(57)【要約】【課題】短時間で多層膜を形成する多層膜形成装置、多層膜形成方法、及びデバイス製造方法を提供すること。【解決手段】基板３０上に多層膜を形成する装置であって、膜を形成する固体成分を含んだ流体を噴射する複数の流体噴射ヘッド２１、２２、２３、２４と、流体噴射ヘッド２１、２２、２３、２４と対向して配置され、複数の流体噴射ヘッド２１、２２、２３、２４間を移動し、浸透性を有する基材１０と、複数の流体噴射ヘッド２１、２２、２３、２４から流体２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａを噴射することにより基材１０上に形成された多層膜を、基板３０上に転写する転写装置４０とを有することを特徴とする多層膜形成装置１とした。【選択図】図１
2008272709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に多層膜を形成する装置であって、
膜を形成する固体成分を含んだ流体を噴射する複数の流体噴射ヘッドと、
前記流体噴射ヘッドと対向して配置され、前記複数の流体噴射ヘッド間を移動し、浸透性を有する基材と、
前記複数の流体噴射ヘッドから前記流体を噴射することにより前記基材上に形成された多層膜を前記基板上に転写する転写装置と、
を有することを特徴とする多層膜形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の多層膜形成装置において、
前記流体噴射ヘッドは、
前記流体噴射ヘッドから噴射された前記流体の前記基材上における着弾点が、前記基材の移動方向に沿って、
Ｌｎ≧Ｕ（ｍｎｓｎＶｎ０／ｋｎＡｎ）２
で表される式を満たす間隔Ｌｎをもって配置されていることを特徴とする多層膜形成装置。
ただし、
Ｌｎ   ：基材の移動方向の最上流から数えてｎ番目の流体噴射ヘッドから噴射された流体の着弾点とｎ＋１番目の流体噴射ヘッドから噴射された流体の着弾点との距離
Ｕ   ：基材の移動速度
ｍｎ  ：固体成分の乾湿重量比
ｓｎ  ：固体成分の濃度
Ｖｎ０ ：流体の初期体積
ｋｎ  ：流体の浸透速度
Ａｎ  ：流体の底面積
である。
【請求項３】
請求項２に記載の多層膜形成装置において、
前記流体噴射ヘッドの間隔Ｌｎは、Ｕ（ｍｎｓｎＶｎ０／ｋｎＡｎ）２に略一致することを特徴とする多層膜形成装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の多層膜形成装置であって、
前記基材は、前記固形成分に含まれる粒子の粒径より小さい孔を有することを特徴とする多層膜形成装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の多層膜形成装置において、
前記流体噴射ヘッドは、ラインヘッドであることを特徴とする多層膜形成装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の多層膜形成装置において、
前記基材が、前記多層膜の転写後に前記転写装置から前記流体噴射ヘッドの前面に移動して再利用されることを特徴とする多層膜形成装置。
【請求項７】
請求項６に記載の多層膜形成装置において、
前記転写装置の後段かつ、前記流体噴射ヘッドの前段に、洗浄装置及び乾燥装置を備えていることを特徴とする多層膜形成装置。
【請求項８】
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の多層膜形成装置において、
前記基材がテープ状であり、
前記基材を巻回した繰り出しロールを有する供給装置と、
前記多層膜を前記基板に転写した後の前記基材を回収する回収装置と、
を備えたことを特徴とする多層膜形成装置。
【請求項９】
複数の流体噴射ヘッドを備えた多層膜形成装置を用いて、基板上に多層膜を形成する方法であって、
複数の流体噴射ヘッドからヘッド前面を移動する前記基材に流体を順次噴射して多層膜を形成する工程と、
前記基材上に形成された前記多層膜を転写する工程と、
を有することを特徴とする多層膜形成方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の多層膜形成方法であって、
前記流体の前記基材上における着弾点の間隔が、前記基材の移動方向に沿って、
Ｌｎ≧Ｕ（ｍｎｓｎＶｎ０／ｋｎＡｎ）２
で表される式を満たす間隔Ｌｎをもって配置された前記流体噴射ヘッドから、前記基材に前記流体を噴射することを特徴とする多層膜形成方法。
ただし、
