからである。
【００８６】
また、分散剤または溶媒の蒸気圧は０．００１ｍｍＨｇ以上５０ｍｍＨｇ以下（約０．１３３Ｐａ以上６６５０Ｐａ以下）であるのがより好ましい。蒸気圧が５０ｍｍＨｇより高いと、液滴吐出法で液滴を吐出する際に乾燥によるノズル詰まりが起こり易く、安定な吐出が困難になるからである。一方、室温での蒸気圧が０．００１ｍｍＨｇより低い分散剤または溶媒の場合には、乾燥が遅くなって膜中に分散剤または溶媒が残留しやすくなり、後工程の熱及び／又は光処理後に良質の導電膜が得られにくくなる。
【００８７】
分散剤としては、上記の導電性微粒子を分散できるもので凝集を起こさないものであれば特に限定されない。例えば、水の他に、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、デカン、ドデカン、テトラデカン、トルエン、キシレン、シメン、デュレン、インデン、ジペンテン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、シクロヘキシルベンゼンなどの炭化水素系化合物、またエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、１，２−ジメトキシエタン、ビス（２−メトキシエチル）エーテル、ｐ−ジオキサンなどのエーテル系化合物、さらにプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、シクロヘキサノンなどの極性化合物を例示できる。これらのうち、微粒子の分散性と分散液の安定性、また液滴吐出法への適用の容易さの点で、水、アルコール類、炭化水素系化合物、エーテル系化合物が好ましく、より好ましい分散剤としては、水、炭化水素系化合物を挙げることができる。
【００８８】
前記導電性微粒子を分散剤に分散する場合の分散質濃度としては、１質量％以上８０質量％以下とするのが好ましく、所望の導電膜の膜厚に応じて調整することができる。８０質量％を超えると凝集をおこしやすくなり、均一な膜が得にくくなる。また、同様の理由で、前記有機金属化合物の溶液の溶質濃度としても、前記の分散質濃度と同範囲のものが好ましい。
【００８９】
上記導電膜用インクの表面張力は０．０２Ｎ／ｍ以上０．０７Ｎ／ｍ以下の範囲内であることが好ましい。液滴吐出法により導電膜用インクを吐出する際、表面張力が０．０２Ｎ／ｍ未満であると、インクのノズル面に対する濡れ性が増大するため飛行曲りが生じやすくなり、０．０７Ｎ／ｍを超えるとノズル先端でのメニスカスの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。表面張力を調整するため、上記導電膜用インクには、基板との接触角を大きく低下させない範囲で、フッ素系、シリコーン系、ノニオン系などの表面張力調節剤を微量添加するとよい。ノニオン系表面張力調節剤は、インクの基板への濡れ性を向上させ、膜のレベリング性を改良し、膜の微細な凹凸の発生などの防止に役立つものである。上記表面張力調節剤は、必要に応じて、アルコール、エーテル、エステル、ケトン等の有機化合物を含んでもよい。
【００９０】
上記導電膜用インクの粘度は１ｍＰａ・ｓ以上５０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。液滴吐出法を用いてインクを液滴として吐出する際、粘度が１ｍＰａ・ｓより小さい場合にはノズル周辺部がインクの流出により汚染されやすく、また粘度が５０ｍＰａ・ｓより大きい場合は、ノズル孔での目詰まり頻度が高くなり円滑な液滴の吐出が困難となる。
【００９１】
このような導電膜用インクとしては、具体的には、直径１０ｎｍ程度の銀微粒子が有機溶剤に分散した銀微粒子分散液（真空冶金社製、商品名「パーフェクトシルバー」）の有機溶剤をテトラデカンで置換してこれを希釈し、濃度が６０ｗｔ％、粘度が８ｍＰａ・ｓ、表面張力が０．０２２Ｎ/ｍとなるように調製したものを例示することができる。
