(57)【要約】  接合サイトパターンを有する支持体上に構造物を集積させる方法及び装置を提供する。本方法においては、それぞれ接合サイトに結合可能な構成の複数個の第１微細部品がその中に浮遊している感熱増粘性の第１流体を支持体表面に供給する。接合サイトのうち指定されたものの近傍で第１流体を昇温ひいては増粘させると、第１流体中に浮遊している第１微細部品は、その指定接合サイトの近傍では第１流体によって妨げられてその指定接合サイトに結合することができない。
2008516415.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接合サイトパターンを有する支持体上に構造物を集積させる方法であって、
感熱増粘性の第１流体並びにその中に浮遊しておりそれぞれ接合サイトに結合できる構成を有する複数個の第１微細部品を支持体表面に供給するステップと、
接合サイトのうち指定されたものの近傍で第１流体を昇温ひいては増粘させることによりその指定接合サイトへの第１微細部品の結合を妨げる第１流体昇温ステップと、
を有する方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法であって、第１微細部品が指定接合サイト以外の接合サイトに結合した後に支持体表面から第１流体及び全ての結合外第１微細部品を除去するステップを、有する方法。
【請求項３】
請求項２記載の方法であって、第２流体並びにその中に浮遊しておりそれぞれ接合サイトに結合できる構成を有する複数個の第２微細部品を第１流体除去後に支持体表面に供給することにより、指定接合サイトのうち少なくとも一箇所に第２微細部品を結合させる第２流体供給ステップを、有する方法。
【請求項４】
請求項３記載の方法であって、第２流体供給ステップにて、第２流体として感熱増粘性の流体を供給し、指定接合サイトのうち一部の近傍で第２流体を昇温ひいては増粘させることにより、全指定接合サイトに悉く第２微細部品が結合することを妨げる方法。
【請求項５】
請求項１記載の方法であって、第１流体昇温ステップにて、パターン状エネルギを供給することによって第１流体のうち指定接合サイト近傍エリアを昇温させる方法。
【請求項６】
請求項１記載の方法であって、第１流体昇温ステップにて、指定接合サイト近傍の第１流体に向けてエネルギビームを合焦させる方法。
【請求項７】
請求項６記載の方法であって、合焦させるエネルギビームが、レーザビーム、マイクロ波ビーム、赤外線ビーム及び紫外線ビームのうち何れかを含む方法。
【請求項８】
請求項１記載の方法であって、第１流体中に複数種類の第１微細部品があり、支持体上には対応する種類の第１微細部品と結合可能な複数種類の接合サイトがある方法。
【請求項９】
請求項１記載の方法であって、第１流体中に複数種類の第１微細部品があり、接合サイトのうち少なくとも一部が、形状認知、疎水力認知、静電認知、分子認知及び生物学的認知のうち少なくとも一種類により第１流体中の微細部品を選別してそのうち一種類と結合する方法。
【請求項１０】
請求項１記載の方法であって、第１流体が水溶液を含む方法。
【請求項１１】
請求項１記載の方法であって、第１流体がポリマ、ポリサッカライド、ペプチドガム、セルロース系素材又はそれらの組合せを含む方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の方法であって、上記ポリマがポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポロクサマー、モルホリンエチレンオキシドメタクリレート、ポリエチレングリコールアクリレート、ポリエチレングリコールメタクリレート、ポリアクリルアミド、ポリエチレングリコール、アルキレンオキシド含有ポリマ、それらのコポリマ、又はそれらの組合せである方法。
【請求項１３】
請求項１１記載の方法であって、上記ポリサッカライドがキシログルカン、グリカンガム又はそれらの組合せである方法。
【請求項１４】
請求項１１記載の方法であって、上記セルロース系素材がセルロースエーテルである方法。
【請求項１５】
請求項１記載の方法であって、第１流体がメチルセルロース−ポリエチレングリコール−クエン酸三元系を含む方法。
【請求項１６】
請求項１記載の方法であって、第１流体が、その濃度及び含有ポロクサマー成分の種類によりそのゲル転移温度が決まるサーマルゲルを含む方法。
【請求項１７】
請求項１記載の方法であって、第１流体がポリエチレンオキシド及びポリプロピレンオキシドコポリマ界面活性剤を含む方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の方法であって、ポリエチレンオキシド及びポリプロピレンオキシドコポリマ界面活性剤の溶液中濃度が４〜３０重量％の範囲内である方法。
【請求項１９】
請求項１記載の方法であって、第１流体をアルコール、水及びポリエチレングリコールのうち少なくとも一種類と共に溶液中に供給する方法。
【請求項２０】
請求項１記載の方法であって、第１流体がポリエチレングリコール（ＰＥＧ）を０〜１０％、メチルセルロース（ＭＣ）を０．１〜３％、クエン酸を０．１〜１０％含む水溶液を含み、そのＰＥＧの分子量が１０００〜１０００００ドルトンの範囲内である方法。
【請求項２１】
請求項１記載の方法であって、第１流体昇温ステップにて、少なくとも一箇所設けられている接合サイトのうち一部の近傍のみで第１流体が局所的に増粘するよう第１流体を昇温させる方法。
【請求項２２】
請求項６記載の方法であって、第１微細部品と結合している接合サイトの近傍で第２流体が局所的に増粘するよう第２流体を昇温させる方法。
【請求項２３】
請求項１記載の方法であって、第１流体昇温ステップにて、支持体のうち指定接合サイト近傍の部分にエネルギを供給し、支持体がエネルギ供給に応じて発熱し、支持体から輸送される熱で指定接合サイト近傍の第１流体を増粘させる方法。
【請求項２４】
請求項１記載の方法であって、第１微細部品がシリコン集積回路、発光ダイオード、発光素材、カプセル、生体細胞、生体構造、発色素材、色フィルタ素材、反射素材、導電素材、磁性素材、薬品化合物ディスク及びバッキーボールのうち少なくとも一種類を含む方法。
【請求項２５】
請求項１記載の方法であって、第１流体昇温ステップにて、支持体にパターン状エネルギを供給することによって支持体のうち指定接合サイト近傍の指定部分を昇温させ、その輻射熱によって指定接合サイト近傍エリアで第１流体を増粘させる方法。
【請求項２６】
請求項２５記載の方法であって、支持体に向けエネルギを送出するブロードキャストエネルギ源及びブロードキャスト源からのエネルギを部分的に吸収するフィルタを用いて支持体にパターン状エネルギを供給することにより、ブロードキャスト源からのエネルギのうち吸収されなかった部分を指定接合サイト近傍で支持体に射突させその指定接合サイト近傍で支持体から熱を輻射させる方法。
【請求項２７】
請求項２５記載の方法であって、支持体のうち指定接合サイトの近傍を光源光で部位選択的に走査することにより支持体にパターン状エネルギを供給し、その指定接合サイト近傍で支持体から熱を輻射させる方法。
【請求項２８】
請求項２５記載の方法であって、供給されるエネルギが可視光、不可視光、マイクロ波、赤外線及び無線周波数波のうち少なくとも一種類の形態を採る方法。
【請求項２９】
接合サイトパターンを有する支持体上に構造物を集積させる方法であって、
感熱増粘性の第１流体を支持体表面に供給するステップと、
第１流体を昇温させることによって接合サイトのうち指定されたものの近傍にある第１流体内に増粘部分を形成する第１流体昇温ステップと、
第１キャリア流体並びにその中にありそれぞれ接合サイトに結合できる構成を有する複数個の第１微細部品を供給するステップと、
を有し、第１流体の増粘部分では第１微細部品の指定接合サイトへの結合が妨げられる方法。
【請求項３０】
請求項２９記載の方法であって、第１キャリア流体の供給を、第１流体中への第１微細部品の導入として行う方法。
【請求項３１】
請求項２９記載の方法であって、第１キャリア流体が、感熱増粘性の第１流体と同種の流体中に第１微細部品を浮遊させた流体を含む方法。
【請求項３２】
請求項２９記載の方法であって、第１キャリア流体が感熱増粘性の第１流体とは別種の流体である方法。
【請求項３３】
請求項２９記載の方法であって、第１キャリア流体が感熱増粘性でない方法。
【請求項３４】
請求項２９記載の方法であって、第１キャリア流体中に浮遊している第１微細部品が指定接合サイト以外の接合サイトに結合した後に支持体表面から第１キャリア流体及び全ての結合外第１微細部品を除去し、感熱増粘性の第１流体内の増粘部分を除熱させるステップを、有する方法。
【請求項３５】
請求項３４記載の方法であって、第２キャリア流体並びにその中に浮遊しておりそれぞれ接合サイトに結合できる構成を有する複数個の第２微細部品を支持体表面に供給することにより、指定接合サイトのうち少なくとも一箇所に第２微細部品を結合させるステップを、有する方法。
【請求項３６】
請求項３４記載の方法であって、第２流体を支持体表面に供給するステップと、指定接合サイトのうち一部の近傍で第２流体を昇温ひいては増粘させることにより、全指定接合サイトに悉く第２微細部品が結合することを妨げるステップと、を有する方法。
【請求項３７】
請求項２９記載の方法であって、第１流体昇温ステップにて、第１流体のうち指定接合サイト近傍エリアに向けてパターン状エネルギを供給する方法。
【請求項３８】
請求項２９記載の方法であって、第１流体昇温ステップにて、第１流体のうち指定接合サイト近傍部分に向けエネルギビームを合焦させる方法。
【請求項３９】
請求項３８記載の方法であって、合焦させるエネルギビームがレーザビーム、マイクロ波ビーム、赤外線ビーム及び紫外線ビームのうち何れかを含む方法。
【請求項４０】
請求項３８記載の方法であって、第１キャリア流体中に複数種類の第１微細部品があり、支持体上にはその種類に対応する種類の第１微細部品と結合する複数種類の接合サイトがある方法。
【請求項４１】
請求項２９記載の方法であって、第１キャリア流体中に複数種類の第１微細部品があり、接合サイトのうち少なくとも一部が、形状認知、疎水力認知、静電認知、分子認知及び生物学的認知のうち少なくとも一種類により第１キャリア流体中の第１微細部品の種類を選別してそのうち一種類のみと結合する方法。
【請求項４２】
請求項２９記載の方法であって、第１流体がポリマ、ポリサッカライド、ペプチドガム、セルロース系素材又はそれらの組合せを含む方法。
【請求項４３】
請求項４２記載の方法であって、上記ポリマがポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポロクサマー、モルホリンエチレンオキシドメタクリレート、ポリエチレングリコールアクリレート、ポリエチレングリコールメタクリレート、ポリアクリルアミド、ポリエチレングリコール、アルキレンオキシド含有ポリマ、それらのコポリマ、又はそれらの組合せである方法。
【請求項４４】
請求項４２記載の方法であって、上記ポリサッカライドがキシログルカン、グリカンガム又はそれらの組合せである方法。
【請求項４５】
請求項４２記載の方法であって、上記セルロース系素材がセルロースエーテルである方法。
【請求項４６】
請求項２９記載の方法であって、第１流体がメチルセルロース−ポリエチレングリコール−クエン酸三元系を含む方法。
【請求項４７】
請求項２９記載の方法であって、第１流体が、その濃度及び含有ポロクサマー成分の種類によりそのゲル転移温度が決まるサーマルゲルを含む方法。
【請求項４８】
請求項２９記載の方法であって、第１流体がポリエチレンオキシド及びポリプロピレンオキシドコポリマ界面活性剤を含む方法。
【請求項４９】
請求項４８記載の方法であって、ポリエチレンオキシド及びポリプロピレンオキシドコポリマ界面活性剤の溶液中濃度が４〜３０重量％の範囲内である方法。
【請求項５０】
請求項２９記載の方法であって、第１流体をアルコール、水及びポリエチレングリコールのうち少なくとも一種類と共に溶液中に供給する方法。
【請求項５１】
請求項２９記載の方法であって、第１流体がポリエチレングリコール（ＰＥＧ）を０〜１０％、メチルセルロース（ＭＣ）を０．１〜３％、クエン酸を０．１〜１０％含む水溶液を含み、そのＰＥＧの分子量が１０００〜１０００００ドルトンの範囲内である方法。
【請求項５２】
請求項２９記載の方法であって、第１流体が、その濃度及び含有ポロクサマー成分の種類によりそのゲル転移温度を調整できるサーマルゲルを含む溶液を含む方法。
【請求項５３】
請求項２９記載の方法であって、少なくとも一箇所ある指定接合サイトのうち一部の近傍のみで局所的に第１流体が増粘するよう第１流体を昇温させる方法。
【請求項５４】
請求項３６記載の方法であって、第１微細部品と結合した接合サイトの近傍で局所的に且つ引き続き第２流体が増粘するよう第２流体を昇温させる方法。
【請求項５５】
請求項２９記載の方法であって、第１流体昇温ステップにて、指定接合サイト近傍にエネルギを供給し、支持体がこれを受けて発熱し、支持体からの輻射熱で第１キャリア流体を増粘させる方法。
【請求項５６】
請求項５５記載の方法であって、支持体上に、供給されるエネルギを吸収し熱を輻射するエネルギ吸収性熱発生器のパターンがある方法。
【請求項５７】
請求項２９記載の方法であって、第１微細部品がシリコン集積回路、発光ダイオード、発光素材、カプセル、生体細胞、生体構造、発色素材、色フィルタ素材、反射素材、導電素材、磁性素材、薬品化合物ディスク及びバッキーボールのうち少なくとも一種類を含む方法。
【請求項５８】
請求項２９記載の方法であって、第１流体昇温ステップにて、支持体のうち指定接合サイト近傍の指定部分を昇温させ、支持体の昇温部分からの輻射熱で指定接合サイト近傍の第１流体を増粘させる方法。
【請求項５９】
請求項２９記載の方法であって、第１流体昇温ステップにて、支持体に向けてパターン状送出エネルギを供給し、そのエネルギのうちの指定部分をフィルタリングしすることによって、パターン状送出エネルギの一部を指定接合サイト近傍で支持体に射突させその指定接合サイト近傍から熱を輻射させる方法。
【請求項６０】
請求項２９記載の方法であって、第１流体昇温ステップにて、支持体のうち指定接合サイト近傍を光源光により部位選択的に走査することにより、その指定接合サイトから熱を輻射させる方法。
【請求項６１】
請求項２９記載の方法であって、第１流体昇温ステップにて、パターン状エネルギを感熱増粘性の第１流体の一部領域に向けて供給することにより、指定接合サイト近傍の第１流体を昇温させる方法。
【請求項６２】
発色用微細部品を受容可能な構成の接合サイトの配列を有する支持体を用い少なくとも三種類の発色用微細部品をパターン配列する方法であって、
感熱増粘性の第１流体を、第２及び第３発色用微細部品配置予定接合サイトの配列パターンで昇温させることにより、それら第２及び第３発色用微細部品配置予定接合サイトを第１流体の増粘部分によって遮蔽するステップと、
第１発色用微細部品及び第１キャリア流体を含む第１スラリに支持体をさらすことにより、遮蔽されていない接合サイトに第１発色用微細部品を集積させるステップと、