Ｌｎ   ：基材の移動方向の最上流から数えてｎ番目の流体噴射ヘッドから噴射された流体の着弾点とｎ＋１番目の流体噴射ヘッドから噴射された流体の着弾点との距離
Ｕ   ：基材の移動速度
ｍｎ  ：固体成分の乾湿重量比
ｓｎ  ：固体成分の濃度
Ｖｎ０ ：流体の初期体積
ｋｎ  ：流体の浸透速度
Ａｎ  ：流体の底面積
である。
【請求項１１】
請求項１０に記載の多層膜形成方法であって、
前記流体噴射ヘッドの間隔Ｌｎは、Ｕ（ｍｎｓｎＶｎ０／ｋｎＡｎ）２に略一致することを特徴とする多層膜形成方法。
【請求項１２】
請求項９から請求項１１の何れか１項に記載の多層膜形成方法であって、
前記多層膜上に接着剤層を形成する工程を、前記多層膜形成工程の後、前記転写工程の前に有することを特徴とする多層膜形成方法。
【請求項１３】
請求項９から請求項１２の何れか１項に記載の多層膜形成方法であって、
前記転写工程を終えた前記基材に対して、再び前記多層膜形成工程を行うことを特徴とする多層膜形成方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の多層膜形成方法であって、
前記転写工程の後段かつ、前記多層膜形成工程の前段に、洗浄工程及び乾燥工程を有することを特徴とする多層膜形成方法。
【請求項１５】
請求項９から請求項１２の何れか１項に記載の多層膜形成方法であって、
テープ状の前記基材が巻回された繰り出しロールから前記基材を供給して前記多層膜を形成し、
前記転写工程の後に、前記基材を回収することを特徴とする多層膜形成方法。
【請求項１６】
請求項９から請求項１５の何れか１項に記載の多層膜形成方法を用いたデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層膜の形成方法、多層膜の形成装置、デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、流体噴射装置を用いた電気基板上への回路パターンの形成には、直接電気基板上に回路パターン形成用材料を含んだ流動体を噴射し、流動体を乾燥させて回路パターンを形成していた。多層の回路パターンの形成は、この工程を繰り返し行い形成していた。（特許文献１）
【特許文献１】特開２００４−３５６２９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、流体を乾燥させて膜を形成する方法では、１つの層の形成に時間がかかるため、多層膜を形成するためには多大な時間を必要としていた。
【０００４】
本発明は、短時間で多層膜を形成する多層膜形成装置、多層膜形成方法、及びデバイス製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
基板上に多層膜を形成する装置であって、膜を形成する固体成分を含んだ流体を噴射する複数の流体噴射ヘッドと、前記流体噴射ヘッドと対向して配置され、前記複数の流体噴射ヘッド間を移動し、浸透性を有する基材と、前記複数の流体噴射ヘッドから前記流体を噴射することにより前記基材上に形成された多層膜を前記基板上に転写する転写装置とを有することを特徴とする多層膜形成装置である。この構造を備えることにより、前記多層膜の形成を１つのプロセスで行えるので、短時間で複数の多層膜を連続して製造できる多層膜形成装置とすることができる。
【０００６】
前記流体噴射ヘッドは、前記流体噴射ヘッドから噴射された前記流体の前記基材上における着弾点が、前記基材の移動方向に沿って、Ｌｎ≧Ｕ（ｍｎｓｎＶｎ０／ｋｎＡｎ）２で表される式を満たす間隔Ｌｎをもって配置されていることが好ましい。
ただし、
Ｌｎ   ：基材の移動方向の最上流から数えてｎ番目の流体噴射ヘッドから噴射された流体の着弾点とｎ＋１番目の流体噴射ヘッドから噴射された流体の着弾点との距離
Ｕ   ：基材の移動速度
ｍｎ  ：固体成分の乾湿重量比
ｓｎ  ：固体成分の濃度
Ｖｎ０ ：流体の初期体積
ｋｎ  ：流体の浸透速度
Ａｎ  ：流体の底面積
である。この構成を備えることで、前記基材上の前記流体から液体成分が除去された後に、次の前記流体が前記基材上に供給されることになるから、積層された前記膜同士の成分が混ざらない多層膜形成装置とすることができる。
【０００７】
前記流体噴射ヘッドの間隔Ｌｎは、Ｕ（ｍｎｓｎＶｎ０／ｋｎＡｎ）２に略一致することが好ましい。この構成を有することにより、隣接する前記膜の境界付近でそれぞれの前記膜の前記固体成分が混合されるので、層間の密着力を向上させた多層膜を形成する多層膜形成装置とすることができる。