【００９２】
上記構成の導電膜用インクを、液滴吐出ヘッド１から基板Ｐ上に既設の撥液性膜３１に対して吐出し配置すると、塗布されたインクの液分、すなわち分散剤等が、撥液性膜３１上に形成された撥液性領域３１ａによる撥液作用により親液性領域３３に集合し、インク中の導電性微粒子（例えば銀微粒子）が、親液性領域３３に微粒子の集合体となって残る。このとき、導電膜用インクは親液性領域３３に沿って配置されているので、上記微粒子の集合体も親液性領域３３とほぼ同一の平面形状を有するものとなる。
【００９３】
このようにして導電膜用インクを親液性領域３３上に配置したならば、例えば８０℃、３０秒間の加熱条件で導電膜用インクの乾燥処理を行う。この乾燥工程での加熱温度は、インク中の導電性微粒子あるいは有機金属化合物が互いに結合しない程度の温度、すなわち焼結温度以下の温度とする。このような加熱処理を行うと、導電膜用インク中の液分が蒸発し、親液性領域３３上に残った導電性微粒子または有機金属化合物の集合体は、液分がほぼ除去されたものとなる。
【００９４】
上記乾燥工程にて用いる加熱手段には、通常のホットプレート、電気炉などの他、加熱ランプも用いることができる。ランプアニールに用いる光源としては、特に限定されないが、赤外線ランプ、キセノンランプ、ＹＡＧレーザー、アルゴンレーザー、炭酸ガスレーザー、ＸｅＦ、ＸｅＣｌ、ＸｅＢｒ、ＫｒＦ、ＫｒＣｌ、ＡｒＦ、ＡｒＣｌなどのエキシマレーザーなどを光源として使用することができる。これらの光源は一般には、出力１０Ｗ以上５０００Ｗ以下の範囲のものが用いられるが、本実施形態では１００Ｗ以上１０００Ｗ以下の範囲で十分である。
【００９５】
そして、上記乾燥工程が終了したならば、導電膜３４を加熱して親液性領域３３上の導電性粒子の集合体を焼結する。金属有機化合物を含む導電膜用インクを用いた場合には、この加熱処理により金属有機化合物が分解されて金属薄膜の導電層パターンを形成する。導電性微粒子と有機金属化合物の双方を含む導電膜用インクを用いた場合には、導電性微粒子と有機金属化合物の分解により生成した金属との混合物により導電膜パターンが形成される。
【００９６】
上記乾燥工程および焼結工程では、基板Ｐは熱処理または光照射処理に供されることとなるが、かかる熱処理ないし光照射処理の条件は、分散剤の沸点（蒸気圧）、雰囲気ガスの種類や圧力、微粒子の分散性や酸化性等の熱的挙動、コーティング材の有無や量、基材の耐熱温度などを考慮して適宜決定される。
【００９７】
例えば、導電性微粒子がコーティング材により被覆されている場合、上記焼結工程までにコーティング材を除去する必要があるので、焼結工程において約３００℃程度まで加熱する。
【００９８】
以上の工程により、撥液性膜３１と導電膜３４との積層膜からなる導電膜パターン（膜パターン）を基板Ｐ上に形成することができる。
【００９９】
このような本実施形態の膜パターンの形成方法によれば、撥液性膜３１を介した基板Ｐ上に、液滴吐出法を用いて導電膜３４を形成するので、微細で複雑な平面形状を具備した膜パターンを基板Ｐ上に直接形成でき、高効率に高コントラストの撥液／親液領域を基板Ｐ上に形成することができる。そして、膜パターンのうち主要部をなす導電膜３４は、親液性領域３３を介して形成されるので、微細な形状でありながら短絡等の不具合が生じない信頼性に優れたものとなる。したがって本実施形態の形成方法によれば、微細でかつ信頼性に優れた膜パターンを効率よく基板上に形成することができる。また光触媒含有材料膜３２および導電膜３４はいずれも液滴吐出法を用いて形成されるので、基板上に形成した金属薄膜をフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングする場合に比して材料の使用効率を向上させることができ、膜パターンの作製コスト低減に寄与するものとなる。
【０１００】