全ての集積外第１発色用微細部品を支持体から除去し第１流体の増粘部分を除熱させることにより、第１流体による第２及び第３発色用微細部品配置予定接合サイトの遮蔽を解除するステップと、
感熱増粘性の第２流体を、第３発色用微細部品配置予定接合サイトの配列パターンで昇温させることにより、それら第３発色用微細部品配置予定接合サイトを第２流体の増粘部分によって遮蔽するステップと、
第２発色用微細部品及び第２キャリア流体を含む第２スラリに支持体をさらすことにより、遮蔽されておらず且つ第１発色用微細部品によって占拠されていない接合サイトに第２発色用微細部品を集積させるステップと、
全ての集積外第２発色用微細部品を支持体から除去し第２流体の増粘部分を除熱させることにより、第３発色用微細部品配置予定接合サイトの遮蔽を解除するステップと、
第３発色用微細部品及び第３キャリア流体を含む第３スラリに支持体をさらすことにより、第１及び第２発色用微細部品の何れによっても占拠されていない接合サイトに第３発色用微細部品を集積させるステップと、
を有する方法。
【請求項６３】
請求項６２記載の方法であって、発色用微細部品が有色発光表示素子及びカラーフィルタ素子のうち少なくとも一方を含む方法。
【請求項６４】
その上に複数箇所の接合サイトを有する支持体上に微細集積構造を集積させる装置であって、
接合サイトに結合できる構成を有する第１微細部品を含む感熱増粘性の第１流体を支持体上に供給する第１流体源と、
第１流体源にエネルギを供給することによって第１流体源を昇温させ、それによって接合サイトのうち指定されたものの近傍で第１流体を増粘させ、指定接合サイトへの微細部品の結合を妨げるエネルギ源と、
を備える装置。
【請求項６５】
請求項６４記載の装置であって、第１流体源が、第１期間にて第１流体を供給し更に指定接合サイト近傍で第１流体が増粘した後の第２期間にて第１流体中に第１微細部品を導入する装置。
【請求項６６】
請求項６５記載の装置であって、第１流体及び全ての結合外第１微細部品を支持体から除去する清掃システムを備える装置。
【請求項６７】
請求項６６記載の装置であって、接合サイトに結合できる構成を有する第２微細部品を含有する第２流体を支持体上に供給する第２流体源を、備える装置。
【請求項６８】
請求項６７記載の装置であって、あるパターンで熱を印加することによって一組の指定接合サイトの近傍で感熱増粘性の第２流体を昇温ひいては増粘させるパターンヒータを備え、第２流体の増粘によりその一組の指定接合サイトへの第２微細部品の結合を妨げる装置。
【請求項６９】
請求項６４記載の装置であって、あるパターンで熱を発生させ接合サイト近傍で第１流体を昇温させるパターンヒータを備え、そのパターンヒータがレーザ装置、マイクロ波源、赤外光源、紫外光源、無線周波数波源、電磁輻射源及びγ線源のうち少なくとも一種類を含む装置。
【請求項７０】
請求項６４記載の装置であって、エネルギ源が、指定接合サイト近傍で熱を印加して第１流体を増粘させることにより、その指定接合サイトへの第１微細部品の結合を妨げる装置。
【請求項７１】
請求項６４記載の装置であって、エネルギ源が加熱パターンローラを含む装置。
【請求項７２】
請求項６４記載の装置であって、エネルギ源がレーザ装置、マイクロ波源その他のエネルギビーム源を含む装置。
【請求項７３】
請求項６４記載の装置であって、エネルギ源が、集積中にその上で支持体が輸送されるプラテンにより実現されたパターンヒータを含む装置。
【請求項７４】
請求項６４記載の装置であって、ウェブ状の支持体を受け取りそれを用いて微細集積構造を形成する装置。
【請求項７５】
請求項６４記載の装置であって、第１微細部品が、シリコン集積回路、発光ダイオード、発光素材、カプセル、生体細胞、有色発光素材、色フィルタ素材、反射素材、導電素材、磁性素材、反射素材、ディスク状物体及びバッキーボールのうち少なくとも一種類を含む装置。
【請求項７６】
請求項６４記載の装置であって、支持体のうち指定接合サイト近傍の部分が、エネルギ源から供給されるエネルギ場に反応して熱を輻射する素材により形成された装置。
【請求項７７】
請求項６４記載の装置であって、支持体に向けエネルギを送出するブロードキャストエネルギ源及びそのエネルギの一部を吸収するフィルタを用いパターン状エネルギを供給し、吸収されなかったエネルギを指定接合サイト近傍で支持体に射突させてその指定接合サイトから熱を輻射させる装置。
【請求項７８】
請求項６４記載の装置であって、エネルギビームによって第１流体中を部位選択的に走査することにより指定接合サイト近傍の第１流体を昇温させるパターンヒータを備える装置。
【請求項７９】
請求項６４記載の装置であって、第１流体中に複数種類の第１微細部品があり、接合サイトのうち少なくとも一部が、形状認知、疎水力認知、静電認知、分子認知及び生物学的認知のうち少なくとも一種類により第１流体中の微細部品の種類を選別してそのうち一種類のみと結合する装置。
【請求項８０】
請求項６４記載の装置であって、第１流体がポリマ、ポリサッカライド、ペプチドガム、セルロース系素材又はそれらの組合せを含む装置。
【請求項８１】
請求項６４記載の装置であって、上記ポリマがポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポロクサマー、モルホリンエチレンオキシドメタクリレート、ポリエチレングリコールアクリレート、ポリエチレングリコールメタクリレート、ポリアクリルアミド、ポリエチレングリコール、アルキレンオキシド含有ポリマ、それらのコポリマ、又はそれらの組合せである装置。
【請求項８２】
請求項８１記載の装置であって、上記ポリサッカライドがキシログルカン、グリカンガム又はそれらの組合せである装置。
【請求項８３】
請求項８１記載の装置であって、上記セルロース系素材がセルロースエーテルである装置。
【請求項８４】
請求項６４記載の装置であって、第１流体がメチルセルロース−ポリエチレングリコール−クエン酸三元系を含む装置。
【請求項８５】
請求項６４記載の装置であって、第１流体が、その濃度及び含有ポロクサマー成分の種類によりそのゲル転移温度が決まるサーマルゲルを含む装置。
【請求項８６】
請求項６４記載の装置であって、第１流体がポリエチレンオキシド及びポリプロピレンオキシドコポリマ界面活性剤を含む装置。
【請求項８７】
請求項８６記載の装置であって、ポリエチレンオキシド及びポリプロピレンオキシドコポリマ界面活性剤の溶液中濃度が４〜３０重量％の範囲内である装置。
【請求項８８】
請求項６４記載の装置であって、第１流体をアルコール、水及びポリエチレングリコールのうち少なくとも一種類と共に溶液中に供給する装置。
【請求項８９】
請求項６４記載の装置であって、第１流体がポリエチレングリコール（ＰＥＧ）を０〜１０％、メチルセルロース（ＭＣ）を０．１〜３％、クエン酸を０．１〜１０％含む水溶液を含み、そのＰＥＧの分子量が１０００〜１０００００ドルトンの範囲内である装置。
【請求項９０】
その上に複数箇所の接合サイトを有する支持体を用い構造物を集積させる装置であって、
感熱増粘性の第１流体を支持体上に供給する手段と、
接合サイトのうち指定されたものの近傍で第１流体を部位選択的に昇温させる第１流体昇温手段と、
第１微細部品を含有するキャリア流体からなる第１スラリに支持体をさらすことにより、第１微細部品を指定接合サイト以外の接合サイトに結合させる手段と、
を備える装置。
【請求項９１】
請求項９０記載の装置であって、第１流体昇温手段が、支持体を昇温させ、支持体から第１流体へとその熱を輸送して指定接合サイト近傍の第１流体を増粘させることにより、その指定接合サイトへの第１微細部品の結合を妨げる装置。
【請求項９２】
請求項９０記載の装置であって、結合外第１微細部品を除去する微細部品除去手段と、第１流体昇温手段を無効化することにより指定接合サイト近傍での第１流体の粘度増大を解消させる手段と、を備える装置。
【請求項９３】
請求項９２記載の装置であって、微細部品除去手段が、結合外第１微細部品を支持体から濯ぎ取るリンス装置を有する装置。
【請求項９４】
請求項９０記載の装置であって、第２微細部品を含有する第２キャリア流体からなる第２スラリに支持体をさらす手段を備える装置。
【請求項９５】
請求項９０記載の装置であって、第１流体昇温手段がブロックヒータを有する装置。
【請求項９６】
請求項９５記載の装置であって、ブロックヒータが、選択的にアドレス可能なアクチュエータを有し、このアクチュエータを選択的にアドレスすることにより、パターンをなす複数個の加熱突起を選択的に動かして支持体に接触させ、指定接合サイト近傍で支持体を昇温させる装置。
【請求項９７】
請求項９０記載の装置であって、第１流体昇温手段が可動面を有し、その可動面に選択的に作動させうるヒータ素子のパターンがある装置。
【請求項９８】
請求項９０記載の装置であって、第１流体昇温手段が、音響波を放射し第１流体又は支持体中で熱を発生させる音響トランスデューサを有する装置。
【請求項９９】
請求項９８記載の装置であって、音響トランスデューサが圧電トランスデューサを含む装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は流体を用いた微細集積構造（マイクロアセンブリストラクチャ）形成方法に関し、より詳細には、微細部品（マイクロコンポーネント）を選別的に流体内で集積させうる方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
微細集積デバイスは、一般消費者向け、専門家向け、医療用、軍事用その他の製品に完全な新機軸をもたらし、従来の巨視的集積法乃至巨視的製造法では実現できなかった特徴的構成、機能及び価格を約束するものとして、期待されている。とりわけフラットパネルディスプレイ、スマートカード等の分野では、例えばシステム又はアレイに低コストで統合乃至集積させうる微細電子デバイス乃至チップが、求められている。また、電気泳動ビーズ等のカラー表示素子をディスプレイパネル上の特定箇所へ正確に且つ低コストで集積させうる方法も、求められている。
【０００３】
微細集積デバイスの利点の一つは、一般に異種集積法(heterogeneous integration)と呼ばれるプロセスを用い、異種素材乃至異種デバイスを統合、集積させることにより、それまでになかった可能性を有する製品を生み出せることである。例えば、異種集積法を用いることによって、シリコントランジスタ等の電子デバイスを初めとする比較的リジッドな即ち不撓性の構造物を、現用されている不撓性のシリコン基板に限らずフレキシブルな即ち可撓性の基板を用いたより複雑な電子回路へも、集積させることができる。即ち、異種集積法をより廉価な手段として用い、シリコンベース集積回路部品その他の回路部品を集積させ、シリコン製でない可撓性乃至不撓性の支持体上に集積回路を形成することができる。但し、こうした異種集積回路を形成するには、自明な通り、様々な種類の相独立した構造物を異種集積法プロセスによって基板上に精密配置できねばならない。また、異種集積法は他の目的にも使用でき、例えば薬品、先端素材、光学構造、スイッチング構造、生体構造等の集積形成に当たっても、異種集積法を使用することができる。
【０００４】
電子産業にて微細集積法が関心の的となっているのは、既存の問題とりわけ電子ディスプレイのように複雑だが非常に需要が多い構造物を組み立てる上での問題に対して、微細集積法が解決をもたらす可能性があるためである。まず、電子ディスプレイは、通常、それぞれ「フロントプレーン」「バックプレーン」として知られる構造部分を有している。フロントプレーンは画像形成面として用いられる構造部分であり、画像形成に利用できる画像形成素子を配列することによって構成される。画像形成素子として使用できる能動素子には、例えば液晶、電界発光素材、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、ＵＣＰ(up converting phosphor)、ＤＣＰ(down converting phosphor)、発光ダイオード、電気泳動ビーズその他の素材からなる構造物によって形成されるものがある。こうした能動素子は、通常、ある種の刺激乃至場、例えば電界の印加を受けて画像を発現させる。また、バックプレーンは電極、キャパシタ、トランジスタ、導体等の構造物の他、画素ドライバ等の回路や種々の集積回路部品によって構成される。それらの使途は、フロントプレーンの能動部品に適当な刺激を与え、その能動部品により画像を表示させることである。刺激を受けた能動部品は、その刺激に応じた量の光を放射し、或いは自分の反射率若しくは透過率を変化させる。これによって、フロントプレーン上に画像が発現する。
【０００５】
周知の通り、基板上への素子配置には異種集積法を用いることができる。異種集積法による素子配置手法には、概略、決定論的配置法及びランダム配置法という二種類の手法がある。決定論的配置法とは、人間又はロボットが各素子を基板上の特定の場所に配置していく手法であり、この手法はまたピックアンドプレース法としても知られている。このピックアンドプレース法には二つの利点がある。第１に、その工程を完全に制御することができ、各部品が所望箇所に適正に配置されたかどうかが明解である。第２に、様々な種類の微細部品を精密に配置でき、従ってその種類が異なる様々な素材、微細集積構造及び部品が集積された微細集積構造を形成することができる。
【０００６】
ご理解頂けるように、決定論的配置法を実施する際には、その決定論的集積プロセスを実行する人間又は機械に高度な精密さが求められる。従って、決定論的配置法によって低コストで集積することは難しい。とりわけ、商業ベースでの生産、薬品の生産等の際に求められるように、微細部品集積を高速で行わねばならない場合や、多量の微細部品を集積しなければならない場合には、その難しさが顕著になる。
【０００７】
他方、流体内自動集積法(fluidic self-assembly)等のランダム配置法は、例えばＧａＡｓ製発光ダイオード等の電子デバイスをシリコン基板上に集積させる際に用いられている。流体内自動集積法とは、それぞれ固有の形状を有する多数の微細集積構造を液状媒体によって輸送し、基板上に形成された同形状の凹部内に集積させる製造プロセスである。自動集積法においては、重力及び剪断力に依拠して、微細部品の自動集積を進行させる。なお、自動集積法について例示記載のある文献としては、「自動集積微細集積構造製造方法」(Method for Fabricating Self-Assembling Micro-Assembled Structures)と題する特許文献１（発明者：Smith et al.、出願日：１９９３年１２月１７日）、「自動集積微細集積構造製造方法」(Method for Fabricating Self-Assembling Micro-Assembled Structures)と題する特許文献２（発明者：Smith et al.、出願日：１９９５年５月９日）、「自動集積微細集積構造製造方法及び装置」(Method and Apparatus for Fabricating Self-Assembling Micro-Assembled Structures)と題する特許文献３（発明者：Smith et al.、出願日：１９９５年６月７日）、並びに「自動集積微細集積構造製造装置」(Apparatus for Fabricating Self-Assembling Micro-Assembled Structures)と題する特許文献４（発明者：Smith et al.、出願日：１９９５年６月７日）がある。
