(57)【要約】【課題】  液滴吐出手段を用いてパターンを形成する場合において、十分なアライメント精度を確保できるようにしたパターン形成方法を提供する。【解決手段】  液滴吐出手段を介して、パターン形成材料を含む液体材料を基板上に配置することで、該基板上に所定のパターンを形成する方法であって、前記パターンの形成前に、前記液滴吐出手段を介して、基板上にアライメントマーク形成材料を含む液体材料を配置し、ここで得られたアライメントマークを用いて前記パターン形成材料の配置を行なう。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターン形成材料を含む液体材料を、液滴吐出手段を介して基板上に配置することで、該基板上に所定のパターンを形成する方法であって、
前記パターンの形成前に、前記液滴吐出手段を介して基板上にアライメントマーク形成材料を含む前記液体材料を配置し、配置されたアライメントマークを用いて前記パターン形成材料の配置を行なうことを特徴とする、パターン形成方法。
【請求項２】
前記アライメントマーク形成材料とパターン形成材料とが同じ材料からなることを特徴とする、請求項１記載のパターン形成方法。
【請求項３】
前記パターンが配線パターンであることを特徴とする、請求項１又は２記載のパターン形成方法。
【請求項４】
異なるパターン形成材料を含む液体材料を、液滴吐出手段を介して基板上に積層させることで、該基板上に前記複数種類のパターン形成材料の積層膜からなるパターンを形成する方法であって、
少なくとも２層目のパターン形成材料の配置工程前に、前記液滴吐出手段を介して、基板上にアライメントマーク形成材料を含む液体材料を配置し、配置されたアライメントマークを用いて２層目以降のパターン形成材料の配置を行なうことを特徴とする、パターン形成方法。
【請求項５】
前記複数種類のパターン形成材料の内、基板に対する密着性が最も高い材料を最も基板側に配置することを特徴とする、請求項４記載のパターン形成方法。
【請求項６】
前記パターンが２種類のパターン形成材料の積層膜からなる配線パターンであり、
基板側に配置される１層目のパターン形成材料が、マンガン、クロム、ニッケル、チタン、マグネシウム、シリコン、バナジウムのいずれかの金属の微粒子、または前記金属の酸化物を含有する微粒子からなり、
２層目のパターン形成材料が、金、銀、銅、パラジウム、ニッケルのいずれかの金属の微粒子、または前記金属を含む合金の微粒子からなることを特徴とする請求項４又は５記載のパターン形成方法。
【請求項７】
アライメントメーク形成材料に、最も基板側に配置される１層目のパターン形成材料と同じ材料を用い、このアライメントマーク形成材料の配置工程と１層目のパターン形成材料の配置工程とを同一工程で行なうことを特徴とする、請求項４〜６のいずれかの項に記載のパターン形成方法。
【請求項８】
前記パターンの形成前に、表面処理により、パターンの形成領域以外の基板表面の領域を、前記パターン形成材料を含む液体材料に対して撥液性に制御することを特徴とする、請求項１〜７のいずれかの項に記載のパターン形成方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかの項に記載の方法により形成されたパターンを備えたことを特徴とする、膜構造体。
【請求項１０】
請求項９記載の膜構造体を備えたことを特徴とする、電気光学装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする、電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出手段を用いて基板上にパターンを形成する方法に関し、特に、パターンの配置精度を高めるためのアライメント技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板上にカラーフィルタ等のパターンを形成する方法としては、まず、フォトリソグラフィ技術により、基板上にフィルタ間の隔壁となるバンクを形成し、次に、インクジェット等の液滴吐出手段を用いて、このバンクで囲まれた領域内にパターン形成用の材料膜を形成する方法が知られている。
【特許文献１】特開平７−１２０６１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような液滴吐出技術は、電子デバイスの配線形成方法への応用が期待されている。この配線形成方法では、まず、配線形成領域以外の基板上の領域に撥液処理を施す。そして、撥液処理されない領域に対して配線形成用の液体材料を吐出し、これを乾燥又は焼成することで配線が形成される。
しかしながら、この方法では、例えば配線を積層膜として形成する場合に、積層される膜同士の間でアライメントが不十分になるという問題があった。つまり、バンクを用いたパターンの形成方法では、レジスト等によりバンクを形成する際に、このレジストを用いて同時にアライメントマークを形成することができるが、基板の表面処理によって配線形成領域を規定する方法では、このようなアライメントマークは形成できない。このため、基板上に何らの構造物もない（即ち、基準となるものがない）、例えば最下層の配線を形成する場合には、十分なパターン精度が得られなかった。
なお、前記従来の方法を踏襲して、配線の描画前にアライメントマークだけフォトリソグラフィ技術を用いて形成することもできるが、この方法は材料の無駄が多く、また別途、露光，現像装置が必要となることから、製造装置全体としての構成が大掛かりなものとなってしまう。
【０００４】
本発明は、前記の課題を解決するためになされたものであり、液滴吐出手段を用いてパターンを形成する場合において、十分なアライメント精度を確保できるようにしたパターン形成方法を提供することを目的とし、併せて、この方法により形成されたパターンを含む膜構造体及び、この膜構造体を備えた電気光学装置、電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記の目的を達成するために、本発明のパターン形成方法は、パターン形成材料を含む液体材料を、液滴吐出手段を介して基板上に配置することで、該基板上に所定のパターンを形成する方法であって、前記パターンの形成前に、前記液滴吐出手段を介して基板上にアライメントマーク形成材料を含む前記液体材料を配置し、配置されたアライメントマークを用いて前記パターン形成材料の配置を行なうことを特徴とする。