また、本実施形態では、好適な例としてインクジェット法を用いて光触媒含有材料や導電性微粒子を含む液体材料を吐出配置した例を説明したが、スピンコート、スプレーコート、ディップコート、ロールコート、ビードコート等、公知の塗布方法により塗布することもできる。
【０１０１】
また、本実施形態では、基板Ｐ上に導電膜３４を主体とする膜パターンを形成する場合について説明したが、膜パターンとしては、導電膜３４に代えて絶縁膜が形成されたものや半導体膜が形成されものであってもよい。絶縁膜を形成する場合には、親液性領域３３に対して吐出配置されるインクを構成する機能性材料として、例えば、ポリシラザン、ポリシロキサン、シロキサン系レジスト、ポリシラン系レジスト等の骨格にケイ素を含む高分子無機材料や感光性無機材料、シリカガラス、アルキルシロキサンポリマー、アルキルシルセスキオキサンポリマー、水素化アルキルシルセスキオキサンポリマー、ポリアリールエーテルのうちいずれかを含むスピンオングラス膜、ダイヤモンド膜、及びフッ素化アモルファス炭素膜、などを用いる。
【０１０２】
一方、半導体膜を形成する場合には、液体水素化シリコンをインクとして用いることで、アモルファスシリコンの半導体膜を形成できる。あるいは、半導体膜はフルオレンとビチオフェンとのコポリマーを用いて形成することもできる。これは共役性高分子であり、半導体の特性を示す。そして、トルエン、又はキシレン、トリメチルベンゼンなどの有機溶媒を用いて溶解することができる。また、半導体膜の材料としては、例えば、ナフタレン、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、ヘキサセン、フタロシアニン、ペリレン、ヒドラゾン、トリフェニルメタン、ジフェニルメタン、スチルベン、アリールビニル、ピラゾリン、トリフェニルアミン、トリアリールアミン、オリゴチオフェン、フタロシアニンまたはこれらの誘導体のような低分子の有機半導体材料や、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリビニルピレン、ポリビニルアントラセン、ポリチオフェン、ポリヘキシルチオフェン、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリチニレンビニレン、ポリアリールアミン、ピレンホルムアルデヒド樹脂、エチルカルバゾールホルムアルデヒド樹脂、フルオレン−ビチオフェン共重合体、フルオレン−アリールアミン共重合体またはこれらの誘導体のような高分子の有機半導体材料が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができるが、特に、高分子の有機半導体材料を用いるのが好ましい。高分子の有機半導体材料は、簡易な方法で成膜することができるとともに、比較的容易に配向させることができる。また、このうち、空気中で酸化され難く、安定であること等の理由から、フルオレン−ビチオフェン共重合体、或いは、ポリアリールアミンが特に好ましい。
【０１０３】
本発明の膜パターンの形成方法は、基板の導電配線や半導体の実装配線等の配線パターンの形成に利用が可能である。また、有機エレクトロルミネッセンス装置、液晶表示装置、プラズマ表示装置等の電気光学装置等の各種デバイスの材料層や配線パターンの形成に適用することが可能である。
【実施例１】
【０１０４】
基板としてガラス基板を用い、このガラス基板をＵＶ２５４ｎｍにてオゾン洗浄した。次いで、密閉容器の中にＦＡＳの溶液とオゾン洗浄済みのガラス基板を入れて、１２０℃２時間の加熱により、基板表面に撥液性の自己組織単分子膜が形成されたガラス基板を製造した。
【０１０５】
別途、以下の組成からなる微粒子分散溶液を調製した。
アナターゼ型チタニア（平均粒径  ５ｎｍ）    ２５重量％
二酸化ケイ素                               ０.５重量％
メタノール                                    ２重量％