【０００８】
図１Ａに、ある種の従来式ランダム配置法における操作の概略を示す。この図に示す基板１０は凹部２１として形成されている複数箇所の接合サイトを有しており、その凹部２１の形状は、流体２９中に浮かんだ微細部品４７を受け入れることができるよう、微細部品４７の形状に相応した形状となっている。この図に示すように、微細部品４７を含む流体２９を基板１０上に供給すると、重力その他の力によって微細部品４７が基板１０に引き寄せられ、凹部２１に嵌り込む。従って、この手法によれば、大規模並行プロセスによって基板１０上に微細部品４７を集積させうる。これは、大量乃至大規模集積プロセスにより適している。
【０００９】
更に、流体内自動集積法によって微細集積構造を構築する技術としては、重力や剪断力だけに頼らないで実施できる技術も幾つか開発されている。その例を図１Ｂ〜図１Ｅに示す。図１Ｂ〜図１Ｅにおける基板１０は接合サイト２２〜２５（同順）を有している。接合サイト２２〜２５は様々な形態を採ることができ、図１Ｂ〜図１Ｅに示したのはそのうちの幾つかの例である。
【００１０】
図１Ｂに示す流体内自動集積法においては、基板１０上の接合サイト２２を疎水性パッチとして構成し、その疎水性パッチを流体２９中に浮かんだ微細部品４９の疎水面４８と結合させて、基板１０上におけるその微細部品４９の位置を画定する。この種の例は、「流体内自動集積実行フロー改善方法及び装置」(Method and Apparatuses for Improved Flow in Performing Fluidic Self-Assembly)と題する特許文献５（発明者：Smith et al.、出願日：１９９９年１１月２日）に記載されている。特許文献５に記載されている例では、基板を表面処理流体にさらすことによりその基板上に親水性又は疎水性を有する面を形成し、流体及び複数個の微細部品を含有するスラリをその基板上に吐出する。微細部品としては、対応する構成のレセプタサイト（接合サイト）を有する親水面に接着するよう構成されたものと、対応する構成のレセプタサイトを有する疎水面に接着するよう構成されたものの二種類が、供給される。従って、基板１０上にスラリを吐出すると、微細部品のうち部位選択的に親水面が形成されている部品の当該親水面が、基板１０上の親水面に接着する。疎水面には接着しない。疎水面を有する微細部品は基板上の疎水性パッチに結合する。このようにして、各微細部品は基板上の所定箇所に部位選択的に配置される。
【００１１】
図１Ｃに示すまた別の流体内自動集積法においては、毛細管力を用いて自動集積を実行する。図中の接合サイト２３は液体３４の滴３２によって構成されており、この液体３４と微細部品５１の面３６とが毛細管現象により吸引し合うため、流体２９中に浮かんだ微細部品５１が接合サイト２３上に集積される。但し、自明な通り、この手法を実施するには基板１０上に液体３４の滴３２を精密配置する必要があり、また複数種類の微細部品を含有する部品群を集積させる際必要な部品識別機能を実現しがたい。なお、非特許文献１及び非特許文献２には、この手法の様々なバージョンの概略が記載されている。
【００１２】
図１Ｄに示す従来の流体内自動集積法においては、流体２９中に浮かんだ微細部品５２の磁性面５３を吸引する磁性パッチを接合サイト２４に設ける。この種の手法が記載されている文献としては非特許文献３がある。非特許文献３に詳細に記載されているのは、ニッケルドットのアレイによるパターンが形成された基板上に、磁力を用いて微視的金属ディスクを集積させる手法である。但し、基板上にディスクアレイを形成するにはかなり費用がかかる。また、通常、こうした手法を使用できる用途は限られる。即ち、集積させる各微細集積構造の磁気特性が、このような形態での磁力の使用を許容できる特性である場合に限られる。
【００１３】
そして、静電吸引を用い微細部品を位置決めすることにより微細集積法を実施する手法も、提案されている。例えば、「誘電泳動及び電磁流体力学を媒介とした流体内シリコン抵抗器集積」(Dielectrophoresis and Electro-hydrodynamics Mediated Fluidic Assembly of Silicon Resistors)と題する特許文献６（発明者：Mayer, Jackson and Nordquist）や、非特許文献４に、この種の手法が記載されている。図１Ｅに例示したのは静電吸引による手法の概略であり、この図中の基板１０上の接合サイト２５は電極２７として構成されており、流体２９中に浮遊し逆極性に帯電している微細部品５５を吸引する。但し、静電吸引式の流体内微細集積法を実施するには、そのために設けるアドレス可能な電極構造を、誘電泳動によって微細部品を長距離輸送することができるように構成する必要があり、そのためこれはコスト高になる。
【００１４】
【特許文献１】米国特許第５５４５２９１号明細書
【特許文献２】米国特許第５７８３８５６号明細書
【特許文献３】米国特許第５８２４１８６号明細書
【特許文献４】米国特許第５９０４５４５号明細書
【特許文献５】米国特許第６５２７９６４号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２００２／０００５２９４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
以上説明したように、様々な種類の微細部品を含む微細集積構造を大量生産可能にする上で、大規模並行ランダム配置プロセス例えば流体内微細集積法を用い複数種類の微細部品を異種集積できるようにすることが、とりわけ望まれている。即ち、従来式流体内集積法等のランダム配置法によって可能となった大きな規模で微細部品を集積して微細集積構造を形成することができ、それでいて決定論的配置法と同程度に高精度且つ高選択性の集積力のある方法が、求められている。
【００１６】
先に述べた各種流体内自動集積法を変形してこの要求に応えることを狙った試行的提案も、既になされている。その一例としては従来式の流体内集積法を発展させたものがある。それは、基板上に複数通りの形状のレセプタサイトを設けておき、その形状に見合う形状を有する微細部品を各レセプタサイトに結合させることによって、様々な形状の微細部品を用いうるようにする、という手法である。これを実施するには、基板上に設ける個々の接合サイトの形状を、特定種類の微細部品の形状に相応するユニークな形状にする必要があるが、表面エッチング技術、微細部品形成技術、コスト、電気的機能、方向等の制約条件があるため、集積時の部品選別に使用できる形状・構成の種類数は限られ、結果としてそのプロセスによって基板上に配置できる部品の種類数も制限される。
【００１７】
別の例としては、ｃＤＮＡ(complementary DNA)分子乃至配位子間の結合を用い接合サイトを弁別する手法が、非特許文献５に記載されている。この手法であれば高水準の部品選別能力が得られるが、ＤＮＡ乃至配位子を基板上にパターニングするのにかなりの費用がかかる。
【００１８】
従って、大量の微細部品を低コストで異種集積させうる方法が、求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の一実施形態に係る方法は、接合サイトパターンを有する支持体上に構造物を集積させる方法であって、感熱増粘性の第１流体並びにその中に浮遊しておりそれぞれ接合サイトに結合できる構成を有する複数個の第１微細部品を支持体表面に供給するステップと、接合サイトのうち指定されたものの近傍で第１流体を昇温ひいては増粘させることによりその指定接合サイトへの第１微細部品の結合を妨げるステップと、を有する。
【００２０】
本発明の他の実施形態に係る方法は、接合サイトパターンを有する支持体上に構造物を集積させる方法であって、感熱増粘性の第１流体を支持体表面に供給するステップと、第１流体を昇温させることにより指定接合サイト近傍に第１流体の増粘部分を発生させるステップと、第１キャリア流体並びにその中にありそれぞれ接合サイトに結合できる構成を有する複数個の第１微細部品を供給するステップと、を有し、第１流体の増粘部分では指定接合サイトへの第１微細部品の結合が妨げられる方法である。
【００２１】
本発明の更に他の実施形態に係る方法は、発色用微細部品を受容可能な構成の接合サイトの配列を有する支持体を用い少なくとも三種類の発色用微細部品をパターン配列する方法であって、感熱増粘性の第１流体を、第２及び第３発色用微細部品配置予定接合サイトの配列パターンで昇温させることにより、それら第２及び第３発色用微細部品配置予定接合サイトを第１流体の増粘部分によって遮蔽するステップと、第１発色用微細部品及び第１キャリア流体を含む第１スラリに支持体をさらすことにより、遮蔽されていない接合サイトに第１発色用微細部品を集積させるステップと、全ての集積外第１発色用微細部品を支持体から除去し第１流体の増粘部分を除熱させることにより、第１流体による第２及び第３発色用微細部品配置予定接合サイトの遮蔽を解除するステップと、感熱増粘性の第２流体を、第３発色用微細部品配置予定接合サイトの配列パターンで昇温させることにより、それら第３発色用微細部品配置予定接合サイトを第２流体の増粘部分によって遮蔽するステップと、第２発色用微細部品及び第２キャリア流体を含む第２スラリに支持体をさらすことにより、遮蔽されておらず且つ第１発色用微細部品によって占拠されていない接合サイトに第２発色用微細部品を集積させるステップと、全ての集積外第２発色用微細部品を支持体から除去し第２流体の増粘部分を除熱させることにより、第３発色用微細部品配置予定接合サイトの遮蔽を解除するステップと、第３発色用微細部品及び第３キャリア流体を含む第３スラリに支持体をさらすことにより、第１色及び第２微細部品の何れによっても占拠されていない接合サイトに第３発色用微細部品を集積させるステップと、を有する。
【００２２】
本発明の更に他の実施形態に係る装置は、その上に複数箇所の接合サイトを有する支持体上に微細集積構造を集積させる装置であって、接合サイトに結合できる構成を有する第１微細部品を含む感熱増粘性の第１流体を支持体上に供給する第１流体源と、第１流体源にエネルギを供給することによって第１流体源を昇温させ、それによって接合サイトのうち指定されたものの近傍で第１流体を増粘させ、指定接合サイトへの微細部品の結合を妨げるエネルギ源と、を備える。
【００２３】
本発明の更に他の実施形態に係る装置は、その上に複数箇所の接合サイトを有する支持体を用い構造物を集積させる装置であって、感熱増粘性の第１流体を支持体上に供給する手段と、接合サイトのうち指定されたものの近傍で第１流体を部位選択的に昇温させる第１流体昇温手段と、第１微細部品を含有するキャリア流体からなる第１スラリに支持体をさらすことにより、第１微細部品を指定接合サイト以外の接合サイトに結合させる手段と、を備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の一実施形態に係る方法の流れを図２Ａに、また図２Ａに示した方法による流体内自動集積の一例を図３Ａ及び図３Ｂに、それぞれ示す。本実施形態においては、まず図３Ａに示すように支持体６０を準備する（１０５）。支持体６０としては、例えばポリエチレンテレフタレート、セルロースアセタート、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンナフタレート、金属箔、布、織物、繊維製品、ワイヤメッシュ等からなる可撓性支持体や、ガラス、シリコン等からなる不撓性支持体を、用いることができる。
【００２５】
図３Ａ〜図３Ｃに示す支持体６０上には、接合サイト６２、６４、６６及び６８等の接合サイトによるパターンが形成されている。各接合サイト６２、６４、６６及び６８は、その上に微細部品を集積させうるよう構成されており、例えば微細部品を受容できる形状となっている。或いは、支持体６０上の接合サイト６２、６４、６６及び６８を、従来技術の欄でも述べた形状整合、磁力、電気力、疎水性吸引、親水性吸引、分子認知、毛細管吸引等やその組合せにより微細部品と結合するよう、構成してもよい。
【００２６】
実施に当たっては支持体６０上に感熱増粘性流体７２を供給する（１０６）。図２Ａ、図３Ａ及び図３Ｂに示した実施形態では、支持体６０全体に亘り感熱増粘性流体７２を流すことによりこれを行っているが、例えば支持体６０を感熱増粘性流体７２の槽内に浸漬すること等によっても、支持体６０上に感熱増粘性流体７２を供給することができる。
【００２７】
なお、本願では、「感熱増粘性流体」なる語を、熱に反応してその粘度が増大（＝増粘）する流体、という意味で用いている。感熱増粘性流体として用いうる流体の例としては、ポリマ、ポリサッカライド、その組合せ等の濃縮水溶液であって昇温すると粘度が増大するものがある。使用できるポリマの例としては、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）、ＰＥＯ−ＰＰＯコポリマ界面活性剤（ポロクサマー）等がある。ポロクサマー溶液はサーマルゲルであり、その濃度及びポロクサマーの種類によってそのゲル転移温度を調整することができる。また、熱制御型流体内自動集積用の感熱増粘性流体としては、ＢＡＳＦコーポレーションから商業的に入手可能な界面活性剤であるＰｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標；以下省略）等、ＰＥＯ−ＰＰＯ−ＰＥＯ界面活性剤も使用できる。その他、感熱増粘性流体として使用できる流体には、モルホリンエチレンオキシドメタクリレート、グリコール誘導体、モルホリンエチレンオキシドメタクリレートのポリエチレンとのコポリマ、ポリプロピレングリコール誘導体、グリカンやキシログルカンゲルといったポリサッカライド、メチルセルロース−ポリエチレングリコール−クエン酸三元系等、種々の物質の水溶液がある。
【００２８】
溶液中におけるポロクサマー界面活性剤の濃度をどの範囲内にすれば使用できるかは、その流体のゲル転移温度によって異なる。例えば流体としてＰｌｕｒｏｎｉｃＦ１２７を使用する場合、４５〜５０℃のゲル転移温度に対する好適濃度範囲は８〜２０重量％であり、ＰｌｕｒｏｎｉｃＰ８５を使用する場合、約７０℃のゲル転移温度に対する好適濃度は約１５重量％であり、ＰｌｕｒｏｎｉｃＬ６２を使用する場合、約４６℃のゲル転移温度に対する好適濃度は約２５重量％であり、ＰｌｕｒｏｎｉｃＦ８７を使用する場合、約３８℃のゲル転移温度に対する好適濃度は約２２重量％である。
【００２９】