本方法は、パターンを形成する際の位置だしの基準となるアライメントマークを、パターンの形成と同様に液滴吐出手段を用いて形成するようにしたものである。このため、本方法によれば、従来の手法を踏襲してアライメントマークをフォトリソグラフィ技術により形成する場合に比べて、より簡単な方法でアライメント精度を高めることができる。また、目的とするパターンだけでなく、アライメントマーク等のようにデバイスの製造過程で必要となる付属的なパターンの形成も液滴吐出手段を用いて行なうことで、デバイス全体を液体吐出法で形成することも可能となる。すなわち、本方法はデバイスをオール湿式化する上での要素技術となる点においても意義を有する。
【０００６】
前記方法では、アライメントマーク形成材料とパターン形成材料とは同じ材料からなることが好ましい。これにより、作業が容易になるとともに、コンタミも防止できる。
なお、前記方法は、前記パターンが、バンク等の構造物によらずに形成されるものの場合、例えば前記パターンが配線パターンからなる場合に特に有効である。
【０００７】
また、本発明のパターン形成方法は、異なるパターン形成材料を含む液体材料を、液滴吐出手段を介して基板上に積層させることで、該基板上に前記複数種類のパターン形成材料の積層膜からなるパターンを形成する方法であって、少なくとも２層目のパターン形成材料の配置工程前に、前記液滴吐出手段を介して、基板上にアライメントマーク形成材料を含む液体材料を配置し、配置されたアライメントマークを用いて２層目以降のパターン形成材料の配置を行なうことを特徴とする。
本方法は、同一のパターンを複数種類の液体材料によって重ねて描画するようにしたものである。このようにパターンを積層膜として形成する場合には、積層される膜同士のアライメントは重要となる。このため、本方法のように、パターンの形成に先立って、液体吐出法によりアライメントマークを形成することで、より簡単にアライメント精度のよい積層パターンを形成することが可能となる。
【０００８】
このような積層型のパターンでは、前記複数種類のパターン形成材料の内、基板に対する密着性が最も高い材料を最も基板側に配置することが望ましい。
このように１層目に密着性付与のための層（中間層）を配置することで、基板との密着性が高く、剥がれ等による不良の生じにくいパターンを形成することができる。
【０００９】
このような積層型のパターンとしては、前記パターンが２種類のパターン形成材料の積層膜からなる配線パターンであり、基板側に配置される１層目のパターン形成材料が、マンガン、クロム、ニッケル、チタン、マグネシウム、シリコン、バナジウムのいずれかの金属の微粒子、または前記金属の酸化物を含有する微粒子からなり、２層目のパターン形成材料が、金、銀、銅、パラジウム、ニッケルのいずれかの金属の微粒子、または前記金属を含む合金の微粒子からなることが好ましい。これにより、基板に対する密着性が高く、低抵抗な配線を形成することができる。
【００１０】
ところで、上述のアライメントマークは、積層された膜同士の位置合わせのために用いられるが、それ以外にも、例えば液滴吐出手段に基板を設置する際の位置出しや水平出し等にも用いることができる。しかし、このような基板の位置出し等が不要な場合には、アライメントマークの形成を１層目形成と同時に（即ち、２層目形成前に）行なうことができる。すなわち、アライメントメーク形成材料に、最も基板側に配置される１層目のパターン形成材料と同じ材料を用い、このアライメントマーク形成材料の配置工程と１層目のパターン形成材料の配置工程とを同一工程で行なうことができる。この場合、作業が容易になるとともに、コンタミも防止できる。
【００１１】
また、上述のパターン形成方法では、パターンの形成前に、表面処理により、パターンの形成領域以外の基板表面の領域を、前記パターン形成材料を含む液体材料に対して撥液性に制御することが好ましい。ここで、撥液性とは、液体材料に対して非親和性を示す特性をいう。
このように基板表面を撥液化した場合、基板上に配置された液体材料の広がりが抑制されるため、パターンの細線化を図ることができる。
【００１２】
また、本発明の膜構造体は、上述の方法により形成されたパターンを備えたことを特徴とする。この膜構造体では、パターンのアライメントを精度よく行なうことができるため、パターンを高密度化することが可能となる。また、アライメントマークの形成が液滴吐出手段を用いて行なわれるため、膜構造体を安価に形成することができる。
【００１３】
また、本発明の電気光学装置は、上述の膜構造体を備えたことを特徴とする。ここで、電気光学装置としては、例えば液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、プラズマ型表示装置等を例示することができる。また、本発明の電子機器は、上述の電気光学装置を備えたことを特徴とする。
本構成によれば、高品質なパターンを有する電気光学装置、電子機器を安価に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】
【００１４】
次に、本発明のパターン形成方法の一例として、基板上に導電膜配線を形成する方法について説明する。
図１は、本実施形態の導電膜配線の形成工程を示すフローである。
本実施形態の配線形成方法は、液滴吐出手段を用いて液体材料を基板上に配置し、その基板上に配線パターンを形成するものである。この際、本実施形態では、基板に対する配線の密着性を高めるために、同一のパターンを複数種類の液体材料によって重ねて描画し、配線を複数種類のパターン形成材料の積層膜（本例では、中間層と配線本体部となる導電層との２層構造）として形成している。すなわち、本配線形成方法は、中間層形成工程と、配線本体部となる導電層を形成するための材料配置工程とを備えている。ここで、中間層形成工程は、基板と配線本体部との間に配置される中間層を形成する工程であり、この中間層は、基板に対する配線本体部の密着性を高める役割を有する。また、中間層と配線本体部となる導電層とにより、本発明の膜構造体（導電性薄膜）が構成される。