イソプロピルアルコール                      ７２重量％
Ｎ-ブタノール                              ０.５重量％
【０１０６】
上記のように調整したチタニア微粒子分散液を光触媒含有材料として、撥液性の自己組織単分子膜が形成されたガラス基板に対してインクジェット法により吐出配置し、チタニア微粒子膜のラインパターン（幅５０μｍ）を形成した。
【０１０７】
チタニア微粒子膜が形成された基板に対して、エネルギー線として３０８ｎｍのエキシマＵＶ（１．５ｍＷ／ｃｍ2）を５分間照射した。図５に、このときの撥液性の自己組織単分子膜表面（撥液性領域）の撥液性の変化（濡れ性変化）を経時的に測定した結果を示す。また、図６に、光触媒膜に接する自己組織単分子膜表面（親液性領域）の撥液性の変化（濡れ性変化）を経時的に測定した結果を示す。
【０１０８】
次に、チタニア微粒子膜を除去するために、アセトンで基板を洗浄した。これにより、基板上に親液性領域が形成された。
【０１０９】
また、別途、直径１０ｎｍ程度の銀微粒子が有機溶剤に分散した銀微粒子分散液（真空冶金社製、商品名「パーフェクトシルバー」）の有機溶剤をテトラデカンで置換してこれを希釈し、濃度が６０ｗｔ％、粘度が８ｍＰａ・ｓ、表面張力が０．０２２Ｎ/ｍとなるように調製した。
【０１１０】
そして、インクジェット法により、上記のように調製した銀微粒子分散液を親液性領域に対して吐出配置し、目的の領域にだけ銀微粒子の膜パターンを形成した。
最後に、常法によりこの膜パターンを焼成することで、銀の配線パターンを形成した。
【実施例２】
【０１１１】
自己組織単分子膜を分解して親液性領域を形成するために、エキシマＵＶをガラス基板の裏側（自己組織単分子膜およびチタニア微粒子膜のラインパターンが形成されていない面）から１５分間照射した以外は、実施例１と同様に銀の配線パターンを形成した。
【０１１２】
なお、実施例１と同様に撥液性の自己組織単分子膜表面（撥液性領域）の撥液性の変化（濡れ性変化）および光触媒膜に接する自己組織単分子膜表面（親液性領域）の撥液性の変化（濡れ性変化）を経時的に測定した結果、実施例１よりも更に良好な結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】液滴吐出装置ＩＪの概略構成を示す斜視図である。
【図２】ピエゾ方式による液体材料の吐出原理を説明するための図である。
【図３】本発明に係る薄膜パターン形成方法の実施形態の一例を示す図である。
【図４】本発明に係る薄膜パターン形成方法の実施形態の他の例を示す図である。
【図５】３０８ｎｍのエキシマＵＶ（１．５ｍＷ／ｃｍ2）を５分間照射したときのの撥液性の自己組織単分子膜表面（撥液性領域）の撥液性の変化（濡れ性変化）を経時的に測定した結果を示すである。
【図６】図１と同じ条件でエキシマＵＶを照射したときの、光触媒膜に接する自己組織単分子膜表面（親液性領域）の撥液性の変化（濡れ性変化）を経時的に測定した結果を示す図である。
【符号の説明】
【０１１４】
１…液滴吐出ヘッド、２…Ｘ軸方向駆動モータ、３…Ｙ軸方向駆動モータ、４…Ｘ軸方向駆動軸、５…Ｙ軸方向駆動軸、７…ステージ、８…クリーニング機構、９…基台、１５…ヒータ、２１…液体室、２２…ピエゾ素子、２３…液体材料供給系、２４…駆動回路、２５…吐出ノズル、３１…撥液性膜、３１ａ…撥液性領域、３２…光触媒含有材料膜、３３…親液性領域、３４…導電膜
【図１】
2006108506.tif 000003
【図２】
2006108506.tif 000004
【図３】
2006108506.tif 000005
【図４】
2006108506.tif 000006
【図５】
2006108506.tif 000007
【図６】
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