感熱増粘性流体の更に他の例としては、モルホリンエチレンオキシドメタクリレートの水溶液や、モルホリンエチレンオキシドメタクリレートのポリエチレンとのコポリマの水溶液や、ポリプロピレングリコール誘導体の水溶液等がある。「インクジェット用水性インク並びにそのインクを用いたインクジェット記録方法及び装置」(Water-Based Ink for InkJet, and Ink-Jet Recording Method and Instruments Using the Ink)と題する特許文献７（発明者：Kimura et al.、出願日：１９９５年９月２６日）には、次の通り、モルホリンエチレンオキシドの例並びにそのモルホリンエチレンオキシドがゲルに転移する温度が示されている。
【表１】
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【００３０】
感熱増粘性流体の更に他の例としてはキシログルカンゲル溶液、例えばβガラクトシダーゼによって部分的に分解し４４％の残留ガラクトースを除去したキシログルカンポリサッカライド水溶液がある。この水溶液は、１．０〜１．５ｗ／ｗの濃度なら３７℃でゲル化する。
【００３１】
感熱増粘性流体の更に他の例としては、メチルセルロース−ポリエチレングリコール−クエン酸三元系の水溶液がある。ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）は０〜１０％、メチルセルロース（ＭＣ）は０．１〜３％、クエン酸（ＳＣ）は０．１〜１０％とする。ＰＥＧの分子量は１０００〜１０００００ドルトンが望ましく、３０００〜６０００ドルトンなら更に望ましい。最も好ましい組成はＰＥＧ（分子量＝４０００）が０〜２％、ＭＣが１．０重量％、ＳＣが３．５重量％で、ｐＨが５に調整されておりゲル転移温度が３８〜４６℃になる組成である。
【００３２】
また、ここで述べた水溶液中にアルコール、ポリエチレングリコール等を入れてもよい。更に、水溶液でないものも使用できる。例えば、塩素化溶媒その他の非水溶媒を含む流体も感熱増粘性流体として使用できる。
【００３３】
次いで、エネルギ９０を供給して支持体６０上の指定接合サイト内やその近傍の感熱増粘性流体７２を加熱する（１０７）。図３Ａ及び図３Ｂに示す例では接合サイト６２及び６６内やその近傍の感熱増粘性流体７２が加熱されている。感熱増粘性流体７２に対するエネルギ９０の供給の仕方は直接的でもよいし間接的でもよいが、図３Ａ〜図３Ｃには感熱増粘性流体７２に対する間接加熱の例を示してある。この例では、図３Ａに示すように、エネルギ９０が支持体６０特にその上の指定接合サイト６２及び６６の近傍に供給されており、これに応じて支持体６０上の指定接合サイト６２及び６６近傍領域で熱が発生し、その熱が感熱増粘性流体７２中に拡散する。感熱増粘性流体７２はこの熱に反応して増粘し、それによって感熱増粘性流体７２中にバリアゾーン９２及び９４、即ち感熱増粘性流体７２中の他の領域よりも粘度が高いゾーンが発生する。バリアゾーン９２及び９４にて（初段用の）感熱増粘性流体７２が採る形態は実施形態の仔細によって異なり、流体状になることもゼラチン状になることも固体状になることもある。バリアゾーン９２及び９４によって妨げられるため、微細部品８０は接合サイト６２及び６６に結合できない。
【００３４】
このようにして接合サイト６２及び６６にバリアゾーン９２及び９４を形成した後、図３Ｂに示すように、（初段用の）キャリア流体７３及び（初段用の）微細部品８０からなる（初段用の）スラリ７０を支持体６０上に供給する（１０８）。キャリア流体７３としては、微細部品８０を支持体６０上に搬送することができ流体内自動集積に有用なものであればどのような流体でも使用することができる。例えば感熱増粘性流体であってもよい。また、感熱増粘性流体供給（１０６）、エネルギ供給によるバリアゾーン形成（１０７）並びにスラリ供給（１０８）を単一ステップにまとめることもできる。即ち、ステップ１０６にて供給済の感熱増粘性流体７２中に微細部品８０を導入することによってスラリ供給を行えばよい。但し、そうすることが必須であるということではなく、キャリア流体７３自体が感熱増粘性流体である必要はない。また、この処理は、キャリア流体７３が供給されていて、感熱増粘性流体７２中に形成されたバリアゾーン９２及び９４が存在している間に実施する。
【００３５】
微細部品８０の例としては、シリコン集積回路、ナノワイヤ、ビーズ、ロッド、キューブ、ディスク、バッキーボール（フラーレン）、カプセル、電気泳動ビーズ、発光ダイオード、発光素材、光反射素材、光吸収素材、導電素材、磁性素材、誘電素材、エアロゲル、生体細胞、ＤＮＡ及びＤＮＡ誘導体、並びにＤＮＡ鋳型により形成した構造物等がある。微細部品８０のサイズは、感熱増粘性流体を形成する溶液中にうまく浮遊させうるサイズである限り、どのような範囲に属していてもよい。例えば、小は１ｎｍから大は数ｍｍまで、様々なサイズにすることができる。
【００３６】
微細部品８０は、先に説明した従来技術にて一般的であったように接合サイト６２、６４、６６及び６８と結合可能な構成であるが、図３Ａ〜図３Ｃに示した例では微細部品８０を指定接合サイト即ち図中の接合サイト６２及び６６に結合させたくないため、バリアゾーン９０及び９２によってその種の結合を妨げている。より詳細には、微細部品８０は、通常はキャリア流体７３中で最も抵抗なく移動できる経路を辿ることが明らかであり、高粘度のバリアゾーン９２及び９４に遭遇した微細部品８０は、そのバリアゾーン９２及び９４にはじき返されるので接合サイト６２及び６６には結合できず、バリアゾーン９２及び９４によって保護されていない接合サイト６４及び６８に結合する。
【００３７】
微細部品８０を非指定接合サイト６４及び６８それぞれに集積させ終えたら、キャリア流体７３及び全ての結合外微細部品８０を除去し、（初段）微細集積構造１０２を形成する（１０９）。除去処理は例えば機械操作、真空処理、濯ぎ（リンス）等により行える。例えば、感熱増粘性流体７２等の液で支持体６０を濯ぐことにより、支持体６０上に残留しているが接合サイト６２、６４、６６及び６８の何れとも接合していない微細部品８０を全て、除去することができる。また、スラリ７０を除去している間も指定接合サイト６２及び６６にエネルギ９０を供給する。これにより、結合外微細部品８０が指定接合サイト６２及び６６に接合してしまうことを防ぐことができる。接合サイト６２及び６６に対するエネルギ９０の供給は除去終了後に停止する（１１０）。エネルギ９０の供給を停止すると、接合サイト６２及び６６の近傍温度が下降に転じ、そこでの局所的昇温によって発生していたバリアゾーン９２及び９４が消失する。こうして支持体６０に微細部品８０を一体化させることで形成される初段微細集積構造１０２は、図２Ａに示す実施形態ではそのまま最終微細集積構造になる。
【００３８】
また、得られた微細集積構造に更に別の微細部品を集積させることもできる。図２Ｂ及び図３Ａ〜図３Ｃに、本発明の一実施形態に係る方法として、複数種類の微細部品を支持体上に集積させる実施形態を示す。図２Ｂに示す実施形態は、図２Ａに示した方法を構成する一群のステップに更にステップ１１２〜１２２を付加したものである。この図の方法においては、まずステップ１０５〜１１０を上述の如く実行した後に、支持体６０上の接合サイトと結合できるよう構成されている別の微細部品を供給して、後述の通り中間段微細集積構造乃至最終微細集積構造を形成する。使用する微細部品は例えば中間段用微細部品や図３Ｃに示す最終段用微細部品８４である。
【００３９】
ステップ１１２にて、最終微細集積構造１０４を形成するのに必要な集積工程実施段数が残り１段だけと判別した場合は、最終段用微細部品８４を含有するキャリア流体７３からなる最終段用スラリ７６を、初段微細集積構造１０２上に供給することにより（１１５）、最終段用微細部品８４を接合サイト６２及び６６と結合させる。更にキャリア流体７３及び全ての結合外最終段用微細部品８４を除去すれば（１１６）、図３Ｃに示す最終微細集積構造１０４が形成される。また、これは必須ではないが、初段微細集積構造１００上に感熱増粘性流体７２を供給し（１１３）その感熱増粘性流体７２にエネルギを供給して図示しないバリアゾーンを形成するようにすれば（１１４）、指定接合サイトを未占拠状態で存置させることができる。ステップ１１４でエネルギを供給した場合はステップ１１７にてそれを停止する。
【００４０】
ステップ１１２にて、あと複数段の微細集積工程を実施しなければならないと判別した場合、例えば複数種類の微細部品を支持体６０と連結させたい場合は、更に図２Ｂに示すステップ１１８〜１２２を実行する。図４に、図２Ｂに示した実施形態にてこれらのステップを実施する場合の手順を示す。
【００４１】
まず、図４中のＡ及びＢにおいては、初段用微細部品８０を支持体６０上に集積させることによって初段微細集積構造１００を形成している。そのやり方は図３Ａ及び図３Ｂを参照して説明したやり方と同じである（１０５〜１１０）。次に、図４中のＣにおいては、感熱増粘性流体７２を初段微細集積構造１００上に供給し（１１８）、更に支持体６０にエネルギ９６を供給して少なくとも一箇所のバリアゾーン９８を形成させる（１１９）。図４中のＤにおいては、キャリア流体７３及び中間段用微細部品８２からなる少なくとも一種類の中間段用スラリ７４を支持体６０上に供給する（１２０）。即ち、このステップで再びエネルギ９６を供給すると、スラリ７４を形成している感熱増粘性流体７２によって、更に少なくとも一箇所のバリアゾーン９８が、例えば接合サイト６２の近傍に形成される。接合サイト６６及び６８は既に初段用微細部品８０と結合しており、またバリアゾーン９８によって接合サイト６２が隔離されているので、このステップで中間段用微細部品８２の流体内集積を受けうるのは図４中のＤに示すように接合サイト６６だけである。こうして中間段微細集積構造１０２を形成した後は、支持体６０上から中間段用スラリ７４を除去し（１２１）エネルギ９６の供給を停止する（１２２）。この後は、同様のプロセスを繰り返して別の中間段用微細部品の集積を実施するか、或いは最終段用微細部品８４を集積させるためステップ１１３〜１１７のプロセスに移行する。
【００４２】
ステップ１１２〜１２２は必要な中間段微細集積段数だけ繰り返せばよい。繰り返すたびに、その段の中間段用微細部品８２及びそれを運ぶキャリア流体７３からなるその段の中間段用スラリ７４を、前段までに形成済の微細集積構造上に供給し、必要ならエネルギ９６を供給してバリアゾーン９８を形成する。実行すべき集積工程の段数が残すところ１段であるとステップ１１２にて判別されたら、ステップ１１３〜１１７を実行して図４中のＥに示す最終微細集積構造１０４を仕上げる。
【００４３】
なお、本願でいうところの初段用、中間段用及び最終段用微細部品は、互いに同じ構造物であってもよいし、所望の異種微細集積構造を形成できる互いに異種の構造物であってもよい。
【００４４】
エネルギ供給
エネルギ供給ステップ１０７、１１４及び１１９は様々なやり方で実行できる。例えば、上述した例のように、エネルギを支持体６０又はその構成部品に供給し支持体６０から熱を輻射させることによって、感熱増粘性流体７２に対し間接的にエネルギを供給することができる。また、支持体６０の大部分又は全体に広くエネルギを供給し、支持体６０がこのエネルギに対し部位選択的に反応して感熱増粘性流体７２を部位選択的に加熱する形態で、実行してもよい。或いは、エネルギを部位選択的に供給して感熱増粘性流体７２を部位選択的に加熱する形態で、実施してもよい。
【００４５】
図５Ａ〜図５Ｇに、本発明の実施形態、特に一組のエネルギ吸収性熱発生器１３２、１３４、１３６、１３８等を支持体６０と連携させた実施形態を幾つか示す。エネルギ吸収性熱発生器１３２、１３４、１３６及び１３８は光源、電波源、マイクロ波源、音源その他のエネルギ源からエネルギを受け取り、受け取ったエネルギを熱に変換する部材であり、支持体６０内又はその周辺に、指定接合サイト例えば接合サイト６２〜６８と近接するよう配置されている。エネルギ吸収性熱発生器１３２、１３４、１３６及び１３８は、例えばある種のエネルギ場に反応する素材を堆積させることによって、形成することができる。その素材として使用できるのは、エネルギを受け取りその一部又は全部を熱に変換できる化合物乃至混合物、例えば所定波長の電磁輻射を吸収できる金属や染料である。電磁輻射吸収染料の例としては、シアニン染料、テルル付加体、オキソノール染料、スケアレン(squaraine)染料、メロシアニン染料、金属ジチオレン等がある。エネルギ吸収性熱発生器１３２、１３４、１３６及び１３８としては、更にフェロマグネティックヒータ、熱トランスデューサ等の発熱素材も使用できる。図５Ａに示す実施形態では、支持体６０の内部に配置されたエネルギ吸収性熱発生器１３２及び１３６にエネルギ９０が供給されており、それらエネルギ吸収性熱発生器１３２及び１３６から輻射される熱が支持体６０を介して接合サイト６２及び６６の近傍の感熱増粘性流体７２中に伝達され、バリアゾーン９２及び９４が発生する。
【００４６】
図５Ｂに示す別の実施形態においては、エネルギ吸収性熱発生器１３２、１３４、１３６及び１３８が、支持体６０の上に、また接合サイト６２、６４、６６及び６８のうち対応するものを囲むようその近傍に、配置、配列されている。図中、エネルギ吸収性熱発生器１３２、１３４、１３６及び１３８に対するエネルギ９０の供給は、バリアゾーン９２及び９４を形成すべく先に図４Ａを参照して説明した要領にて選択的に即ちエネルギ吸収性熱発生器１３２及び１３６に対して、但し図５Ｂに示すように感熱増粘性流体７２及び微細部品８０からなるスラリ７０を介しエネルギ９０のビームを送ることによって、行われている。
【００４７】
図５Ｃに、支持体６０にエネルギ吸収性熱発生器１３２、１３４、１３６及び１３８を配列した別の実施形態を示す。詳細にいうと、本実施形態では、各接合サイト６２、６４、６６及び６８に対応するエネルギ吸収性熱発生器１３２、１３４、１３６及び１３８が、支持体６０の内部即ち接合サイト６２、６４、６６及び６８の最下部に配置されている。この例では、エネルギ吸収性熱発生器１３２、１３４、１３６及び１３８のうち何れかにエネルギを供給するとそのエネルギが熱に変換されて感熱増粘性流体７２内に伝達する。この熱によって感熱増粘性流体７２が増粘しバリアゾーン９２及び９４が形成されるので、微細部品８０は妨げられ接合サイト６２及び６６上には集積されない。
【００４８】
図５Ｄに、支持体６０にエネルギ吸収性熱発生器１３２、１３４及び１３６を配列した別の実施形態を示す。本実施形態においては、支持体６０上に配列されている接合サイト６２、６４及び６６が、それぞれ、微細部品８０の対液結合面８８と結合しうる液体部１４０を有している。また、エネルギ吸収性熱発生器１３２、１３４及び１３６は、接合サイト６２、６４及び６６に近接するよう支持体６０に配置されており、エネルギ９０を受け取ったときそれを熱に変換する。図示の例では、エネルギ９０がエネルギ吸収性熱発生器１３２に供給され、それによって発生した熱が初段用感熱増粘性流体７２中に輸送され、その熱によってバリアゾーン９２が形成され、形成されたバリアゾーン９２によって液体部１４０への微細部品８０の結合が妨げられている。