【００１５】
また、本実施形態では、中間層とこの上に形成される配線本体との間で位置ずれが生じないように、この配線パターンの形成に先立って基板上にアライメントマークを形成している（アライメントマーク形成工程）。このアライメントマークの形成は、配線パターンの形成と同様に、液滴吐出手段を用いて液体材料を基板上に配置することにより行なわれる。
なお、アライメントマークは積層パターン同士の位置ずれを防止するだけでなく、例えば液滴吐出手段に基板を設置する際の基板の位置出しや水平出し等にも用いられる。
【００１６】
まず、アライメントマーク形成工程、材料配置工程及び中間層形成工程で用いられる液体材料について説明する。
これらの工程では、それぞれ所定の液体材料を基板上に配置する。すなわち、材料配置工程では、パターン形成材料として導電膜配線形成用の第１の金属微粒子を含む液体材料（第１の液体材料）を用い、中間層形成工程では、前記第１の液体材料とは異なる液体材料（第２の液体材料）を用いる。また、アライメントマーク形成工程では、作業の容易化及びコンタミの防止を図るために、アライメントマーク形成材料として、材料配置工程又は中間層形成工程において用いられるパターン形成材料と同じ材料を用いる。
なお、これらの液体材料の配置には、液滴吐出ヘッドのノズルを介して液体材料を液滴として吐出する液体吐出法、いわゆるインクジェット法を用いる。
【００１７】
材料配置工程で用いられる液体材料としては、本例では、金属微粒子を分散媒に分散させた分散液が用いられる。ここで用いられる導電性微粒子（第１の金属微粒子）は、銀、金、銅、パラジウム、及びニッケルのうちのいずれかを含有する金属微粒子、または、この金属を含む合金の微粒子が用いられる。
これらの金属微粒子には、分散性を向上させるために表面に有機物などの被膜（コーティング材）がコーティングされている。
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、前記液滴吐出ヘッドの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、金属微粒子の分散性が悪くなる、金属微粒子に対するコーティ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、などの問題が生じる。
【００１８】
金属微粒子を含有する液体の分散媒としては、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より高い場合には、吐出後に分散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。
また、分散媒の蒸気圧は０．００１ｍｍＨｇ以上５０ｍｍＨｇ以下（約０．１３３Ｐａ以上６６５０Ｐａ以下）であることがより好ましい。蒸気圧が５０ｍｍＨｇより高い場合には、インクジェット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やすく、安定な吐出が困難となる。
一方、室温での蒸気圧が０．００１ｍｍＨｇより低い分散媒の場合、乾燥が遅くて膜中に分散媒が残留しやすくなり、材料配置工程の焼成工程（加熱工程）で行なわれる熱処理及び／又は光処理後に良質の導電膜が得られにくい。
【００１９】
前記分散媒としては、前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が、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、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、更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挙げることができる。これらのうち、微粒子の分散性と分散液の安定性、またインクジェット法への適用のしやすさの点で、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、更に好ましい分散媒としては水、炭化水素系化合物を挙げることができる。これらの分散媒は、単独でも、あるいは２種以上の混合物としても使用できる。
【００２０】
前記導電性微粒子を分散媒に分散する場合の分散質濃度は１質量％以上８０質量％以下であり、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、均一な膜が得にくい。
【００２１】
前記導電性微粒子の分散液の表面張力は０．０２Ｎ／ｍ以上０．０７Ｎ／ｍ以下の範囲に入ることが好ましい。インクジェット法にて液体を吐出する際、表面張力が０．０２Ｎ／ｍ未満であると、インク組成物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、吐出タイミングの制御が困難になる。
【００２２】
表面張力を調整するため、前記分散液には、基板との接触角を不当に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、液体の基板への濡れ性を良好化し、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。
前記分散液は、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いてもよい。
【００２３】
前記分散液の粘度は１ｍＰａ・ｓ以上５０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。インクジェット法にて吐出する際、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。