【０００８】
前記基材は、前記固形成分に含まれる粒子の粒径より小さい孔を有することが好ましい。この構造を備えることで、前記膜が前記基材に固定されないので、前記基板への転写を確実に行える多層膜形成装置とすることができる。
【０００９】
前記流体噴射ヘッドは、ラインヘッドであることが好ましい。この構造を備えることにより、前記基材を停止させることなく前記多層膜を形成することができるので、短時間で前記多層膜を形成する多層膜形成装置とすることができる。
【００１０】
前記基材が、前記多層膜の転写後に前記転写装置から前記流体噴射ヘッドの前面に移動して再利用されることが好ましい。この構造を備えることで、前記基材の使用量を抑えることができるので、製造コストを抑えた多層膜形成装置とすることができる。
【００１１】
前記転写装置の後段かつ、前記流体噴射ヘッドの前段に、洗浄装置及び乾燥装置を備えていることが好ましい。この構造を備えることで、前記基板に転写されなかった前記多層膜の残りを取り除いた後再利用されるので、前記基材を再利用しても、形成する多層膜に不具合を生じることがなく、高信頼度な多層膜形成装置とすることができる。
【００１２】
前記基材がテープ状であり、前記基材を巻回した繰り出しロールを有する供給装置と、前記多層膜を前記基板に転写した後の前記基材を回収する回収装置とを備えることが好ましい。この構造を備えることにより、常に新しい前記基材を用いて前記多層膜を転写することができるので、高信頼度な多層膜形成装置とすることができる。また、前記供給装置と前記回収装置との間隔を容易に変更できるので、より多くの層が積層する多層膜形成装置とすることができる。
【００１３】
複数の流体噴射ヘッドを備えた多層膜形成装置を用いて、基板上に多層膜を形成する方法であって、複数の流体噴射ヘッドからヘッド前面を移動する前記基材に流体を順次噴射して多層膜を形成する工程と、前記基材上に形成された前記多層膜を転写する工程とを有することを特徴とする多層膜形成方法である。この方法によれば、前記多層膜の形成を１つのプロセスで行えるので、短時間で複数の多層膜を連続して製造できる多層膜形成方法とすることができる。
【００１４】
前記流体の前記基材上における着弾点の間隔が、前記基材の移動方向に沿って、
Ｌｎ≧Ｕ（ｍｎｓｎＶｎ０／ｋｎＡｎ）２
で表される式を満たす間隔Ｌｎをもって配置された前記流体噴射ヘッドから、前記基材に前記流体を噴射することが好ましい。ただし、
Ｌｎ   ：基材の移動方向の最上流から数えてｎ番目の流体噴射ヘッドから噴射された流体の着弾点とｎ＋１番目の流体噴射ヘッドから噴射された流体の着弾点との距離
Ｕ   ：基材の移動速度
ｍｎ  ：固体成分の乾湿重量比
ｓｎ  ：固体成分の濃度
Ｖｎ０ ：流体の初期体積
ｋｎ  ：流体の浸透速度
Ａｎ  ：流体の底面積
である。この方法によれば、前記基材上の前記流体から液体成分が除去された後に、次の前記流体が前記基材上に供給されることになるから、積層された前記膜が混ざらない多層膜形成方法とすることができる。
【００１５】
前記流体噴射ヘッドの間隔Ｌｎは、Ｕ（ｍｎｓｎＶｎ０／ｋｎＡｎ）２に略一致することが好ましい。この方法によれば、隣接する前記膜の境界付近でそれぞれの前記膜の前記固体成分が混合されるので、層間の密着力を向上させた多層膜を形成する多層膜形成方法とすることができる。
【００１６】
前記多層膜上に接着剤層を形成する工程を、前記多層膜形成工程の後、前記転写工程の前に有することが好ましい。この方法によれば、前記基板に確実に前記多層膜を固定できるので、製造歩留りを向上させる多層膜形成方法とすることができる。
【００１７】
前記転写工程を終えた前記基材に対して、再び前記多層膜形成工程を行うことが好ましい。この方法によれば、前記基材の使用量を抑えることができるので、製造コストを抑えた多層膜形成方法とすることができる。
【００１８】
前記転写工程の後段かつ、前記多層膜形成工程の前段に、洗浄工程及び乾燥工程を有することが好ましい。この方法によれば、前記基材は、前記基板に転写されなかった前記多層膜の残りを取り除いた後再利用されるので、前記基材を再利用しても高信頼度な多層膜形成方法とすることができる。
【００１９】
テープ状の前記基材が巻回された繰り出しロールから前記基材を供給して前記多層膜を形成し、前記転写工程の後に、前記基材を回収することが好ましい。この方法によれば、常に新しい前記基材を用いて前記多層膜を転写することができるので、高信頼度な多層膜形成方法とすることができる。また、前記供給装置と前記回収装置とを任意の位置に設置することができるので、より多くの層を有する多層膜を形成する多層膜形成方法とすることができる。