【００４９】
図５Ｅに、同じく微細部品８０の対液結合面８８と結合する液体部１４０を支持体６０上の接合サイト６２、６４及び６６に対応して設けた別の実施形態を示す。本実施形態においては、エネルギ吸収性熱発生器１３２、１３４及び１３６が接合サイト６２、６４及び６６のうち対応するものの近傍にまたそれを囲むように配置されている。
【００５０】
図５Ｆに、同じく微細部品８０の対液結合面８８と結合する液体部１４０を支持体６０上の接合サイト６２、６４及び６６に対応して設けた別の実施形態を示す。本実施形態においては、エネルギ吸収性熱発生器１３２、１３４及び１３６が接合サイト６２、６４及び６６のうち対応するものに配置されており、且つ液体部１４０に対して直に接触し或いはごく間近に配置されている。本実施形態においては、エネルギ吸収性熱発生器１３２、１３４及び１３６のうち何れかがエネルギ９０を受け取ると、それによって発生した熱が液体部１４０を介して搬送され、前述の通りバリアゾーン９２が形成される。
【００５１】
これら図５Ｄ〜図５Ｆに示した実施形態においては、エネルギ吸収性熱発生器１３２、１３４及び１３６からの輻射熱によって液体部１４０を加熱し、少なくとも部分的にはその液体部１４０からの熱によってバリアゾーン９２を形成している。図５Ｇに示す別の実施形態においては、液体を堆積させたものをエネルギ吸収性熱発生器として動作させる。これを実現するには、上述の如く励起されると熱を輻射する液体を堆積させてその熱でバリアゾーンを形成するようにするか、或いは特定種類のエネルギを吸収して発熱する染料その他の素材によって液体部１４０を調製しその熱によってバリアゾーンを形成するようにするか、構成すればよい。
【００５２】
図５Ｈ〜図５Ｎに、支持体６０の接合サイト６２、６４、６６及び６８に対応して設けたエネルギ吸収性熱発生器１３２、１３４及び１３６が、ある同じレベルのエネルギが与えられたときにそれを互いに別量の熱に変換するよう構成されている実施形態群を示す。
【００５３】
この実施形態群におけるエネルギ変換効率差を利用すれば、支持体６０の接合サイト６２、６４、６６及び６８に対し選別的に微細集積することができる。即ち、エネルギ吸収性熱発生器間にこの効率差があるので、エネルギ吸収性熱発生器１３２、１３４及び１３６のうちあるものは十分な速度で昇温してバリアゾーンを形成するのに、それと同じある同じ量のエネルギを与えた別のものは十分迅速に昇温せずバリアゾーン形成所要温度を達成できない、という状況を得ることができる。このようにエネルギ吸収性熱発生器１３２、１３４及び１３６の特性を制御することによって、どの接合サイトを微細部品で埋めるか、またどの接合サイトにバリアゾーンを形成して空に保つかを選別、指定できるので、これから詳細に説明するように、走査システムやマスク等を用いてエネルギ供給先接合サイトを限定し他の接合サイトには供給しないようにする措置なしで、全接合サイトに対し斉しくエネルギを供給しつつ任意の接合サイトを選別指定することができる。
【００５４】
まず、図５Ｈ〜図５Ｊに示す実施形態においては、エネルギ吸収性熱発生器１３２及び１３６に比べると入射エネルギのうちより多くの割合を熱に変換することができるよう、エネルギ吸収性熱発生器１３４が構成されている。図５Ｈに示す初段集積工程においては、支持体６０上に配列されているこれらのエネルギ吸収性熱発生器１３２、１３４及び１３６全てを均等なエネルギにさらしている最中に、或いはその後に、初段用微細部品８０を含有する感熱増粘性流体７２からなる初段用スラリ７０に支持体６０をさらす。エネルギに対する曝露量、例えば支持体６０各部に対するエネルギ供給時間長は、低効率のエネルギ吸収性熱発生器１３２及び１３６によってバリアゾーン９２及び９６が形成されるよう、従って高効率のエネルギ吸収性熱発生器１３４によってもバリアゾーン９４が形成されるよう、定めてある。従って、初段用微細部品８０は熱発生器のない接合サイト６６だけに結合する。
【００５５】
図５Ｉに示す中間段集積工程においては、支持体６０をより低レベルのエネルギ９１、即ち高効率のエネルギ吸収性熱発生器１３４によるバリアゾーン９６の形成には十分だが低効率のエネルギ吸収性熱発生器１３２及び１３６によるバリアゾーン形成には不十分なエネルギ９１にさらす。従って、中間段用微細部品８２を含有する中間段用スラリ７４を導入すると、それらの微細部品８２は低効率のエネルギ吸収性熱発生器１３２及び１３６に対応する接合サイト６２及び６８に結合する。
【００５６】
図５Ｊに示す最終段集積工程においては、支持体６０を更に低レベルのエネルギ、即ち高効率のエネルギ吸収性熱発生器１３４でもバリアゾーンを形成できない程に低レベルなエネルギにさらし、最終段用微細部品８４を含有するキャリア流体７２からなる最終段用スラリ７６を供給して、高効率のエネルギ吸収性熱発生器１３４に対応する接合サイト６４に微細部品８４を固着させる。
【００５７】
また、エネルギ吸収性熱発生器のエネルギ吸収率に相互差を与えて集積先を選別する方法以外に、エネルギ吸収性熱発生器のエネルギ吸収率をエネルギのスペクトラム組成に依存させそれを利用して集積先を選別する方法もある。例えば光輻射源、電磁輻射源、音響輻射源等をエネルギ源として用いる場合、そのエネルギの発振乃至励起周波数によって、そのエネルギ源のエネルギ吸収性熱発生器への結合度が変わる。エネルギ吸収性熱発生器ひいては接合サイトの選別を行うにするには、少なくとも二種類のエネルギ吸収性熱発生器の吸収スペクトラムを互いに異なるスペクトラムにした上で、スラリ入替時にエネルギ源の発振周波数を調整すればよい。そうすれば、例えば、初段用スペクトラムの均一エネルギへの曝露時にはどちらのエネルギ吸収性熱発生器も保護バリアを形成できるが、発振周波数を調整した後の中間段用スペクトラムへの曝露時には一方のエネルギ吸収性熱発生器しか、感熱増粘性流体中にバリアゾーンを十分形成できる程高い速度でエネルギを吸収することができないように、することができる。
【００５８】
図５Ｋ〜図５Ｍに示す実施形態でも、支持体６０上に配列されているエネルギ吸収性熱発生器１３２、１３４、１３６及び１３８が、互いに等しいエネルギにさらされたときに互いに異なる量の発熱を来すよう構成されている。即ち、本実施形態においては、エネルギ吸収性熱発生器の形成素材や厚み、ひいては吸収特性に違いがないにもかかわらず集積先を選別できるよう、各エネルギ吸収性熱発生器が形成されている。このようにすることで、エネルギ吸収性熱発生器の製造が簡単になり、また支持体６０上へのエネルギ吸収性熱発生器の実装位置の制御も簡単になる。
【００５９】
本実施形態における集積先選別は、配列されるエネルギ吸収性熱発生器のサイズを互いに異なるサイズとし、そのサイズの違いにより光エネルギ、電磁エネルギ、音響エネルギその他のエネルギの獲得量に差を付け、ひいてはスラリ中の感熱増粘性流体の加熱によるバリアゾーン形成にまわるエネルギ量に差を付けることによって、行われている。なお、各エネルギ吸収性熱発生器の周囲における温度上昇曲線は、エネルギ吸収性熱発生器から離れていきスラリ冷却領域に至る熱流の空間分布によって決まるので、さらされるエネルギ９０の量が十分でありさえすれば、そのエネルギ吸収性熱発生器の横方向の拡がりを超える範囲にバリアを形成することができる。
【００６０】
図５Ｋ〜図５Ｍにエネルギ吸収性熱発生器サイズにより集積先を選別する実施形態を示す。本実施形態においては、接合サイト６２及び６８の底面のほぼ全体をカバーするエネルギ吸収性熱発生器１３２及び１３６と、エネルギ吸収性熱発生器１３２及び１３６に比べて横方向の拡がりが僅かしかないエネルギ吸収性熱発生器１３４とが、配列されている。接合サイト６６にはエネルギ吸収性熱発生器が設けられていない。初段集積工程においては、図５Ｋに示す支持体６０に対して均一に初段用エネルギ９０を供給する。このエネルギ９０は、エネルギ吸収性熱発生器１３２及び１３６より幅狭なエネルギ吸収性熱発生器１３４が対応する接合サイト６４に十分にバリアゾーン９４を形成でき、従って初段用スラリ７０と共に導入される初段用微細部品８０がその接合サイト６４に固着することを防止可能なエネルギとする。従って、エネルギ吸収性熱発生器１３４より幅広なエネルギ吸収性熱発生器１３２及び１３６も、対応する接合サイト６２及び６８を保護可能なバリアゾーン９２及び９６を形成できる。そのため、初段用微細部品８０によって充填されるのは熱発生器を備えていない接合サイト６６だけである。
【００６１】
図５Ｌに示す中間段集積工程においては、図５Ｋに示した初段集積工程を経た支持体６０を、中間段用微細部品８２を含有する中間段用スラリ７４にさらし、更により低レベルな中間段用エネルギ９１にさらす。このエネルギ９１は、幅広なエネルギ吸収性熱発生器１３２及び１３６なら十分にバリアゾーン９８を形成できるが、それより幅狭なエネルギ吸収性熱発生器１３４ではバリアゾーン形成に足りる量の熱を発生させられないか、或いはバリアゾーンを形成できるにしても小さすぎて接合サイト６４への中間段用微細部品８４の接着を妨げられないレベルである。従って、幅狭なエネルギ吸収性熱発生器例えば１３４に係る各接合サイトが、中間段用スラリ７４と共に導入される中間段用微細部品８４によって充填されることとなる。
【００６２】
図５Ｍに示す最終段集積工程においては、最終段用微細部品８４を含有する最終段用スラリ７６を支持体６０上に供給する。その際、支持体６０をエネルギにさらすことはせず、或いはさらすにしてもごく低レベルのエネルギ（図示せず）とし、何れのエネルギ吸収性熱発生器もバリアゾーンを形成できないようにする。従って、最終段用スラリ７６の導入に伴い供給される最終段用微細部品８６は、最も幅広なエネルギ吸収性熱発生器１３２及び１３６に係る接合サイト６２及び６８に収まる。
【００６３】
図５Ｎに別の実施形態を示す。本実施形態にて支持体６０に設けられているエネルギ吸収性熱発生器１３２及び１３４は電磁波を熱に変換できるよう構成されている。具体的には、本実施形態におけるエネルギ吸収性熱発生器１３２はインダクタ１４３、導電発熱部１４２及びオプションのキャパシタ１４４から、またエネルギ吸収性熱発生器１３４はインダクタ１４５、導電発熱部１４６及びオプションのキャパシタ１４７から、それぞれ構成されている。インダクタ１４３及び１４５は、無線周波数信号等の可変電磁界やその他の場にさらされると起電するよう構成されており、そうして生じた電力は導電発熱部１４２及び１４６のうち対応するものに通電される。この通電によって支持体ひいては感熱増粘性流体が加熱されバリアゾーンが形成される。
【００６４】
図５Ｎ中のエネルギ吸収性熱発生器１３２及び１３４に組み込まれているこの電気回路は、特定の無線周波数乃至特定の電磁輻射に対しより強く反応するよう、調整、設定することができる。即ち、各インダクタ１４３及び１４５と並列接続されているキャパシタ１４４及び１４７を、特定の周波数に反応するよう調整、設定すればよい。それにより、最も効率的に熱に変換できる電磁界の周波数を、エネルギ吸収性熱発生器１３２とエネルギ吸収性熱発生器１３４とで異なる周波数とすることができる。従って、集積工程実施時に支持体６０に印加するエネルギの発振周波数を調整することにより、エネルギ吸収性熱発生器１３２及び１３４のうち一方を選択して作動させることや双方とも作動させること等、望み通りに行うことができる。
【００６５】
また、ご理解頂けるように、電磁輻射、音響等の形態を採るエネルギのスペクトラム（例えば周波数やそれに反比例する波長等）に対するエネルギ吸収性熱発生器の応答特性を、エネルギ吸収性熱発生器毎に異なるものにするには、一般に、エネルギ吸収性熱発生器を染料、顔料、金属等の素材又は素材群によって形成し、更にその素材又は素材群の吸収率又は吸収スペクトラムをエネルギ吸収性熱発生器毎に異なるものにすればよい。
【００６６】
図６Ａ〜図６Ｄに本発明のまた別の実施形態を幾つか示す。これらの実施形態においては、エネルギを部位選択的に供給することによって感熱増粘性流体７２を局所的に発熱させている。まず、図６Ａに示す実施形態においては、加熱ブロック１５０上に複数個の突起１５２をパターニングした構成を有する接触式ヒータ１４８を用い、接合サイト６２、６４、６６及び６８を有する支持体６０を加熱する。各突起１５２は指定接合サイト６２及び６６の近傍で支持体６０に接触しているので、加熱ブロック１５０上にパターニングされた突起１５２を介し供給される熱により、支持体６０のうち接合サイト６２及び６６近傍部分が部位選択的に加熱され、それによってバリアゾーン９２及び９４が上記同様に形成されることとなる。
【００６７】
次に、図６Ｂに示す実施形態においても、加熱ブロック１５０上に突起１５２をパターニングした構成を有する接触式ヒータ１４８を用いて支持体６０上の指定接合サイト６２を加熱している。但し、本実施形態においては、支持体６０上の接合サイト６２、６４及び６６に対応して液体部１４０が設けられている。
【００６８】
ご理解頂けるように、図６Ａ及び図６Ｂに示した接触式ヒータ１４８は一例に過ぎず、例えばその加熱面乃至発熱面に突起１５２をパターニングしたプラテン、ローラ等、様々な形態を採ることができる。ここでいう突起１５２とは、支持体６０と接触してその支持体６０に熱を輸送できるよう、加熱面乃至発熱面から特定パターンで盛り上がっている部分のことである。
【００６９】
更に、図６Ｃに示す実施形態においては、加熱ブロック１５０に設けられている突起１５２が接合サイト６２及び６６近傍で支持体６０に接触している。本実施形態における突起１５２は選択的にアドレス可能なアクチュエータ１５４を有しており、そのアクチュエータ１５４によって随意に支持体６０に接触させまた支持体６０から離隔させることができる。そのため、多段化された集積サイクルを実施するに当たり、支持体６０に対する加熱パターンを、加熱ブロック１５０や支持体６０の移動なしに動的に調整することができる。また、図示実施形態では、突起１５２に設けるアクチュエータ１５４として、例えば、電気的に作動させうるマイクロモータや圧電アクチュエータ等を使用できる。即ち、突起１５２を随意にまた選択的に支持体６０に接触させ且つ支持体６０から離隔させることができるものであればよい。
【００７０】
そして、図６Ｄに示す実施形態においても突起１５２を有する加熱ブロック１５０を用いて指定接合サイトを加熱しているが、本実施形態における突起１５２は、選択的に作動させうる抵抗性エネルギ吸収性熱発生器１５６を内蔵しており、従って支持体６０に対する加熱パターンを動的に調整することができる。
【００７１】