【００２４】
一方、中間層形成工程で用いられる液体材料としては、本例では、金属微粒子を分散媒に分散させた分散液が用いられる。ここで用いられる金属微粒子（第２の金属微粒子）は、後述する材料配置工程の焼成工程を経ることで、上述した第１の金属微粒子と基板との結合性を向上させる作用を有することが確かめられたものが用いられる。また、この微粒子としては、導電性でもよく、非導電性でもよい。例えば、微粒子として、マンガン、銅、クロム、ニッケル、チタン、マグネシウム、シリコン、バナジウム、またはそれらの合金、またはそれらの酸化物うちのいずれかを含有する微粒子が用いられる。また、前記液体材料は前記の金属の有機金属化合物を含有していても良い。
【００２５】
中間層形成工程で用いられる金属微粒子の粒径は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、前記液滴吐出ヘッドのノズルに目詰まりが生じるおそれがある。
また、アライメントマーク形成工程で用いられる液体材料としては、前述のように、第１の金属微粒子又は第２の金属微粒子と同じ金属微粒子（アライメントマーク形成材料）を分散媒に分散させた分散液が用いられる。
【００２６】
中間層形成工程及びアライメントマーク形成工程で用いられる金属微粒子を含有する液体の分散媒としては、材料配置工程で用いられる金属微粒子の分散媒と同様なものを用いることができるので、ここでは説明を省略する。微粒子を前記分散媒に分散する場合の分散質濃度も同様である。また、前記微粒子分散液の表面張力や添加物についても同様であるので説明を省略する。
【００２７】
次に、前記各工程について詳しく説明する。
（アライメントマーク形成工程）
アライメントマーク形成工程は、導電膜配線を形成する基板上に液体材料を配置する描画工程と、基板上に配置された液体材料に含まれる媒質（分散媒）を乾燥除去する焼成工程（加熱工程）とを含む。
導電膜配線用の基板としては、Ｓｉウエハ、石英ガラス、ガラス、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を導電膜配線を形成すべき基板として用いてもよい。
【００２８】
描画工程では、基板に対して液滴吐出ヘッドを相対的に移動させながら、液滴吐出ヘッドを介して、前述のアライメントマーク形成材料を含む液体材料を基板上の配線形成領域以外の領域に配置する。このアライメントマークの形状としては、円形や十字形等、公知の形状を採用することができる。なお、基板には、この第１工程に際して、必要に応じてＵＶ洗浄等の前処理が行なわれる。
【００２９】
焼成工程では、加熱により、基板上に配置された液体材料に含まれる分散媒を除去し、これを乾燥膜に変換する。この工程では、加熱条件は、分散媒が完全に蒸発する条件とされ、上述の金属微粒子のコーティング材が分解されるまで加熱する必要はない。後述のように、アライメントマーク，中間層，配線本体部となる導電層は、材料配置工程の焼成工程において纏めて焼結される（即ち、コーティング材が完全に分解除去されるまで加熱を行ない、金属微粒子同士の接触若しくは焼結させることにより、これを金属膜に変換する）ため、このアライメントマーク形成工程では、単に分散媒を蒸発させるのみでよい。このように途中段階の焼成工程を仮焼成に留めることで、配線形成工程全体としての処理時間を短縮することができる。
したがって、この焼成工程では、基板の処理温度を、分散媒の沸点以上で且つコーティング材の分解温度未満の温度（例えば２００℃）とし、この処理温度で基板を１０分程度加熱する。
この分散媒の除去は、例えば、ホットプレート、電気炉、熱風発生機などの加熱手段を用いた一般的な加熱処理の他に、ランプアニールを用いて行ってもよい。
【００３０】
（中間層形成工程）
中間層形成工程は、基板上の配線形成領域以外の領域を撥液化する表面処理工程と、撥液化された基板上に液体材料を配置する描画工程と、基板上に配置された液体材料を低温乾燥する中間乾燥工程と、高温加熱により液体材料に含まれる媒質を乾燥除去する焼成工程（加熱工程）とを含む。
表面処理工程では、基板の表面を、描画工程で用いられる液体材料に対して撥液性に加工する。具体的には、前記液体材料に対する所定の接触角が、３０［ｄｅｇ］以上、６０［ｄｅｇ］以下となるように表面処理を施す。なお、基板には、この表面処理工程に際して、必要に応じてＵＶ洗浄等の前処理が行なわれる。
表面の撥液性（濡れ性）を制御する方法としては、例えば、基板の表面に自己組織化膜を形成する方法、プラズマ処理法等を採用できる。
【００３１】
自己組織膜形成法では、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。
【００３２】
ここで、自己組織化膜とは、基板など下地層等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、該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。
【００３３】
前記の高い配向性を有する化合物として、例えばフルオロアルキルシラン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されて自己組織化膜が形成され、膜の表面に均一な撥液性が付与される。
【００３４】
自己組織化膜を形成する化合物としては、ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２テトラヒドロデシルトリエトキシシラン、ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２テトラヒドロデシルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２テトラヒドロデシルトリクロロシラン、トリデカフルオロ−１，１，２，２テトラヒドロオクチルトリエトキシシラン、トリデカフルオロ−１，１，２，２テトラヒドロオクチルトリメトキシシラン、トリデカフルオロ−１，１，２，２テトラヒドロオクチルトリクロロシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン等のフルオロアルキルシラン（以下「ＦＡＳ」という）を挙げることができる。使用に際しては、一つの化合物を単独で用いてもよく、２種以上の化合物を組み合わせて使用してもよい。なお、ＦＡＳを用いることにより、基板との密着性と良好な撥液性とを得ることができる。