【００２０】
本発明に係る多層膜形成方法を用いたデバイス製造方法である。この方法によれば、前記多層膜の形成を１つのプロセス行えるので、短時間で多層膜を形成する多層膜形成方法とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
［第１の実施形態］
（多層膜形成装置の構成）
以下に、本発明の多層膜形成装置の構成について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る多層膜形成装置１のＹ軸方向視の側面図である。環状のメディア（基材）１０の周囲に沿って、メディア１０の上部から順に、第１の流体噴射ヘッド２１、第２の流体噴射ヘッド２２、第３の流体噴射ヘッド２３、接着剤用ヘッド（流体噴射ヘッド）２４が設置されている。多層膜形成装置１の動作中、メディア１０は、第１の流体噴射ヘッド２１から接着剤用ヘッド２４に向かって移動し、その間に、インク（流体）２１ａ、２２ａ、２３ａ、及び接着剤液（流体）２４ａがメディア上に噴射される。接着剤用ヘッド２４の下流には、転写ローラ（転写装置）４０がメディア１０の内側に当接して配置されている。転写ローラ４０の下流には洗浄機（洗浄装置）５０及び乾燥機（乾燥装置）６０が設置されている。メディア１０はこれらの装置を介して循環し再利用される。転写ローラ４０と反対側には、メディア１０に当接して基板３０が配置されている。また、基板３０の下面には、複数の基板搬送ローラ７０が配置されている。
【００２２】
メディア１０は、図示Ｙ軸方向に中心軸を有する円筒形に形成され、少なくとも最表面に多孔質で浸透性を有する材質が用いられる。メディア１０としては、例えば、シリカ、アルミナなどをポリマーなどで固めたもの、セラミックなどが用いられる。
【００２３】
これらの材質の中で、セラミックスは気孔率が高く、平均孔径が数十μｍ程度の空孔を有している。セラミックスは、高温で焼成して形成されるため、滑らかな壁面を持つ細孔がつながっている。そのため、セラミックは、優れた毛細管現象を示し、各種液体を高速で吸い上げることができる。また、セラミックは耐薬品性に優れた材質である。
【００２４】
なお、メディア１０は、浸透性を有しない基材層１０ａと、浸透性を有する浸透層１０ｂの２層構造で形成されていてもよい。本実施形態では、２層構造のメディア１０を用いている。２層構造にすることで、メディア１０の剛性の確保と、インク２１ａ、２２ａ、２３ａの浸透性の調整を行うことができる。
【００２５】
本実施形態では、メディア１０はＹ軸方向視略円形のものを用いているが、流体噴射ヘッド２１、２２、２３、及び接着剤用ヘッド２４との間隔を一定に保ち、積層された多層膜（図示は省略）を基板３０に転写することができるものであれば、その形状は問わない。
【００２６】
第１の流体噴射ヘッド２１、第２の流体噴射ヘッド２２、第３の流体噴射ヘッド２３は図示Ｙ軸方向に延在し、メディア１０の幅方向（Ｙ軸方向）にわたってノズルが形成されたラインヘッドである。流体噴射ヘッド２１、２２、２３は、メディア１０に膜を形成する固形成分を含んだインク２１ａ、２２ａ、２３ａを噴射するために用いられる。本実施形態では基板３０に３層の膜を形成する多層膜形成装置１を示しているが、流体噴射ヘッドを追加することでより多層の膜を形成する多層膜形成装置とすることができる。
【００２７】
接着剤用ヘッド２４は図示Ｙ軸方向に延在し、メディア１０の幅方向（Ｙ軸方向）にわたってノズルが形成されたラインヘッドである。接着剤用ヘッド２４からは、メディア１０に積層された固形成分上に、接着剤成分を含んだ接着液２４a（流体）が噴射される。
【００２８】
上述した流体噴射ヘッド２１、２２、２３及び接着剤用ヘッド２４は、次の式を満たすように設置されている。
Ｌｎ≧Ｕ（ｍｎｓｎＶｎ０／ｋｎＡｎ）２
ただし、
Ｌｎ   ：基材の移動方向の最上流から数えてｎ番目の流体噴射ヘッドから噴射された流体の着弾点とｎ＋１番目の流体噴射ヘッドから噴射された流体の着弾点との距離
Ｕ   ：基材の移動速度
ｍｎ  ：固体成分の乾湿重量比
ｓｎ  ：固体成分の濃度
Ｖｎ０ ：流体（インク）の初期体積
ｋｎ  ：流体（インク）の浸透速度
Ａｎ  ：流体（インク）の底面積
である。
【００２９】