図７に、本発明の一実施形態に係る微細集積構造形成装置１５８を示す。この装置１５８においては、支持体６０ひいては感熱増粘性流体７２に対し部位選択的乃至選別的にエネルギを供給することができ、それにより上述の通りバリアゾーンを形成して部位選択的乃至選別的集積を行うことができる。またこの図に示す装置１５８ではウェブベース連続製造プロセスを用いているため、好適に大量生産を行うことができる。本実施形態では、送給源１６０から供給される連続ウェブ状の支持体６０上に複数箇所の接合サイト（図示せず）が配列されている。このウェブ状支持体６０がまず送り込まれる先は初段ローラ１６２であり、その初段ローラ１６２は熱転写ローラとして構成されている。即ち、初段ローラ１６２は初段パターン状エネルギ発生器（パターンヒータ／パターンエナジャイザ）１６４から供給される熱エネルギ９０ａを受け取るよう構成されている。初段パターン状エネルギ発生器１６４は例えばレーザ装置その他の熱エネルギ源であり、初段ローラ１６２上に所望のパターンで熱エネルギを供給することができる。運転時には、回転中の初段ローラ１６２に対し、初段パターン状エネルギ発生器１６４からパターン状エネルギ９０ａが供給される。ウェブ状支持体６０は、初段ローラ１６２と接触乃至接近したとき、熱エネルギ９０ａのパターンに対応するパターンを有する熱エネルギ９０ｂの輸送を受ける。
【００７２】
熱エネルギ９０ｂによって加熱された支持体６０は次いで初段流体槽１６５に送り込まれる。初段流体槽１６５内には感熱増粘性流体７２があるので、支持体６０が初段流体槽１６５に送り込まれると感熱増粘性流体７２が支持体６０からの輻射熱にさらされることになる。それによって前述の如く随所の接合サイトにバリアゾーンが形成され、そのバリアゾーンによって対応する接合サイトが遮蔽された支持体６０は、更に初段スラリ槽１６６に送り込まれる。なお、初段流体槽１６５通過中にエネルギを輸送して支持体６０を加熱してもよい。
【００７３】
初段スラリ槽１６６内には、微細部品即ち初段用微細部品８０と、キャリア流体７３例えば感熱増粘性流体７２とを含有する初段用スラリ７０がある。これらの微細部品８０は、バリアゾーンがあるため指定接合サイトには結合できず、バリアゾーンによって保護されていない接合サイトに結合する。それによって、初段微細集積構造１００が形成される。支持体６０は引き続きこの図の装置１５８内を移動して初段リンス装置１６８に送り込まれる。初段リンス装置１６８は、初段微細集積構造１００上に残留している初段用スラリ７０を除去する。
【００７４】
ウェブ状支持体６０は次いで中間段ローラ１７０上に送り込まれる。この図では中間段は１段だが複数段にすることもできる。図示実施形態における中間段ローラ１７０も、やはり熱転写ローラによって構成されており、中間段パターン状エネルギ発生器１７２から熱エネルギ９０ａを受け取ってウェブ状支持体６０に熱エネルギ９０ｂを輸送することにより、そのウェブ状支持体６０を部位選択的乃至選別的に加熱する。熱エネルギ９０ｂによって加熱された支持体６０は中間段スラリ槽１７４に送り込まれる。本実施形態においては、中間段スラリ槽１７４内に、中間段用微細部品８４を含有する感熱増粘性流体７２からなるキャリア流体７３がある。中間段用微細部品８４はここで微細集積構造１００上の接合サイトに結合し、それによって中間段微細集積構造１０２が形成される。中間段スラリ槽１７４内で用いる感熱増粘性流体７２は、初段スラリ槽１６６内で用いるキャリア流体中の感熱増粘性流体と同種でもよいし異種でもよい。
【００７５】
中間段においても、感熱増粘性流体７２が支持体６０による輻射熱にさらされる結果として上述の通りバリアゾーンが形成され、それらのバリアゾーンによって指定接合サイトへの結合が妨げられるため、中間段用微細部品８４は、バリアゾーンによって保護されていない接合サイトに結合することとなる。こうして中間段微細集積構造１０２が形成された支持体６０は引き続きこの図の装置１５８内を移動して中間段リンス装置１７６に送り込まれる。中間段リンス装置１７６は、中間段微細集積構造１０２上に残留している中間段用スラリを除去する。
【００７６】
ウェブ状支持体６０は次いで最終段ローラ１８０上に送り込まれる。図示実施形態における最終段ローラ１８０も熱転写ローラによって構成されており、最終段パターン状エネルギ発生器１８２から熱エネルギ９０ａを受け取ってウェブ状支持体６０に熱エネルギ９０ｂを輸送することにより、そのウェブ状支持体６０を部位選択的乃至選別的に加熱する。最終段ローラ１８０から供給される熱エネルギ９０ｂによって加熱された支持体６０は最終段スラリ槽１８４に送り込まれる。最終段用スラリ槽１８４内には、感熱増粘性流体７２等のキャリア流体７３中に最終段用微細部品８６を少なくとも一種類入れたものが入っている。なお、自明な通り、最終段スラリ槽１８４内で用いる感熱増粘性流体７２は、初段スラリ槽１６６内或いは中間段スラリ槽１７４内で用いるキャリア流体と同種でもよいし異種でもよい。
【００７７】
最終段においても、感熱増粘性流体７２が支持体６０による輻射熱にさらされ上述の通りバリアゾーンが形成され、それらのバリアゾーンによって指定接合サイトへの結合が妨げられるため、最終段用微細部品８６は、バリアゾーンによって保護されていない接合サイトに結合することとなる。こうして最終微細集積構造１０４が形成された支持体６０は引き続きこの図の装置１５８内を移動して最終段リンス装置１８６に送り込まれる。最終段リンス装置１８６は、最終微細集積構造１０４上に残留している最終段用スラリを除去する。支持体６０及び最終微細集積構造１０４は、次いで集積後処理ステーション２２０に送り込まれる。このステーション２２０では、支持体６０及び微細集積構造１０４に対しその用途に応じた処理を施す。例えば、微細集積構造１０４から支持体６０を分離させる、最終微細集積構造１０４を包装する等の処理を実施する。
【００７８】
ご理解頂けるように、パターン状エネルギを支持体６０上に輸送すると、その支持体６０上に「ホットスポット」が形成される。ホットスポットはその周囲への熱消散によって除熱されるので、ホットスポットの寿命は他の部位よりも短くなる。また、ホットスポットの除熱速度は、主として、そのホットスポットとその周囲（感熱増粘性流体７２を含む）との温度差に依存する。従って、ホットスポットの寿命を延ばすには、例えば、供給する感熱増粘性流体７２の温度を感熱増粘性キャリア流体の遷移温度に比べ僅かに低い温度にしておけばよい。遷移温度とは、感熱増粘性キャリア流体の粘度に有意変化即ち粘度遷移が生じる温度、例えば感熱増粘性キャリア流体７２が液体からゲルに遷移する温度のことである。供給する感熱増粘性流体７２の温度をこのような温度に設定することによって、ホットスポットとその周囲の温度差を抑えて寿命延長を図れるだけでなく、バリアゾーン９２を形成するのに必要な熱量を最小限に抑えることができる。
【００７９】
図８Ａ〜図８Ｆに本発明の他の実施形態を示す。本実施形態においても、支持体上の指定接合サイトに対応してバリアゾーンが形成されるようなパターンでエネルギを供給し、また図８Ａに示すように連続プロセスを使用するのであるが、先に示した熱転写ローラ１６２、１７０及び１８０に相当する部材は用いられていない。その代わりに、本実施形態では、初段、中間段及び最終段のパターン状エネルギ発生器１６４、１７２及び１８２から支持体６０にエネルギ９０を直接輸送して上述の通り支持体６０から熱を輻射させるようにしている。同じく図８Ａに示ように、本実施形態における中間段パターン状エネルギ発生器１７２は、中間段用スラリに含まれている感熱増粘性流体７２に対し直にエネルギ９０を供給し、これを加熱している。
【００８０】
また、パターンヒータ１６４、１７２及び１８２の何れも、サーマルヘッドによって構成することができる。例えば、ジュール効果によって電気エネルギを熱に変換する微視的なサイズの加熱用抵抗素子を、複数個隣接配置した構成を有する典型的なサーマルヘッドを用いて、本発明に係る方法を実施することができる。そうしたサーマルヘッド乃至サーマルプリントヘッドを用いる際には、そのヘッドにて発生させた熱が支持体６０に輸送されるよう、そのヘッドを支持体６０に接触させ又は近接配置する。初段ローラ１６２、中間段ローラ１７０、最終段ローラ１８０等の熱転写ローラを使用する先の実施形態であれば、それらに接触させ又は近接配置する。通常のサーマルプリントヘッドであれば、例えばその動作温度は３００〜４００℃、１素子当たりの発熱時間は１ｍｓ未満、ヘッド接触圧は５０〜５００ｇ／ｃｍ2の範囲内であり、支持体６０等への熱輸送を好適に行うことができる。
【００８１】
図８Ｂに、初段パターン状エネルギ発生器１６４を例に、パターン状エネルギを支持体６０に対し直接供給できるパターン状エネルギ発生器の一例構成を示す。この図に示すように、本実施形態におけるローラ１９１の表面近傍には選択的にアドレス可能なヒータ１９３ａ及び１９３ｂ、例えば微視的なサイズの加熱用抵抗素子がパターン配列されている。ローラ１９１の表面は、支持体６０のうち初段流体槽１６５内を通過している部分又はこれから初段流体槽１６５内を通過する部分に接触する。図中のヒータ１９３ａはヒータのうち作動中のもの、即ちエネルギを発生させて支持体６０を加熱中のものであり、ヒータ１９３ｂは非作動中のもの、即ち熱を輻射していないものである。従って、支持体６０が初段流体槽１６５内を通過する際、支持体６０のうちヒータ１９３ａによって加熱された又は加熱されている領域では、初段流体槽１６５内の感熱増粘性流体７２に熱が輸送されて上述の通りバリアゾーンが形成されるが、その他の領域ではバリアゾーンは形成されない。
【００８２】
また、パターン状エネルギ発生器１６４、１７２及び１８２の何れも、例えばレーザ装置によって構成することができる。その際には大抵のレーザ装置を使用できるが、例えばＧａＡｓ半導体レーザダイオード、Ｎｄ：Ｙａｇレーザ、Ｎｄ：ＹＬＦレーザ等の近赤外レーザや、Ｈｅ／Ｎｅレーザ、Ａｒレーザ等を用いるとよい。レーザ装置を用いる際には、例えば、レーザ装置からエネルギを受け取れるエネルギ吸収性熱発生器をレーザ装置からエネルギを受け取れる形態で支持体６０に配置する。また、レーザ装置例えば近赤外レーザ装置を用いて支持体６０を部位選択的に横断走査し、そうして供給したエネルギ例えば所望の熱量によってバリアゾーンを形成するようにしてもよい。レーザ光による走査を行うには、例えば、「フライングスポットレーザプリンタ装置及びレンチキュラ像印刷に適した印刷方法」(Flying Spot Laser Printer Apparatus and a Method of Printing Suitable for Printing Lenticular Images)と題する特許文献８（発明者：Kessler et al.、出願日：２０００年５月３０日）等に記載の走査鏡を用いればよい。
【００８３】
これに類する実施形態としては、グラフィックアート分野向けに開発されたレーザサーマルプリントヘッド例えばＧａＡｌＡｓレーザをそのまま或いは変形して用い、支持体６０の一部領域を局所的に加熱する実施形態がある。例えば特許文献９（発明者：Hsu et al.、出願日：１９９０年５月２７日）、特許文献１０（発明者：Haas、出願日：１９９０年２月１３日）、特許文献１１（発明者：Ramanujan et al.、出願日：２００１年１月２日）及び特許文献１２（発明者：Moulin、出願日：２００１年２月１日）には、この用途に適するレーザサーマルプリントヘッドが記載されている。即ち、それらのレーザサーマルプリントヘッドからの光は、そのヘッドのチャネル毎にオン／オフ切替可能であるので、支持体の一部領域を選択してその光にさらすことが可能である。即ち、レーザサーマルプリントヘッドによる印刷動作により所望パターンで熱を供給し、熱を供給した場所にバリアゾーンを形成することができる。
【００８４】
更に、音響波を放射して流体中又は支持体内に熱を発生させるよう構成された音響トランスデューサを用い、エネルギを部位選択的に供給する形態で、本発明を実施することもできる。音響トランスデューサをパターン状エネルギ発生器として本発明を実施する場合、その音響トランスデューサとしては圧電トランスデューサ又はそのアレイを用いるとよい。
【００８５】
図８Ｃに、部位選択的局所加熱用にリニアレーザ型サーマルプリントヘッドを用いた場合にそのヘッドから得られるリニアレーザ光ビーム１８３の断面を示す。この図においては、リニアレーザ光ビーム１８３は複数個のチャネルから発せられる複数個のセクションに区分されており、それらのチャネルからの光はめいめいに支持体６０上に合焦してその支持体６０を局所加熱する。こうした多チャネルプリントヘッドについては特許文献１１〜１３に例示がある。また、この図に例示するプリントヘッドは、各チャネルの幅が２０μｍ、スワス幅ＳＷが５．１２ｍｍと狭いので、支持体６０の全幅をカバーするには、適当な移送機構例えば既知のリニア移送機構を用い支持体６０の全幅に亘りプリントヘッド往復ラスタ走査等する必要がある。さもなくば、図示しないが複数個のレーザサーマルプリントヘッドを段違い連続配置して、それらが発するリニアレーザ光ビーム１８３ａ、１８３ｂ及び１８３ｃによって図８Ｄに示すように支持体６０の全幅Ｗを走査するようにする。また、支持体６０に対する加熱乃至エネルギ曝露は、その支持体６０の加熱された部分から輻射される熱でバリアゾーンが形成されスラリ槽を脱するまでそのバリアゾーンが消失しないように、行う必要がある。これを補うため、例えば、ラスタスキャン型プリントヘッドによって支持体上を走査した後、少し時間をおいて別のラスタスキャン型プリントヘッドによって支持体上を再度走査し、先のヘッドにより加熱された部分をリフレッシュするようにしてもよい。また、別に一群のスティッチ型プリントヘッド（図示せず）を設けて使用してもよい。
【００８６】
光学式パターンヒータ乃至エネルギ吸収性熱発生器から供給されるレーザ光等、光ビーム形態を採るエネルギの吸収率を高めるには、光から熱への変換を効率的に行える化合物その他の素材を、接合サイト、支持体自体又はその支持体に供給される液体に付加乃至添加すればよい。ご理解頂けるように、図５Ａ〜図５Ｎに示した実施形態と図６Ａ〜図６Ｄに示した実施形態とを組み合わせ、例えば前述のエネルギ吸収性熱発生器１３２を利用して光エネルギ吸収率を高めることができる。また、光から熱への変換を効率的に行える化合物その他の素材を例えば支持体上に均一層化する際には、例えば有機染料、カーボンブラック（登録商標）、グラファイト、金属炭化物、硼化物、窒化物、炭窒化物、酸化物等の化合物を使用するとよい。或いは、支持体６０を例えばポリエチレンテレフタレート等のプラスチックによって形成することにより、エキシマレーザ等からの入射光にさらされたときそれを吸収できるようにしてもよい。
【００８７】
また、パターン状エネルギ発生器１６４、１７２及び１８２は何れも、リニアアレイヒータとして構成して支持体６０の経路に横断配置することができる。そのためのリニアアレイヒータは、例えばレーザダイオードアレイ等、マイクロ波源を含む様々なエネルギ発生器のアレイとして、構成するとよい。更に、パターン状エネルギの供給は、例えば、支持体に向けてエネルギを送出するブロードキャストエネルギ源及び送出されたエネルギの一部を吸収するフィルタによって、行うことができる。支持体のうち指定接合サイト近傍にはブロードキャスト送出されたエネルギのうち吸収されなかった部分が射突し、その部分にて発生した熱が接合サイトに輸送され、従ってフィルタによって形成されたパターンでエネルギが流体に供給されることとなる。その実現形態の一つとしては、フォトリソグラフィ型プロセスをフィルタとして用いる例がある。それにより、支持体６０上に又は感熱増粘性流体中に光パターンを結像させ、上述のバリアゾーンを形成することができる。