【００３５】
ＦＡＳは、一般的に構造式ＲｎＳｉＸ(4-n)で表される。ここでｎは１以上３以下の整数を表し、Ｘはメトキシ基、エトキシ基、ハロゲン原子などの加水分解基である。またＲはフルオロアルキル基であり、（ＣＦ3）（ＣＦ2）ｘ（ＣＨ2）ｙの（ここでｘは０以上１０以下の整数を、ｙは０以上４以下の整数を表す）構造を持ち、複数個のＲ又はＸがＳｉに結合している場合には、Ｒ又はＸはそれぞれすべて同じでもよく、異なっていてもよい。Ｘで表される加水分解基は加水分解によりシラノールを形成して、基板（ガラス、シリコン）等の下地のヒドロキシル基と反応してシロキサン結合で基板と結合する。一方、Ｒは表面に（ＣＦ3）等のフルオロ基を有するため、基板等の下地表面を濡れない（表面エネルギーが低い）表面に改質する。
【００３６】
有機分子膜などからなる自己組織化膜は、前記の原料化合物と基板とを同一の密閉容器中に入れておき、室温の場合は２〜３日程度の間放置すると基板上に形成される。また、密閉容器全体を１００℃に保持することにより、３時間程度で基板上に形成される。以上に述べたのは、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を浸積し、洗浄、乾燥することで基板上に自己組織化膜が得られる。
なお、自己組織化膜を形成する前に、基板表面に紫外光を照射したり、溶媒により洗浄したりして、前処理を施すことが望ましい。
【００３７】
プラズマ処理法では、常圧又は真空中で基板にプラズマ照射する。プラズマ処理に用いるガス種は、導電膜配線を形成すべき基板の表面材質等を考慮して種々選択できる。処理ガスとしては、例えば、４フッ化メタン、パーフルオロヘキサン、パーフルオロデカン等が例示できる。
【００３８】
なお、基板の表面を撥液性に加工する処理は、所望の撥液性を有するフィルム、例えば４フッ化エチレン加工されたポリイミドフィルム等を基板表面に貼着することによっても行うことができる。また、前記のポリイミドフィルムをそのまま基板として用いてもよい。
また、基板表面が所望の撥液性よりも高い撥液性を有する場合、１７０〜４００ｎｍの紫外光を照射したり、基板をオゾン雰囲気に曝したりすることにより、基板表面を親液化する処理を行って表面の状態を制御するとよい。
【００３９】
次に、描画工程について説明する。図２（ａ）及び（ｂ）は、基板上に中間層を形成する手順の一例を模式的に示す図である。
前述したように、この中間層は、基板に対する導電膜配線の密着性を高めるためのものである。
【００４０】
描画工程では、図２（ａ）に示すように、基板１１に対して液滴吐出ヘッド１０を相対的に移動させながら、液滴吐出ヘッド１０を介して、中間層形成用の液体材料を液滴Ｌ１にして吐出し、その液滴Ｌ１を一定の距離（ピッチＰ１）ごとに基板１１上に配置する。本例では、液滴Ｌ１の配置ピッチＰ１は、基板１１上に配置した直後の液滴Ｌ１の直径よりも小さくなるように定められている。これにより、基板１１上に配置された直後の液滴Ｌ１同士が互いに重なり、連続したラインＷ１が形成される。ただし、基板１１は液体材料に対して３０°〜６０°の接触角をもつような表面処理を行なっているので、液滴同士の重なりが大きすぎると、ライン状につながった液体は容易にライン内を移動してしまい、バルジと呼ばれるふくらみを形成し、それ以外の部分のラインは細くなって断線を生じてしまう。そのために、液滴同士の重なりは、基板１１上に配置されたときの液滴の直径に対して１〜１０％となるように設定する必要がある。
そして、こうした液滴の配置動作を基板の表面全体に対して行い、基板１１上に所定のパターンからなる膜を形成する。この膜のパターンは、導電膜配線の配線パターンと同一のパターンである。
【００４１】
なお、後述する材料配置工程のように、液滴の配置ピッチを、基板上に配置した直後の液滴の直径よりも大きくしてもよい。この場合、途中に中間乾燥工程を挟んだ後、開始位置をずらしながら、同じ部位に対して複数回繰り返し液滴の配置を行うことにより、連続したラインが形成される。
【００４２】
液滴の吐出条件、特に、液滴の体積及び液滴の配置ピッチは、基板１１上に形成されるラインの縁部の形状が凹凸の微小な良好な状態となるように定められている。なお、基板１１の表面は予め撥液性に加工されているので、基板１１上に配置した液滴の広がりが抑制される。
【００４３】
図３は、基板上に形成される中間層用の膜の一例として、直線状のラインを示す平面図である。上述したように、複数の液滴を繰り返し基板１１上に配置することにより、こうした連続したラインＷ１を基板１１上に形成できる。
なお、中間層用の膜は、必ずしも連続したラインである必要はない。例えば、図４に示すように、導電膜配線を形成する仮想のラインＶＬ１上に、液滴Ｌ１を離間した状態に配置し、中間層用の膜を、断続状態に形成してもよい。
また、中間層用の膜の厚みは、後述する導電膜配線用の膜の厚みに比べて薄くてよい。
【００４４】
図２（ｂ）に戻り、中間乾燥工程では、基板１１上に配置された液体材料に含まれる分散媒の一部除去を行う。この工程は、室温（２５℃程度）又は数十度程度の低温下で基板を数分程度放置するものであり、液体材料中の分散媒は、この工程によって大部分除去される。なお、こうした処理は液体材料の吐出と並行して同時に進行させることも可能である。例えば、基板を予め加熱しておいたり、液滴吐出ヘッドの冷却とともに沸点の低い分散媒を使用したりすることにより、基板に液滴を配置した直後から、その液滴の乾燥を進行させることができる。
【００４５】