ここで、式Ｌｎ≧Ｕ（ｍｎｓｎＶｎ０／ｋｎＡｎ）２について説明する。始めに、固体成分を含まないインクについて説明する。図２はインク２７の浸透を表す図である。インクがメディア１０に着弾すると（図２（ａ））、メディア１０の空孔１０ｃを毛細管とみなして毛細管力Ｆ、及び粘性摩擦力Ｆηが働き（図２（ｂ））、以下の式を満たしている。
Ｆ＝Ｆη
Ｆ＝２πＲγｃｏｓθＥ
Ｆη＝８πηｚ（ｔ）ｄｚ／ｄｔ
ただし、
Ｒ  ：毛細管半径
γ  ：表面張力
θＥ ：接触角
η  ：流体（インク）粘度
ｚ  ：流体（インク）浸透距離
ｔ  ：浸透時間
である。これらの式より、
ｚ（ｔ）＝（ＲγｃｏｓθＥ／２η）１／２・ｔ１／２
が得られる。インク２７は固形成分を含まないので、すべてのインク２７はメディア１０に浸透する（図２（ｃ））。
【００３０】
次に、インクに固体成分を含むときについて説明する。図３は固体成分を含むインク２８の浸透を表したものである。着弾したインク２８は（図３（ａ））、メディア１０に液体成分が浸透するが、固体成分は空孔１０ｃより大きいので固体成分はメディア１０上に堆積する（図３（ｂ））。これにより、形成される堆積層２８ａによる圧力損失ＦＬが発生するので、固体成分を含むときの浸透式は以下のように表すことができる。
Ｆ−Ｐ／（ｎｐＡ）＝Ｆη
ただし、
ｎｐ ：単位面積当たりの毛細管数
Ａ  ：流体（インク）の接触面積
Ｐ  ：堆積層による全圧力損失
である。
【００３１】
圧力損失を扱ったものとしては、Ｒｕｔｈのケークろ過理論が知られており、その式を以下に示す。
ｐ＝ｄＹ／ｄｔ・μ’／Ａ２ｔ・Ｙρｓα／（１−ｍｓ）
Ｐ＝ｄｚ／ｄｔ・ηｚＡ・ρｓα／（１−ｍｓ）
ただし、
ｐ  ：堆積層による圧力損失
Ｙ  ：全ろ過量
μ’：流体（インク）の粘度
ρ  ：流体（インク）の密度
ｓ  ：固体成分濃度
α  ：堆積層の平均比抵抗
ｍ  ：堆積層の乾湿重量比
である。
【００３２】
以上の式を解くと固形成分を有するインク２８の浸透距離を表す以下の式が得られる。
ｚ（ｔ）＝（ＲγｃｏｓθＥ／２η）１／２・（１／（ρｓα／８πｎｐ（１−ｍｓ）＋１））１／２・ｔ１／２
【００３３】
この式の比例定数をｋｎと置くと、以下の式が得られる。
Ｖｎ／Ａｎ＝ｋｎ・ｔ１／２
ただし、
Ｖｎ  ：流体（インク）体積
Ａｎ  ：流体（インク）底面積
である。
【００３４】
このインクの浸透により形成される堆積層２８ａの体積は、以下の式で表される。
Ｖｎｃ＝ｍｎｓｎＶｎ０
ただし、
Ｖｎｃ  ：堆積層の体積
ｍｎ  ：堆積層の乾湿重量比
ｓｎ  ：固体成分濃度
Ｖｎ０  ：流体（インク）初期体積
である。
【００３５】
インク２８の体積が堆積層２８ａのみになるとき（図３（ｃ））がケークの形成時間であるから、以下の式が成り立つ。
ｔｎｃ＝（ｍｎｓｎＶｎ０／ｋｎＡｎ）２
【００３６】
よって、インクの着弾点の間隔Ｌｎが、以下の式を満たすように流体噴射ヘッド２１、２２、２３、２４を設置すれば、インクの液体成分がメディア１０に浸透する前に次のインクが配置されないので、固化させた膜上に次のインクを噴射することができる。
Ｌｎ≧Ｕ（ｍｎｓｎＶｎ０／ｋｎＡｎ）２
ただし、
Ｕ  ：基材の移動速度
【００３７】
図１に戻り、転写ローラ４０は、図示でメディア１０の内側で下部に当接して設置されている。転写ローラ４０は、図示Ｙ軸方向に中心軸を有して配置されている。転写ローラ４０は、メディア１０を基板３０に押し付けて、メディア１０上に積層された多層膜を基板３０に転写するために用いられる。
【００３８】
基板３０は、メディア１０で積層された固形成分を転写するデバイス用の基板である。基板３０は、製造されるデバイスにより、任意の材質、形状を有するものを用いることができる。メディア１０は、基板３０と転写ローラ４０とで挟持された構造となっているため、メディア１０に積層された固形成分は、転写ローラ４０により圧着されて転写される。基板３０は、メディア１０及び転写ローラ４０の回転により、図示Ｘ軸方向に沿って左側に移動する。
【００３９】
基板搬送ローラ７０は、図示Ｙ軸方向に中心軸を有して配置されている。基板搬送ローラ７０は、Ｘ軸方向に複数配列され、容易に回転できるようになっている。基板搬送ローラ７０は、基板３０をスムーズに移動させるために用いられる。
【００４０】
洗浄機５０は、図示Ｙ軸方向に延在し、メディア１０の幅方向（Ｙ軸方向）にわたって設置されている。洗浄機５０は、メディア１０を内部に流通させながらメディア１０の成膜面を洗浄する。
【００４１】
乾燥機６０は、図示Ｙ軸方向に延在し、メディア１０の幅方向（Ｙ軸方向）にわたって設置されている。乾燥機６０は、メディア１０を内部に流通させながら、メディア１０に残存する洗浄液を除去する。