【００８８】
図８Ｅにこの種の構成の一例を示す。図中のフラッシュランプ１８７としては好ましくは適量の赤外線を放射できるものを使用する。このランプ１８７は、熱パターンを供給して特定箇所にバリアゾーンを発生させる。フラッシュランプ１８７により照明されるマスク１８９には、形成したいバリアゾーンに応じて開口が形成されている。レンズＬは、マスク１８９から出射される光を支持体６０上のエネルギ吸収性熱発生器に結像させる。その光が支持体６０及びそのエネルギ吸収性熱発生器上に投射されると、熱が発生してバリアゾーン形成条件が成立する。
【００８９】
ご理解頂けるように、図７及び図８Ａ〜図８Ｆに係る方法は不連続プロセスによって実施することもできる。例えば図９に示すように、セクションシート状支持体６０を個別にプラテン１９０上に配置し、そのプラテン１９０を装置１５８内で流通させ、シーケンシャル又は非シーケンシャルにプロセスを実施すればよい。プラテン１９０は、微細集積工程実施時に支持体６０を位置決めしてその位置を保持できるものであればよく、その構造が不撓性か可撓性かを問わない。また、プラテン１９０の移動をコンベアシステムによって行うようにしてもよいし、プラテン１９０自体を自走式乃至自動案内式にしてもよい。図示実施形態においては、支持体６０、初段微細集積構造１００及び少なくとも一段の中間段微細集積構造１０２に対するエネルギ９０ｂの供給を、それらの頂面を直接加熱するパターンヒータ１６４、１７２及び１８２によって行っている。
【００９０】
これに対し、図１０に示す実施形態においては、各プラテン１９０に接触式パターンヒータ２０６が設けられている。これらの接触式パターンヒータ２０６は、支持体６０、初段微細集積構造１００及び少なくとも一段の中間段微細集積構造１０２に対し異なるパターンでエネルギを供給し、それぞれその頂面１９０、１９２及び１９４ではなく背面１９８、２００及び２０２を加熱することによって、それらの面上に供給された感熱増粘性流体が指定配列に従い前述のバリアゾーンを形成するようにしている。
【００９１】
また、上述の何れかの実施形態に係る装置１５８に個別のシート状支持体６０を通して微細集積構造を形成するに当たり、プラテン１９０を不要にすることも可能である。例えば、ベルトドラム等の搬送機構を使用する既知のコンベアシステムを用い、個別のシート状支持体６０を装置１５８内で流通させるようにすればよい。
【００９２】
また、図６〜図１０に示した実施形態の何れにおいても、エネルギ源から送出されるエネルギ例えば光をマスクや突起光学系、例えば先に図５Ｋ〜図５Ｍを参照して説明したエネルギ吸収性熱発生器１３２、１３４及び１３６と同じ横方向の拡がりを有するマスクや突起光学系に通すことにより、そのマスクや突起光学系のパターンに応じた熱輻射領域を、均一な吸収率を有する支持体上に形成することができる。これを実施する場合、スラリ導入とスラリ導入の間にさらされるエネルギのレベルの違いによって集積先を選別すること、即ちその横方向の拡がりが様々に異なる様々なパッチに属する接合サイト群に集積させることができる。また、ご理解頂けるように、図５Ａ〜図５Ｎに示した実施形態群と図６Ａ〜図６Ｄ、図７、図８Ａ〜図８Ｅ、図９及び図１０に示した実施形態群とを組み合わせ、対応するエネルギ吸収性熱発生器にエネルギ吸収率の違いがある接合サイトに対しエネルギを選別的に供給し、バリアゾーンを形成させることができる。
【００９３】
図１１Ａ〜図１１Ｈに、本発明の一実施形態に係る装置１５８を応用してカラーディスプレイを製造する手順の例を示す。本応用例において製造するのは、赤色、緑色及び青色の電気泳動ビーズ乃至バイクロミックビーズを組み合わせてカラー表示素子として用いるカラーディスプレイである。図１１Ａに示したのは微細集積プロセス実施時における支持体６０の流れ、図１１Ｂに示したのは微細部品８０〜８４を集積させる前の支持体６０の一部２１２の頂面、図１１Ｃに示したのはその部分２１２の初段集積工程実施後における頂面である。
【００９４】
図１１Ａに示すように、初段集積工程においては、感熱増粘性流体が入っている初段流体槽１６５に支持体６０を送り込み、緑色マイクロカップサイト２１６及び青色マイクロカップサイト２１８それぞれの近傍にエネルギが供給されるパターンにて、図示しないパターン状エネルギ発生器にてエネルギを発生させ支持体６０に供給する。これによって、図１１Ｃに示すように、緑色マイクロカップサイト２１６及び青色マイクロカップサイト２１８の近傍にバリアゾーン９２及び９４のパターンが形成される。
【００９５】
初段スラリ槽１６６では、赤色マイクロビーズ２３０を含有するキャリア流体７３からなる初段用スラリ７０を、支持体６０上に供給する。すると、赤色マイクロビーズ２３０が赤色マイクロカップサイト２１４に接合する。これによって、図１１Ｄにその頂面を示すように、各赤色マイクロカップサイト２１４が赤色マイクロビーズ２３０によって埋められ、赤色マイクロビーズ２３０によるアレイが形成された初段微細集積構造１００が仕上がる。
【００９６】
このようにして形成される初段微細集積構造１００上には幾らかの赤色マイクロビーズ２３０が未結合状態で残っているので、次は初段リンス装置１６８にてこれを濯ぎ取る。その後、バリアゾーン９２及び９４の形成に寄与したエネルギの供給を停止し或いはそれを消散に委ねる。これによって、初段微細集積構造１００上にまた別のバリアゾーンを形成できる状態になる。
【００９７】
図示応用例においては、余剰赤色マイクロビーズ２３０を除去した初段微細集積構造１００に対し新たなパターンでエネルギを供給し、更にその初段微細集積構造１００を中間段スラリ槽１７４に入れる。本応用例では、中間段スラリ槽１７４内に感熱増粘性流体７２が入っており、またその感熱増粘性流体７２は緑色マイクロビーズ２３２を含む中間段用微細部品を含有している。本応用例では、青色マイクロカップサイト２１８近傍に図１１Ｅに示す通り中間バリアゾーン９６が形成されるよう、初段微細集積構造１００を中間段スラリ槽１７４に入れてエネルギにさらす。
【００９８】
その時点では、赤色マイクロカップサイト２１４が既に赤色マイクロビーズ２３０によって占拠されており、また青色マイクロカップサイト２１８がバリアゾーン９６によって遮蔽されているので、緑色マイクロビーズ２３２は赤色マイクロカップサイト２１４にも青色マイクロカップサイト２１８にも結合することができない。そのため、図１１Ｅ及び図１１Ｆに示すように、バリアゾーン９６が形成されている初段微細集積構造１００上に中間段用スラリ７４を供給すると、緑色マイクロカップサイト２１６に緑色マイクロビーズ２３２が結合する。これによって、支持体６０上に緑色マイクロビーズ２３２のパターンが形成され、図１１Ｇにその一部分２１２を示す中間段微細集積構造１０２がもたらされる。
【００９９】
中間段微細集積構造１０２を集積形成した後は、図１１Ａに示すように、その中間段微細集積構造１０２を中間段リンス装置１７６によって濯ぎ、結合外となった即ち余剰な緑色マイクロビーズ２３２を全て除去する。また、濯いでいる間も中間段で形成したバリアゾーン９６を存置させ、余剰緑色マイクロビーズ２３２が青色マイクロカップサイト２１８に結合する隙を作らないようにする。濯ぎを終えたら、支持体６０に対するパターン状エネルギの供給を停止し或いは消散に委ねることにより、バリアゾーン９６を消失させる。これによって、接合サイトたる青色マイクロカップサイト２１８は、青色マイクロビーズ２３４を受け入れられる状態になる。
【０１００】
最終段スラリ槽１８４では、この中間段微細集積構造１０２上に、青色マイクロビーズ２３４及びキャリア流体７３からなる最終段用スラリ７６を供給する。青色マイクロビーズ２３４は、既にそれぞれ赤色マイクロビーズ２３０又は緑色マイクロビーズ２３２によって占拠されている赤色マイクロカップサイト２１２及び緑色マイクロカップサイト２１４には結合できないので、図１１Ｈに示すように、未占拠状態で残っているマイクロカップサイト即ち青色マイクロカップサイト２１８に結合し、支持体６０上に青色マイクロビーズ２３４のパターンを形成する。次いで、こうして形成された最終微細集積構造１０４を濯いで結合外の余剰青色マイクロビーズ２３４を全て除去し、更にその最終微細集積構造１０４を集積後処理ステーション２２０に送る。集積後処理ステーション２２０では、例えばその微細集積構造１０４に対する乾燥、接合・結合、積層、集積等の処理を施して、集積型ディスプレイ部品として好適に使用できる状態にする。
【０１０１】
図１２〜図１５に、本発明の幾つかの実施形態における支持体６０の例を示す。本実施形態における支持体６０には接合サイト同士を接続する導体２４２、２４４、２４６及び２４８が設けられており、その接続によって接合サイト間導電経路が形成されている。本実施形態では、電気信号を供給したときこれらの導体２４２、２４４、２４６及び２４８が発する熱を利用して、感熱増粘性流体例えば７２中にバリアゾーンを形成する。
【０１０２】
この種の実施形態のうち図１２及び図１３に示す実施形態においては、導体２４２、２４４、２４６及び２４８が支持体６０の面２３８に、また接合サイト６２、６４、６６及び６８が面２４０に、それぞれ配置されている。本実施形態では、直流、交流又はその組合せである電気信号乃至電流を流すとその電気エネルギによって発熱するよう、各導体２４２、２４４、２４６及び２４８が構成されている。各導体への電気信号の供給は、その導体の一端に第１電極２４７をまた他端に第２電極２４９をそれぞれ接触させ、両電極間にその電気信号を印加することによって行うことができる。通常、こうした導体による発熱量は、その導体に流れる電流値の自乗及びその導体の抵抗値の関数により決まる。
【０１０３】
導体２４２、２４４、２４６及び２４８は、電気エネルギが供給されると発熱する素材であれば既知のどのような素材からでも形成できる。導体例えば２４２、２４４、２４６及び２４８の形成に利用できる素材の例としては、銅、アルミニウム、鋼等の金属若しくはそれらを含有する組成物や、炭素、グラファイト若しくはそれらを含有する組成物や、ＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）若しくはそれを含有する組成物がある。導体２４２、２４４、２４６及び２４８の形成は、支持体６０を製造する際に行ってもよいし、支持体６０を製造した後に行ってもよい。また、その手段としては、本件技術分野で既知のインクジェット、連続インクジェット、サーマル、真空蒸着、接触印刷等の手法を用いることができる。導体２４２、２４４、２４６及び２４８の位置は、支持体６０の表面上でもよいし支持体６０の内部でもよい。
【０１０４】
図１２及び図１３に示す例においては、導体２４２、２４４、２４６及び２４８は直線状のパターンをなすように配置されている。導体例えば導体２４２にエネルギを供給し支持体６０を感熱増粘性流体７２にさらすと、その支持体６０の接合サイト配置面２４０上に直線状のバリアゾーン９２が形成される。こうした直線状バリアゾーン９２を利用すれば、特定種類例えば特定色の発光素子からなる素子列乃至素子行を流体内形成することができる。但し、こうした形態に限らず様々なパターンで導体を形成可能であるので、より入り組んだ配置、配列に従いバリアゾーンを発生させることもできる。
【０１０５】
次に、図１４に示す実施形態においては、その長手方向に沿って放熱レベルが様々に変わるよう導体２４２及び２４８が形成されている。例えば導体２４２の抵抗値は、高抵抗エリア２５０及び低抵抗エリア２５２が生じるよう部分毎に定められている。従って、同じ電気信号が供給された場合の発熱量は低抵抗エリア２５２より高抵抗エリア２５０の方が多くなる、という効果を利用し、支持体６０上にある接合サイト６２のうち指定したものの近傍だけにバリアゾーンを形成することができる。即ち、導体特にその一部エリア２５０及び２５２を利用し図５Ａ〜図５Ｇを参照して説明した実施形態と同等の機能を実現することができる。また、これも自明なことに、導体２４２、２４４、２４６及び２４８の何れも、電気信号によって供給される電気エネルギを熱に変換する効率がレベル的に異なる複数の部分から、構成することができる。この種の導体を用いて多段微細集積プロセスを実施するには、例えば、まず比較的高レベルの電気信号乃至エネルギを導体内に供給して指定接合サイト近傍に一組のバリアゾーンを形成させ、次いでそれより低レベルの電気信号乃至エネルギを供給して接合サイト近傍に別の一組の（例えばより限定された）バリアゾーンを形成させる、という手順を採ればよい。即ち、同一の導体群に対し様々なレベルのエネルギを供給することにより、それら導体群によって様々なパターンでバリアゾーンを形成することができるので、これを利用して例えば図５Ｋ〜図５Ｍに示したシステム的集積プロセスを実施することができる。
【０１０６】
導体の抵抗値を部分毎に調整設定する手法としては、例えば、その導体部分に供給した電流が流れる断面積を増減させる、という手法を用いればよい。断面積を減らせばその導体部分の抵抗値が増加し、図１４に模式的に示した高抵抗エリア２５０即ち発熱量が多い部分が形成される。或いは、その導体の各部分を互いに別々の態様で形成することによって、各導体部分の抵抗値に変化を付けることもできる。例えば、その導体を形成している導電素材中に抵抗素材その他の既知素材を挿入することによって、挿入した部分の抵抗値を他の導体部分より高くすることができる。
【０１０７】
図１２及び図１３に例示した導体２４２〜２４８に対する電気エネルギの供給方法には、例えば図１３に示した形態で導体２４７及び２４９を直接接触させ導体２４２〜２４８の全長に亘り電流を流す、という方法の他に、例えば図１５に示す形態で導体２４７及び２４９を導体２４２等に直接接触させてその一部だけに電流を流す、という方法もある。即ち、集積プロセスの各段階を実施する際、この図の導体２４２及び２４４については、その一部延長だけに電気信号を流すことができる。導体２４２及び２４４の全長のうち発熱するのはその電気信号が流れる部分だけであるので、バリアゾーンが形成されるのは支持体６０のうちこの通流部分に対応する延長部分だけである。各導体のうち電気エネルギが供給される部分は製造段階毎に変えることができるので、製造段階毎に異なるパターンで接合サイトを形成することができる。
【０１０８】
また、ご理解頂けるように、本願記載の微細集積プロセスを用いて微細集積構造内蔵電気回路を組み立てる際には、当該微細集積構造に随伴する支持体及び導体を回路基板分野における従来的発想（微細集積構造間で電気信号等をやりとりするのに必要な形状の導体を形成するという発想）に従い形成してもよいが、それだけに留まらず、その導体をバリアゾーン形成用発熱部として利用することもできる。発熱させるには、単に、上述の如く形成された回路導体２４６等に電気エネルギを供給するだけでよい。また、上述の通り、その導体の全長に亘りエネルギを供給してもよいし一部だけに供給してもよい。
【０１０９】