焼成工程では、基板を前記中間乾燥工程の処理温度よりも高い温度で加熱して、液体材料中に含まれる分散媒を十分に除去し、これを乾燥膜に変換する。この工程では、加熱条件は、分散媒が蒸発する条件とされ、上述の金属微粒子のコーティング材が分解されるまで加熱する必要はない。後述のように、この中間層に含まれる第２の金属微粒子は、材料配置工程の焼成工程において、この上に形成される第１の金属微粒子と共に纏めて焼結されるため、この中間層形成工程では、単に分散媒を蒸発させるのみでよい。これにより、処理時間を短縮することができる。
したがって、この焼成工程では、基板の処理温度を、分散媒の沸点以上で且つコーティング材の分解温度未満の温度（例えば２００℃）とし、この処理温度で基板を３０分程度加熱する。この分散媒の除去は、例えば、ホットプレート、電気炉、熱風発生機などの加熱手段を用いた一般的な加熱処理の他に、ランプアニールを用いて行ってもよい。
なお、このように基板に高温の熱処理を行なうと、基板の表面状態は表面処理工程前の状態に戻る。例えば前記表面処理工程において基板上にＦＡＳ膜を形成した場合には、このＦＡＳ膜は２００℃程度の加熱処理によって分解除去される。
【００４６】
（材料配置工程）
材料配置工程は、基板上の配線形成領域以外の領域を撥液化する表面処理工程と、撥液化された基板上に液体材料を配置する描画工程と、基板上に配置された液体材料を低温乾燥する中間乾燥工程と、高温加熱により液体材料に含まれる媒質を乾燥除去する焼成工程（加熱工程）とを含む。
前述のように、基板の表面状態は焼成により表面処理工程前の状態に戻るため、液体材料を描画する前に再度、基板表面を撥液化する必要がある。この表面処理工程は、前述の中間層形成工程におけるものと同様であるため、ここでは説明を省略する。なお、基板には、この表面処理工程に際して、必要に応じてＵＶ洗浄等の前処理が行なわれる。
【００４７】
描画工程では、基板上に形成された中間層用の膜の上に、液滴吐出ヘッドを介して、配線本体となる前記第１の液体材料を配置する。図５（ａ）〜（ｃ）は、基板上に前記液体材料を配置する過程をより具体的に示す図である。
【００４８】
この描画工程では、まず、図５（ａ）に示すように、液滴吐出ヘッド１０から吐出した液滴Ｌ２を、一定の間隔をあけて中間層の膜Ｗ１の上に順次配置する。本例では、液滴Ｌ２の配置ピッチＰ２は、基板１１上に配置した直後の液滴Ｌ２の直径よりも大きくなるように定められている。また、液滴Ｌ２の配置ピッチＰ２は、基板１１上に配置した直後の液滴Ｌ２の直径の２倍以下となるように定められている。
【００４９】
次に、図５（ｂ）に示すように、中間乾燥工程を挟んで、上述した液滴の配置動作を繰り返す。すなわち、図５（ａ）に示した前回と同様に、液滴吐出ヘッド１０から液体材料を液滴Ｌ３にして吐出し、その液滴Ｌ３を一定距離ごとに基板１１に配置する。
このとき、液滴Ｌ３の体積（１つの液滴あたりの液体材料の量）、及びその配置ピッチＰ３は前回の液滴Ｌ２と同じである。また、液滴Ｌ３の配置位置を前回の液滴Ｌ２から１／２ピッチだけシフトさせ、基板１１上に配置されている前回の液滴Ｌ２同士の中間位置に今回の液滴Ｌ３を配置する。
【００５０】
上述したように、基板１１上の液滴Ｌ２の配置ピッチＰ２は、基板１１上に配置した直後の液滴Ｌ２の直径よりも大きくかつ、その直径の２倍以下である。そのため、液滴Ｌ２の中間位置に液滴Ｌ３が配置されることにより、液滴Ｌ２に液滴Ｌ３が一部重なり、液滴Ｌ２同士の間の隙間が埋まる。これにより、図５（ｃ）に示すように、中間層の膜Ｗ１の上に、導電膜配線用の液体材料からなる連続したラインＷ２が形成される。そして、こうした液滴の配置動作を基板の表面全体に対して行うことにより、基板１１上に所定のパターンからなる配線用の膜が形成される。
【００５１】
このとき、前述したように、基板１１の表面が撥液性に加工されていることから、液体材料は、中間層の膜Ｗ１の外側でははじかれ、中間層の膜Ｗ１上に確実に配置される。また、中間層の膜Ｗ１は、導電膜配線用の液体材料の分散媒に対してある程度の再溶解があるため、前記液体材料との親和性が比較的高い。そのため、中間層の膜Ｗ１上に配置された液体材料は、中間層の膜Ｗ１の内側で良好に濡れ広がる。さらに、前述したように、中間層の膜Ｗ１は、この上に形成される配線本体のパターンと同一のパターンで形成されているので、中間層の膜Ｗ１の内側で濡れ広がった液体材料は、所望の配線パターンに良好に配置される。
なお、中間乾燥工程は、一連の液滴の配置動作ごとに行われる。この工程は、前述の中間層形成工程のものと同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００５２】
また、上述した液滴の配置動作の繰り返し回数を増やすことにより、基板１１上に液滴が順次重なり、導電膜配線用の膜Ｗ２の厚みが増す。この膜厚は、最終的な導電膜配線に必要とされる所望の膜厚に応じて定められ、それに応じて、前記液滴の配置動作の繰り返し回数が定められる。
なお、液滴の配置ピッチや、繰り返しの際のシフト量などは任意に設定可能である。例えば、先の図２に示したように、吐出直後同士の液滴同士が一部重なるように液滴を吐出してもよい。
【００５３】
焼成工程は、熱処理又は光処理により、基板上に配置された液体材料に含まれる分散媒及びコーティング材を完全に除去するとともに、金属微粒子同士の接触もしくは焼結をはかり、電気抵抗を下げるために行なわれる。なお、本例では、中間層用の液体材料の熱処理と導電膜配線用の液体材料の熱処理を同時に行なう。
【００５４】
焼成工程は通常大気中で行なわれるが、必要に応じて、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気中で行なうこともできる。この焼成工程の処理温度は、分散媒の沸点（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。
たとえば、有機物からなるコーティング材を除去するためには、通常は３００℃以上で焼成することが必要である。このため本例では、この熱処理を、例えば基板をコーティング材の分解温度である３００℃以上の温度で３０分程度加熱することにより行なう。なお、上述の中間層形成工程，材料配置工程の各描画工程で使用されるパターン形成材料において、コーティング材の分解温度がそれぞれ異なる場合には、この焼成工程における処理温度は、これらのコーティング材の分解温度の中で最も高い温度とする。