【００４２】
（多層膜形成方法）
次に、本実施形態に係る多層膜形成装置１を用いた多層膜形成方法について説明する。図４は、多層膜の製造工程を示す図である。多層膜の連続形成は、多層膜形成工程、転写工程、洗浄工程、乾燥工程により行われる。
【００４３】
まず始めに、多層膜形成工程について説明する。メディア１０及び転写ローラ４０を回転させて、基板３０を移動させる。メディア１０が流体噴射ヘッド２１、２２、２３、及び接着剤用ヘッド２４の間を移動する間に、基板３０に形成する多層膜のデータに基づいて、メディア１０の浸透層１０ｂ上にインク（流体）２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａを順次噴射する。なお、基板３０には、積層された固体成分を転写するため、第１の流体噴射ヘッド２１から噴射される第１のインク（流体）２１ａは、基板３０上に転写された多層膜において最上層となる膜を形成することになる。
【００４４】
第１の流体噴射ヘッド２１からメディア１０上に噴射された第１のインク２１ａの液体成分２１ｂは（図４（ａ））、メディア１０の孔１０ｃからメディア１０の内部に浸透する。ところが、第１のインク２１ａ中の固体成分２１ｃの粒径は、浸透層１０ｂの孔よりも大きいため、浸透層１０ｂの内部には浸透しない（図４（ｂ））。一定期間が経過すると、第１のインク２１ａの液体成分２１ｂがメディア１０の内部に浸透し、メディア１０上には固体成分２１ｃのみが残り第１の薄膜層２１ｄが形成される。（図４（ｃ））。この間も、メディア１０及び転写ローラ４０は回転している。
【００４５】
次に、メディア１０において第１の薄膜層２１ｄが形成された部分が第２の流体噴射ヘッド２２の前面まで移動すると、第２の流体噴射ヘッド２２から、第１の薄膜層２１ｄ上に図１の第２のインク２２ａが噴射され、第２の薄膜層２２ｄが形成される（図４（ｄ））。同様にして、第２の薄膜層２２ｄ上に第３の流体噴射ヘッド２３から図１の第３のインク２３ａが噴射され、第３の薄膜層２３ｄが形成されて多層膜２５が形成される（図４（ｅ））。さらに、多層膜２５上には、接着剤用流体噴射ヘッド２４から接着剤液（流体）２４ａが噴射され、接着剤層２４ｄが形成される（図４（ｆ））。
【００４６】
なお、図４では、メディア１０上の多層膜２５として、すべての薄膜層２１ｄ、２２ｄ、２３ｄを積層して形成される場合について説明した。しかし、多層膜２５の中にはすべての薄膜層２１ｄ、２２ｄ、２３ｄが形成されていないこともある。このとき、接着剤液２４ａは多層膜２５を形成する最上層の上に噴射され、接着剤層２４ｄが形成される。
【００４７】
なお、接着剤層２４ｄにより、多層膜２５を容易に基板３０に転写させることが可能であるが、各インクの固体成分２１ｃ、２２ｃ、２３ｃを代えることなどで、接着材層２４ｄを用いることなく多層膜２５を基板３０に転写させることが可能となる。
【００４８】
また、本実施形態では流体噴射ヘッド２１、２２、２３、２４としてラインヘッドを用いており、メディア１０を循環させながら、所望の膜が連続して形成されている。
【００４９】
以上で多層膜形成工程を終え、転写工程に移行する。図５は、基板３０への転写工程を示した図である。メディア１０上に形成された多層膜２５、及び接着剤層２４ｂは、メディア１０の移動により図１の転写ローラ４０が配置されている最下部に運ばれる。メディア１０の最下部では、多層膜２５及び接着剤層２４ｄは、メディア１０及び基板３０で挟持されるとともに、メディア１０の内側に当接して回転している転写ローラ４０により加圧される（図５（ａ））。これにより、多層膜２５は接着剤層２４ｄを介して基板３０に転写される（図５（ｂ））。
【００５０】
転写工程を終えたメディア１０は、図１の洗浄機５０中を流通することで洗浄工程が行われる。洗浄工程では、メディア１０の表面に残された多層膜２５、及び接着剤層２４ｄが取り除かれるとともに、メディア内部に浸透した第１のインク２１ａ、２２ａ、２３ａの液体成分２１ｂ、２２ｂ、２３ｂが洗い流される。
【００５１】
洗浄工程を終えたメディア１０は、図１の乾燥機６０中を流通することで乾燥工程が行われる。乾燥工程では、洗浄機５０で使われて残された洗浄液を取り除き、メディア１０を乾燥させる。
【００５２】
乾燥工程を終えたメディア１０は再利用され、再び多層膜形成工程、転写工程、洗浄工程、乾燥工程が行われる。以上の工程を経て、基板３０上に多層膜が形成される。