また、図１６に示すように、支持体６０を用いて組み立てた電気回路により形成される導電経路が微細部品又は一群の微細部品からなる構造物を過ぎる構成においては、例えばある接合サイト６２に入っていく入力導体２６０とその接合サイト６２から出てくる出力導体２６２との間に間隙Ｇを形成し、それを利用して熱を発生させることができる。即ち導電性の感熱増粘性流体７２を用い、入力導体２６０と出力導体２６２の間の間隙Ｇをその感熱増粘性流体７２によって満たすことで、その間隙Ｇを介した導電経路を成立させることができるので、その状態で入力導体２６０から出力導体２６２へと電気エネルギを流せば、その電気エネルギによりその経路上にある感熱増粘性流体７２が発熱して増粘し、その間隙Ｇ内にバリアゾーンが形成される。
【０１１０】
後段の集積工程においては、例えば入力導体２６０と出力導体２６２の間への電気エネルギの供給を停止させ、間隙Ｇに形成されていたバリアゾーンを解消させる。すると、微細部品例えば中間段用微細部品８４或いは最終段用微細部品８６がその間隙Ｇに入り込み、入力導体２６０及び出力導体２６２と共に微細集積回路を形成する。
【０１１１】
ご理解頂けるように、流体への電気エネルギの通し方は色々ある。例えば図１７に示す例では、入力導体２６０がある接合サイト例えば接合サイト６２に、また出力導体２６２がその隣の接合サイト６４に、それぞれ接続されている。入力導体２６０と出力導体２６２の間に電圧を印加すると、接合サイト６２、接合サイト６４及びその間の感熱増粘性流体７２にエネルギが供給され、その部分で感熱増粘性流体７２が発熱してバリアゾーン９２が形成される。このバリアゾーン９２によって妨げられる感熱増粘性流体７２中の微細部品８０は接合サイト６２及び６４に結合することができない。
【０１１２】
また、図１２〜図１７に示した導体乃至導体部分２４２〜２５２、２６０及び２６２は、支持体６０の表面のうち接合サイト６２、６４、６６及び６８が形成されている側とは逆の面上、或いは支持体６０の内部に位置しているが、自明な通りこの点に関しては特に限定する必要がなく、導体乃至導体部分２４２〜２５２、２６０及び２６２は、支持体６０の接合サイト６２、６４、６６及び６８が形成されている側の面上にも、配置することができる。また、これも自明なことに、どの導体も様々な形状にすることができる。
【０１１３】
本発明の何れの実施形態においても同じであるが、感熱増粘性流体を加熱し又は発熱させるためのエネルギの供給タイミングは、集積プロセスや濯ぎプロセスの実行前又は実行中等、様々なタイミングとすることができる。即ち、そのままではかなり高い確率で微細部品が着座し結合してしまいかねない接合サイトにバリアゾーンを形成しうる状況下で、エネルギを供給すればよい。従って、例えば図２Ｂに示す実施形態においては、初段用微細部品８０を含有する感熱増粘性流体７２をキャリア流体７３として初段用スラリ７０に含め、それをステップ１０８にて供給することにより、支持体に感熱増粘性流体を供給するステップ１０６を省略することができる。支持体６０を部位選択的に加熱（１０７）した後に供給（１０８）される初段用スラリ７０によって、初段用微細部品８０が接合する危険性がひどく高まる前に指定接合サイトにバリアゾーンを形成できるため、こうした省略が可能である。同じ理由で、ステップ１１３とステップ１１５、ステップ１１８とステップ１２０も、それぞれまとめることができ、それによって中間集積工程や最終集積工程を短縮することができる。
【０１１４】
また、別紙図面においては、説明に都合のよい形状のバリアゾーン９２、９４及び９６を示したのであって、バリアゾーンの形状はそうした形状に限られるものではない。バリアゾーンに対し求められることは、指定接合サイトへの微細部品を妨げること、またそのやめに必要な最小限の抵抗を発現させることである。従って、接合サイトを部分的に遮蔽するだけでも十分な場合がある。また、配位子その他の生物学的接合サイトを使用する場合は、当該配位子のレセプタサイトを遮蔽乃至マスク等するのみでも十分である。
【０１１５】
更に、上述した実施形態では、バリアゾーンが形成される接合サイトが、微細部品と接合していない即ち空の接合サイトだけであったが、本発明の実施形態はそうした実施形態に限られるものでもない。例えば、微細部品によって占拠されている接合サイトの近傍にバリアゾーンを形成できる形態で、本発明を実施することもできる。
【０１１６】
これを行うことによって、例えば、後段の集積工程にてその微細部品がダメージを被らないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１Ａ】従来から知られている流体内自動集積法の一例を示す図である。
【図１Ｂ】図１Ａの類例を示す図である。
【図１Ｃ】図１Ａの類例を示す図である。
【図１Ｄ】図１Ａの類例を示す図である。
【図１Ｅ】図１Ａの類例を示す図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態に係る流体内自動集積法の流れを示す図である。
【図２Ｂ】本発明の別の実施形態に係り複数種類の微細部品を集積させる際に実施される多段式流体内自動集積法の流れを示す図である。
【図３Ａ】図２Ａ及び図２Ｂに示した流体内自動集積法を説明するための図である。
【図３Ｂ】図３Ａの続きを示す図である。
【図３Ｃ】図３Ｂの続きを示す図である。
【図４Ａ】微細集積構造形成処理、特にＡは支持体上への初段用微細部品集積処理を示す図である。
【図４Ｂ】微細集積構造形成処理、特にＢは支持体上への初段用微細部品集積処理を示す図である。
【図４Ｃ】微細集積構造形成処理、特にＣは初段微細集積構造上への中間段用微細部品集積処理を示す図である。
【図４Ｄ】微細集積構造形成処理、特にＤは初段微細集積構造上への中間段用微細部品集積処理を示す図である。
【図４Ｅ】微細集積構造形成処理、特にＥは中間段微細集積構造上への最終段用微細部品集積処理を示す図である。
【図５Ａ】本発明の実施形態に係り一組のエネルギ吸収性熱発生器を支持体の指定接合サイト近傍部分に組み込んだ例を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ａの類例を示す図である。
【図５Ｃ】図５Ｂの類例を示す図である。
【図５Ｄ】図５Ｃの類例を示す図である。
【図５Ｅ】図５Ｄの類例を示す図である。
【図５Ｆ】図５Ｅの類例を示す図である。
【図５Ｇ】図５Ｆの類例を示す図である。
【図５Ｈ】本発明の実施形態に係り一組の様々な種類のエネルギ吸収性熱発生器を支持体の指定接合サイト近傍部分に組み込んだ例を示す図である。
【図５Ｉ】図５Ｈの続きを示す図である。
【図５Ｊ】図５Ｉの続きを示す図である。
【図５Ｋ】図５Ｈ〜図５Ｊの類例を示す図である。
【図５Ｌ】図５Ｋの続きを示す図である。
【図５Ｍ】図５Ｌの続きを示す図である。
【図５Ｎ】本発明の実施形態に係り支持体に設けられるエネルギ吸収性熱発生器を示す図である。
【図６Ａ】本発明の実施形態に係りエネルギを選別的に供給してキャリア流体を局所加熱する例を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ａの類例を示す図である。
【図６Ｃ】図６Ｂの類例を示す図である。
【図６Ｄ】図６Ｃの類例を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係り支持体ひいては微細部品含有感熱増粘性流体に対しエネルギを部位選択的に供給し選別的集積を行う微細集積構造形成装置を示す図である。
【図８Ａ】本発明の一実施形態に係り支持体ひいては微細部品含有感熱増粘性流体に対し部位選択的にエネルギを供給し選別的集積を行う微細集積構造形成装置を示す図である。
【図８Ｂ】支持体に対し部位選択的にエネルギを供給するパターン状エネルギ発生器の一例構成を示す図である。
【図８Ｃ】パターン状エネルギ発生器をサーマルプリントヘッドとして構成した例を示す図である。
【図８Ｄ】図８Ｃの類例を示す図である。
【図８Ｅ】ブロードキャストエネルギ源及びフィルタを有するパターン状エネルギ発生器の例を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態に係り支持体ひいては微細部品含有感熱増粘性流体に対しエネルギを選択的に供給し選別的集積を行う微細集積構造形成装置を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係り支持体ひいては微細部品含有感熱増粘性流体に対しエネルギを選択的に供給し選別的集積を行う微細集積構造形成装置を示す図である。
【図１１Ａ】本発明の一実施形態に係る方法又は装置のディスプレイ組立への応用例を示す図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａに示した例を説明するための図である。
【図１１Ｃ】図１１Ａに示した例を説明するための図である。
【図１１Ｄ】図１１Ａに示した例を説明するための図である。
【図１１Ｅ】図１１Ａに示した例を説明するための図である。
【図１１Ｆ】図１１Ａに示した例を説明するための図である。
【図１１Ｇ】図１１Ａに示した例を説明するための図である。
【図１１Ｈ】図１１Ａに示した例を説明するための図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係り支持体に導体が付随する例を示す図である。
【図１３】図１２の詳細例を示す図である。
【図１４】図１３の類例を示す図である。
【図１５】図１３の類例を示す図である。
【図１６】本発明の一実施形態に係り接合サイト内での感熱増粘性流体への通電によりその感熱増粘性流体が発熱する例を示す図である。
【図１７】本発明の一実施形態に係り接合サイト内での感熱増粘性流体への通電によりその感熱増粘性流体が発熱する例を示す図である。
【符号の説明】
【０１１８】
１０  基板、２１〜２６，６２，６４，６６，６８  接合サイト、２７  電極、２９，７２，７３  流体、３２  滴、３４  液体、３６，４８，８８，１９２，１９４，１９６，１９８，２００，２０２  面、４７，４９，５１，５２，８０，８２，８４  微細部品（マイクロコンポーネント）、６０  支持体、７０，７４，７６  スラリ、９０，９６  エネルギ、９２，９４，９８  バリアゾーン、１００，１０２，１０４  微細集積構造（マイクロアセンブリストラクチャ）、１０５  支持体準備ステップ、１０６，１１３，１１８  感熱増粘性流体供給ステップ、１０７，１１４，１１９  エネルギ供給ステップ、１０８，１１５，１２０  スラリ供給ステップ、１０９，１１６，１２１  スラリ除去ステップ、１１０，１１７，１２２  エネルギ供給停止ステップ、１１２  最終集積段判別ステップ、１３２，１３４，１３６，１３８，１４８，１５６，１６４，１７２，１８２，１９３ａ，１９３ｂ，２０６  ヒータ乃至熱発生器、１４０  液体部、１４２，１４５  導電発熱部、１４３，１４６  インダクタ、１４４，１４７  キャパシタ、１５０  加熱ブロック、１５２  突起、１５４  アクチュエータ、１５８  微細集積構造形成装置、１６０  送給源、１６２，１７０，１８０，１９１  ローラ、１６５  流体槽、１６６，１７４，１８４  スラリ槽、１６８，１７６，１８６  リンス装置、１８０，２２０  集積後処理ステーション、１８３  リニアレーザ光ビーム、１９０  プラテン、２１２  支持体の一部分、２１４，２１６，２１８  マイクロカップサイト、２３０，２３２，２３４  マイクロビーズ、２４２，２４４，２４６，２４８  導体、２５０  高抵抗エリア、２５２  低抵抗エリア、２６０  入力導体、２６２  出力導体、Ｌ  レンズ、Ｗ  幅、ＳＷ  スワス幅。
【図１Ａ】
2008516415.tif 000004
【図１Ｂ】
2008516415.tif 000005
【図１Ｃ】
2008516415.tif 000006
【図１Ｄ】
2008516415.tif 000007
【図１Ｅ】
2008516415.tif 000008
【図２Ａ】
2008516415.tif 000009
【図２Ｂ】
2008516415.tif 000010
【図３Ａ】
2008516415.tif 000011
【図３Ｂ】
2008516415.tif 000012
【図３Ｃ】
2008516415.tif 000013
【図４Ａ】
2008516415.tif 000014
【図４Ｂ】
2008516415.tif 000015
【図４Ｃ】
2008516415.tif 000016
【図４Ｄ】
2008516415.tif 000017
【図４Ｅ】
2008516415.tif 000018
【図５Ａ】
2008516415.tif 000019
【図５Ｂ】
2008516415.tif 000020
【図５Ｃ】
2008516415.tif 000021
【図５Ｄ】
2008516415.tif 000022
【図５Ｅ】
2008516415.tif 000023
【図５Ｆ】
2008516415.tif 000024
【図５Ｇ】
2008516415.tif 000025
【図５Ｈ】
2008516415.tif 000026
【図５Ｉ】
2008516415.tif 000027
【図５Ｊ】
2008516415.tif 000028
【図５Ｋ】
2008516415.tif 000029
【図５Ｌ】
2008516415.tif 000030
【図５Ｍ】
2008516415.tif 000031
【図５Ｎ】
2008516415.tif 000032
【図６Ａ】
2008516415.tif 000033
【図６Ｂ】
2008516415.tif 000034
【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７】
2008516415.tif 000037
【図８Ａ】
2008516415.tif 000038
【図８Ｂ】
2008516415.tif 000039
【図８Ｃ】
2008516415.tif 000040
【図８Ｄ】
2008516415.tif 000041
【図８Ｅ】
2008516415.tif 000042
【図９】
2008516415.tif 000043
【図１０】
2008516415.tif 000044
【図１１Ａ】
2008516415.tif 000045
【図１１Ｂ】
2008516415.tif 000046
【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
2008516415.tif 000048
【図１１Ｅ】
2008516415.tif 000049
【図１１Ｆ】
2008516415.tif 000050
【図１１Ｇ】
2008516415.tif 000051
【図１１Ｈ】
2008516415.tif 000052
【図１２】
2008516415.tif 000053
【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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【国際調査報告】
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