【００５５】
この焼成工程は通常のホットプレート、電気炉などによる処理の他、ランプアニールによって行なうこともできる。ランプアニールに使用する光の光源としては、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。
【００５６】
前記焼成工程により、導電膜配線用の膜Ｗ２は、液体材料に含まれていた導電性微粒子間の電気的接触が確保され、導電膜に変換される。また同時に、アライメントマーク形成工程及び中間層形成工程において形成された第１又は第２の金属微粒子のコーティング材も分解除去され、それぞれの金属微粒子が互いに焼結して金属膜に変換される。この際、中間層用の膜Ｗ１は、液体材料に含まれていた微粒子の作用により、導電膜配線用の導電性微粒子と基板１１との結合性を向上させる。
【００５７】
本実施形態により形成される導電膜配線は、分散液一滴の基板上に着弾後の直径とほぼ同等の幅で形成することが可能である。また、中間層に含まれる金属微粒子によって、導電膜配線に含まれる金属微粒子と基板の両方に対する結合性が向上することから、基板に対する導電膜配線の密着力が高まる。
このように本実施形態によれば、アライメント精度がよく、基板との密着性のよいパターンを容易に形成することができる。つまり、本実施形態では、アライメントマークの形成をパターンの形成と同様に液滴吐出手段を用いて行なっているため、例えば、従来の手法を踏襲してアライメントマークをフォトリソグラフィ技術により形成する場合に比べて、より簡単な方法でアライメント精度を高めることができる。特に、本実施形態のようにパターンを積層膜として形成する場合には、積層される膜同士のアライメント精度は重要となるため、本発明の効果は大きい。
【００５８】
また、本実施形態のように目的とするパターン（本例では配線パターン）だけでなく、アライメントマーク等のようにデバイスの製造過程で必要となる付属的なパターンの形成も液滴吐出手段を用いて行なうことで、デバイス全体を液体吐出法で形成することも可能となる。すなわち、本方法はデバイスをオール湿式化する上での要素技術となる点で意義を有する。
また、本実施形態では、各焼成工程毎にパターン形成材料を焼結させるのではなく、パターン形成の途中段階では、単に液体材料の分散媒を乾燥して乾燥膜とするに留め、最後の焼成工程でこれらの乾燥膜を全て焼結して完全な膜に変換しているため、焼成毎にそれぞれのパターン形成材料を焼結させる（即ち、本焼成する）場合に比べて工程時間を短縮することができる。
【００５９】
次に、本発明の電気光学装置の一例として、プラズマ型表示装置について説明する。
図６は本実施形態のプラズマ型表示装置５００の分解斜視図を示している。
プラズマ型表示装置５００は、互いに対向して配置されたガラス基板５０１、５０２、及びこれらの間に形成される放電表示部５１０を含んで構成される。
【００６０】
ガラス基板５０１の上面には所定の間隔でストライプ状にアドレス電極５１１が形成され、アドレス電極５１１とガラス基板５０１の上面とを覆うように誘電体層５１９が形成されている。誘電体層５１９上には、アドレス電極５１１、５１１間に位置しかつ各アドレス電極５１１に沿うように隔壁５１５が形成されている。  また、隔壁５１５によって区画されるストライプ状の領域の内側には蛍光体５１７が配置されている。蛍光体５１７は、赤、緑、青の何れかの蛍光を発光するもので、赤色放電室５１６（Ｒ）の底部および側面には赤色蛍光体５１７（Ｒ）が、緑色放電室５１６（Ｇ）の底部および側面には緑色蛍光体５１７（Ｇ）が、青色放電室５１６（Ｂ）の底部および側面には青色蛍光体５１７（Ｂ）が各々配置されている。
【００６１】
一方、ガラス基板５０２側には、先のアドレス電極５１１と直交する方向に複数の透明導電膜からなる表示電極５１２がストライプ状に所定の間隔で形成されるとともに、抵抗の高い表示電極５１２を補うために表示電極５１２上にバス電極５１２ａが形成されている。またこれらを覆って誘電体層５１３が形成され、更にＭｇＯなどからなる保護膜５１４が形成されている。
ガラス基板５０１とガラス基板５０２とは、前記アドレス電極５１１…と表示電極５１２…を互いに直交させるように対向させて相互に貼り合わされている。
放電表示部５１０は、複数の放電室５１６が集合されたものである。複数の放電室５１６のうち、赤色放電室５１６（Ｒ）、緑色放電室５１６（Ｇ）、青色放電室５１６（Ｂ）の３つの放電室５１６が対になった部分と、一対の表示電極に囲まれた領域が１画素を構成するように配置されている。
前記アドレス電極５１１と表示電極５１２は図示略の交流電源に接続されている。各電極に通電することにより、放電表示部５１０において蛍光体５１７が励起発光し、カラー表示が可能となる。
【００６２】
本実施形態では、前記バス電極５１２ａ、およびアドレス電極５１１が先の図１に示した導電膜配線の形成方法を用いて形成されている。そのため、バス電極５１２ａとアドレス電極５１１の密着性が高く、配線不良が生じにくい。また、配線のアライメントを精度よく行なうことができるため、配線を高密度化することが可能となる。この際、アライメントマークの形成が液滴吐出手段を用いて行なわれるため、例えばこれをフォトリソグラフィ技術によって形成する場合に比べて工程が簡単になり、デバイスコストを抑えることもできる。
なお、中間層がマンガン化合物（マンガンの酸化物）からなる場合、マンガンの酸化物は非導電性であるものの、そのマンガン層を非常に薄くかつポーラス状にすることで、表示電極５１２とバス電極５１２ａとの必要な導電性は確保される。また、この場合、中間層が黒くなることから、この中間層がブラックマトリクス的な効果を奏し、表示コントラストの向上を図ることができる。
【００６３】
次に、本発明の電気光学装置の他の例として、液晶装置について説明する。