【００５３】
（作用、効果）
本発明の多層膜形成装置１を用いることによる作用、効果について説明する。メディア１０上において、流体噴射ヘッドからのインク２１ａ、２２ａ、２３ａ、及び接着剤用ヘッド２４からの接着剤液２４ａの着弾点の間隔が、メディア１０の移動方向に対して、
Ｌｎ≧Ｕ（ｍｎｓｎＶｎ０／ｋｎＡｎ）２
Ｌｎ   ：基材の移動方向の最上流から数えて、ｎ番目の流体噴射ヘッドから噴射された流体の着弾点と、ｎ＋１番目の流体噴射ヘッドから噴射された流体の着弾点との距離
Ｕ   ：基材の移動速度
ｍｎ  ：固体成分の乾湿重量比
ｓｎ  ：固体成分の濃度
Ｖｎ０ ：流体の初期体積
ｋｎ  ：流体の浸透速度
Ａｎ  ：流体の底面積
の式を満たすように流体噴射ヘッド２１、２２、２３、及び接着剤用ヘッド２４を配置することで、メディア１０上のインクから液体成分が除去された後に、次のインクをメディア１０上に供給されることになるから、積層された膜が混ざらないように多層膜を形成できる装置となっている。また、インク２１ａ、２２ａ、２３ａと混ざらずに、接着剤液２４ａを噴射することができる。
【００５４】
流体噴射ヘッド２１、２２、２３、及び接着剤用ヘッド２４にラインヘッドを用いることで、一定の速度で移動するメディア１０上に連続して多層膜２５を形成することができるので、製造時間を短縮するとともに、低コストで多層膜２５を形成することができる。
【００５５】
洗浄機５０及び乾燥機６０を備えることで、メディア１０を洗浄して再利用することができるので、低コストで多層膜２５を形成することができる。
【００５６】
多層膜２５と基板３０との間に接着剤層２４ｄを備えることで、多層膜２５を基板３０に確実に接着することができるので、歩留りよく多層膜２５を製造できる。
【００５７】
（具体例）
以下で、本発明の多層膜形成装置１を用いたデバイスの製造方法の例を挙げる。
＜カラーフィルタ基板＞
図６は、（ａ）カラーフィルタ用の多層膜１９０の製造工程を示す図、（ｂ）カラーフィルタ１００の積層構造を示す図である。
【００５８】
メディア１０は、図示Ｘ軸に沿って左に移動するものとする。メディア１０上にＩＴＯ粒子を含んだインクを噴射し電極１１０を形成する。この電極１１０上に、黒色樹脂や金属粒子などを用いて保護膜１２０を形成する。さらに、保護膜１２０上に遮光層１３０を形成する。
【００５９】
次に、遮光膜１３０上に赤色層１４０Ｒ、緑色層１４０Ｇ、及び青色層１４０Ｂを順次形成した後、接着剤層１５０を全面に形成する。このとき、赤色層１４０Ｒ、緑色層１４０Ｇ、及び青色層１４０Ｂが形成されなかった領域では、遮光層１３０上に接着剤層１５０が形成される。
【００６０】
以上の工程により、各色に対応する多層膜パターン１９０Ｒ、１９０Ｇ、１９０Ｂを含んだカラーフィルタ用多層膜パターン１９０が形成される（図６（ａ））。
【００６１】
このカラーフィルタ用多層膜１９０を、図１の転写ロール４０を用いて基板３０に転写することで、カラーフィルタ１００を形成する（図６（ｂ））。
【００６２】
形成されたカラーフィルタ１００は表示装置などに用いられる。カラーフィルタ１００の裏面から入射された白色光は、赤色のカラーフィルタ１００Ｒを通過すると赤色の光を、緑色のカラーフィルタ１００Ｇを通過すると緑色の光を、青色のカラーフィルタ１００Ｂを通過すると青色の光を放射する。
【００６３】
＜プリント配線基板＞
次の例として、プリント基板２００の製造方法について説明する。図７は、（ａ）プリント基板２００の平面図、（ｂ）プリント基板用の多層膜２９０の製造工程を示す図、（ｃ）プリント基板２００の平面図のＡ−Ａ’断面図である。プリント基板２００に用いられる基板としては、電子機器などに搭載される小型のフレキシブル基板、生産設備などに用いられる大型基板などが挙げられる。
【００６４】
メディア１０は、図示Ｘ軸に沿って左に移動するものとする（図７（ｂ））。メディア１０上に第１の絶縁層２１０を形成し、その上に第１の配線層２２０をパターン形成する。形成した第１の配線層２２０上に第２の絶縁膜２３０を形成する。このとき、第１の配線層２２０を形成しなかった領域には、第１の絶縁層２１０上に第２の絶縁層２３０を形成する。
【００６５】
次に、第２の絶縁層２３０上に、第２の配線層２４０をパターン形成する。さらに第２の配線層２４０上に第３の絶縁層２５０を形成する。このとき、第２の配線層２４０を形成しなかった領域には、第２の絶縁層２３０上に第３の絶縁層２５０を形成する。さらに、第３の絶縁層２５０上には接着剤層２６０を形成する。以上の工程により、メディア１０上に多層膜パターン２９０を形成する（図７（ｂ））。
【００６６】
次に、メディア１０上に形成された多層膜パターン２９０を基板３０に転写して、プリント基板２００を製造する（図７（ｃ））。なお、多層膜パターン２９０が転写されたプリント基板２００は、次の工程に流されて、回路素子２０１、２０２、２０３、２０４などが実装される。
【００６７】
（変形例）
本実施形態の変形例では、図１の流体噴射ヘッド２１、２２、２３からの第１のインク２１ａ、２２ａ、２３ａの着弾点の間隔Ｌｎが、メディア１０の移動方向に対して、Ｕ（ｍｎｓｎＶｎ０／ｋｎＡｎ）２移動と略等しくなるように配置されている。
ただし、
Ｌｎ   ：メディア１０の移動方向の最上流から数えて、ｎ番目の流体噴射ヘッドから噴射された流体の着弾点と、ｎ＋１番目の流体噴射ヘッドから噴射された流体の着弾点との距離
Ｕ   ：基材の移動速度
ｍｎ  ：固体成分の乾湿重量比
ｓｎ  ：固体成分の濃度
Ｖｎ０ ：流体の初期体積
ｋｎ  ：流体の浸透速度
Ａｎ  ：流体の底面積
である。
【００６８】
この構成により、第１のインク２１ａ、２２ａ、２３ａのすべての液体成分２１ｂ、２２ｂ、２３ｂがメディア１０にちょうど浸透する辺りで次のインクが噴射される。このため、薄膜層２１ｄ、２２ｄ、２３ｄの相互の境界領域において、各層の固体成分２１ｃ、２２ｃ、２３ｃが一部混ざりあって形成される。
【００６９】
これにより、基板３０への転写の際に、各薄膜層間の密着性を向上させることができる。また、異なる層の配線を接続するときに、配線間の接触抵抗を抑えることができる。
【００７０】
［第２の実施形態］
図８は第２の実施形態に係る多層膜形成装置５００のＹ軸視側面図である。本実施形態の多層膜形成装置５００の構成について以下で説明する。巻回されたメディアロール（供給装置）５１５から繰り出されたメディア５１０に対向して、流体噴射ヘッド（流体噴射装置）５２１、５２２、５２３、５２４が配置されており、メディア５１０に向けてインク（流体）５２１ａ、５２２ａ、５２３ａ、及び接着剤液（流体）５２４ａを噴射する。流体噴射ヘッド５２４の図示左側に転写ローラ５４０が設置されている。メディア５１０に対して転写ローラ５４０と反対側に基板５３０が配置され、基板５３０の下面には基板搬送ローラ５７０が配置されている。
【００７１】
本実施形態の多層膜形成装置５００では、メディア５１０が循環せずに一方向に流され、転写工程を終えたメディア５１０は再利用されずに廃棄される。このため、本実施形態では、洗浄工程及び乾燥工程を行わない。
【００７２】
しかし、例えば、図示は省略の回収装置を備えることにより、転写工程後のメディア５１０を回収し、洗浄工程、乾燥工程を行うことで再利用することが可能である。あるいは、転写工程後に、洗浄工程、乾燥工程を行った後、回収して再利用してもよい。
【００７３】
本実施形態の多層膜形成装置５００を用いることによる作用、効果を以下で説明する。メディアロール５１５と転写ロールとの距離を調整することで、より長くメディア５１０を繰り出すことができるので、これらの間により多くの流体噴射ヘッドを設置し、より多くの膜を有する多層膜を形成することができる。
【００７４】
洗浄工程、及び乾燥工程を必要としないので、多層膜形成装置５００を小さくすることができる。また、これにより、製造工程内により多くの機器を設置することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】多層膜形成装置１のＹ軸視側面図
【図２】インク２７の浸透過程を示す図
【図３】インク２８の浸透過程を示す図
【図４】多層膜の製造工程を示す図
【図５】基板３０への転写工程を示した図
【図６】カラーフィルタ１００の製造工程を示す図
【図７】プリント基板２００の製造工程を示す図
【図８】多層膜形成装置５００のＹ軸視側面図
【符号の説明】
【００７６】
１…多層膜形成装置、１０…メディア（基材）、２１…第１の流体噴射ヘッド、２２…第２の流体噴射ヘッド、２３…第３の流体噴射ヘッド、２４…接着剤用ヘッド、２５…多層膜、３０…基板、４０…転写ローラ、５０…洗浄機、６０…乾燥機、７０…基板搬送ローラ、１００…カラーフィルタ、２００…プリント基板
【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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