図７は、本実施形態に係る液晶装置の第１基板上の信号電極等の平面レイアウトを示すものである。本実施形態に係る液晶装置は、この第１基板と、走査電極等が設けられた第２基板（図示せず）と、第１基板と第２基板との間に封入された液晶（図示せず）とから概略構成されている。
【００６４】
図７に示すように、第１基板３００上の画素領域３０３には、複数の信号電極３１０…が多重マトリクス状に設けられている。特に各信号電極３１０…は、各画素に対応して設けられた複数の画素電極部分３１０ａ…とこれらを多重マトリクス状に接続する信号配線部分３１０ｂ…とから構成されており、Ｙ方向に伸延している。
また、符号３５０は１チップ構造の液晶駆動回路で、この液晶駆動回路３５０と信号配線部分３１０ｂ…の一端側（図中下側）とが第１引き回し配線３３１…を介して接続されている。
また、符号３４０…は上下導通端子で、この上下導通端子３４０…と、図示しない第２基板上に設けられた端子とが上下導通材３４１…によって接続されている。また、上下導通端子３４０…と液晶駆動回路３５０とが第２引き回し配線３３２…を介して接続されている。
【００６５】
本実施形態例では、前記第１基板３００上に設けられた信号配線部分３１０ｂ…、第１引き回し配線３３１…、及び第２引き回し配線３３２…がそれぞれ、先の図１に示した導電膜配線の形成方法に基づいて形成されている。そのため、配線の密着性が高く、配線不良が生じにくい。また、配線のアライメントを精度よく行なうことができるため、配線を高密度化することが可能となる。この際、アライメントマークの形成が液滴吐出手段を用いて行なわれるため、例えばこれをフォトリソグラフィ技術によって形成する場合に比べて工程が簡単になり、デバイスコストを抑えることもできる。
なお、本発明が適用できるデバイスは、これらの電気光学装置に限られず、例えば導電膜配線が形成される回路基板や、半導体の実装配線等、他のデバイス製造にも適用が可能である。
【００６６】
次に、本発明の電子機器の具体例について説明する。
図８は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図８において、７００は情報処理装置、７０１はキーボードなどの入力部、７０３は情報処理本体、７０２は先の図７に示した液晶装置を備えた液晶表示部を示している。
図８に示す電子機器は、前記実施形態の液晶装置を備えたものであるので、配線の密着性が高く、配線不良が生じにくい。また、このような電子機器を安価に提供することができる。
なお、本実施形態の電子機器は液晶装置を備えるものとしたが、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、プラズマ型表示装置等、他の電気光学装置を備えた電子機器とすることもできる。
【００６７】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、前記実施形態では、アライメントマークの形成工程をパターンの形成工程（中間層形成工程及び材料配置工程）とは別工程としたが、これを中間層形成工程の一部として行なうことも可能である。つまり、中間層形成工程において、第２の液体材料を用いて基板上に描画を行なう際に、同時にアライメントマークも描画する。この場合、アライメントマークは、次工程である材料配置工程において、第１の液体材料を中間層上に確実に配置するための位置決め手段として用いられることとなる。
【００６８】
また、前記実施形態では、配線パターンを中間層と配線本体となる導電層との２層構造としたが、前記配線パターンは単層膜或いは３層以上の多層膜であってもよい。パターンを３層以上の多層膜とした場合には、基板に対して最も密着力の高い膜を１層目（即ち、最も基板側）に配置することが好ましい。これにより、基板とパターンとの密着力が高まり、剥がれ等による不良が生じにくくなる。
【００６９】
なお、前記実施形態の要領で３層以上の多層膜からなるパターンを形成する場合には、１層目又は２層目の膜を形成する前に、液滴吐出手段を用いてアライメントマークを形成すればよい。特に、液滴吐出手段に基板を設置する際の位置出し等を行なう必要がない場合には、アライメントマークの形成を１層目の形成後或いは１層目の形成と同時に（即ち、２層目形成前に）行なうことができる。特に、アライメントメーク形成材料に１層目のパターン形成材料と同じ材料を用い、アライメントマーク形成工程と１層目の形成工程とを同一工程で行なった場合には、工程が簡略化され、作業が容易になるとともに、コンタミも防止できる。
また、前記実施形態では、本発明のパターンとして配線パターンを例示して説明を行なったが、本発明はこれに限定されず、配線以外の他のパターンを形成する場合にも適用可能である。
さらに、上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明のパターン形成方法の一例を示す工程フロー。
【図２】基板上に中間層を形成する手順の一例を模式的に示す図である。
【図３】基板上に形成される中間層用の膜の一例として、直線状のラインを示す平面図である。
【図４】基板上に形成される中間層用の膜の一例として、断続状態のラインを示す平面図である。
【図５】基板上に液体材料を配置する過程をより具体的に示す図である。
【図６】本発明の電気光学装置を、プラズマ型表示装置に適用した例を示す分解斜視図である。
【図７】本発明の電気光学装置を、液晶装置に適用した例を示す平面図である。
【図８】本発明の電子機器を、液晶表示装置を備えた携帯型情報処理装置に適用した例を示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０…液滴吐出ヘッド（液滴吐出手段）、１１…基板、５００・・・電気光学装置、７００・・・電子機器、Ｗ１…中間層（１層目のパターン）、Ｗ２…配線本体（２層目のパターン）、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３…液体材料
【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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