(57)【要約】【課題】  形成されるパターンのばらつきを抑え、信頼性が高く精度の良いパターンを形成する。【解決手段】  パターンを形成するための材料を付与する付与手段と、前記パターンが形成される面との相対的な位置関係を、前記パターンを形成するための情報を用いて、前記材料が前記付与手段から前記面に付与される方向に関して調整することを特徴とするパターン形成方法。【選択図】  図１１
2005210098.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターンを形成するための情報に基づいて、前記パターンを形成するための材料を付与する付与手段から、前記材料を前記パターンが形成される面に付与することで、前記面に前記パターンの層を形成する工程と、
前記材料が前記付与手段から前記面に付与される方向に関する、前記パターンの層と前記付与手段との相対的な位置関係を、前記情報に基づいて調整する工程と、
前記情報に基づいて前記付与手段から前記材料を、前記パターンの層の、次のパターンが形成される面に付与することで、前記次のパターンが形成される面に前記次のパターンの層を積層する工程と、
を含むことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項２】
前記形成する工程において、前記パターンの層を一層形成することを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方法。
【請求項３】
前記形成する工程において、前記パターンの層を複数形成することを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方法。
【請求項４】
前記積層する工程の後に、前記面に形成された複数の前記パターンの層の、前記方向に関する厚さを測定する工程と、
前記厚さに基づいて、前記相対的な位置関係を調整する工程と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項５】
パターンを形成するための情報に基づいて、前記パターンを形成するための材料を前記パターンが形成される面に付与する付与手段であって、前記面に前記パターンの層を形成する当該付与手段と、
前記材料が前記付与手段から前記面に付与される方向に関する、前記パターンの層と前記付与手段との相対的な位置関係を、前記情報に基づいて調整する調整手段と、
を有することを特徴とするパターン形成装置。
【請求項６】
前記付与手段は、前記材料として液体を、前記情報に基づいて前記面に吐出する液体吐出ヘッドであることを特徴とする請求項５に記載のパターン形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターンを形成するためのパターン形成方法及びパターン形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パターンを形成するための材料（パターン形成材料）を用いて基体にパターンを形成する場合、パターン形成材料を付与するための付与手段であるヘッドと基体との間隔（距離）は、基体に形成されるパターンの厚みや幅、形成位置のばらつきを減少させる為に一定に保たれることが望ましい。従来技術には、凹凸のある基体にパターンを形成する際に、前記距離を一定に保つ方法が開示されている。特許文献１には、距離センサで前記距離を測定し調整することで、ヘッドと基体との距離を一定にする方法が開示されている。前記距離の具体的な測定方法は、マイクロメーターを有する接触子を基体に接触させて測定する例と、光学デバイスを応用して基体の凹凸を検出する例とが開示されている。
【特許文献１】特開平８−８０６５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
パターン形成材料を基体に付与して積層構造をもつパターンを形成する場合、パターン形成材料を複数回、場合によっては繰り返し基体に付与するため、形成されたパターンの凹凸によってパターンの上面と付与手段との距離に変化が生じてしまう。しかし、従来技術は、基体そのものの凹凸を検知して前記距離を調整することを開示するが、基体に形成されたパターンの高さを考慮してパターンを形成することを開示しない。
【０００４】
本発明は、基体に形成されたパターンの凹凸までをも考慮することで、形成されるパターンのばらつきを抑え、信頼性が高く精度の良いパターンを形成することができるパターン形成方法及びパターン形成装置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】
本発明は、前記パターンを形成するための情報に基づいて、前記パターンを形成するための材料を付与する付与手段から、前記材料を前記パターンが形成される面に付与することで、前記面に前記パターンの層を形成する工程と、前記材料が前記付与手段から前記面に付与される方向に関する、前記パターンの層と前記付与手段との相対的な位置関係を、前記情報に基づいて調整する工程と、前記情報に基づいて前記付与手段から前記材料を、前記パターンの層の、次のパターンが形成される面に付与することで、前記次のパターンが形成される面に前記次のパターンの層を積層する工程と、を含むことを特徴とするパターン形成方法に関するものである。
【０００６】
また、パターンを形成するための情報に基づいて、前記パターンを形成するための材料を前記パターンが形成される面に付与する付与手段であって、前記面に前記パターンの層を形成する当該付与手段と、前記材料が前記付与手段から前記面に付与される方向に関する、前記パターンの層と前記付与手段との相対的な位置関係を、前記情報に基づいて調整する調整手段と、を有することを特徴とするパターン形成装置に関すものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のパターン形成方法及びパターン形成装置により、形成されるパターンのばらつきを抑え、信頼性が高く精度の良いパターンを形成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下の各実施例におけるパターンの例としては、積層構造をもつ配線板を形成する際に必要な導電性の導電パターンと絶縁性の絶縁パターンとで構成されている例を示す。パターンを形成するための情報に基づいて、パターン形成材料の付与手段とこれからパターンが形成される形成面との位置関係を調整する。
【０００９】
位置関係の調整を行う方向は、パターン形成材料が付与手段から前記形成面に付与される方向である。以下の実施例１〜３、６，７においては、基体の主面（パターンが形成される面）に垂直な方向でありから、実施例４，５においては、付与手段を基体に対して傾けることで、前記垂直な方向に対して斜めの方向から調整を行う例を示す。本明細書においては、付与手段からパターン形成材料が基体に付与される方向を「付与方向」と記載する。
【００１０】
パターン形成材料を付与する付与手段としては、ペースト状のパターン形成材料を基体に付与するペースト塗付機や、インクジェット方式を用いる液体吐出ヘッドがあげられる。ペースト塗付機は、ペーストを圧縮空気やピストンで基体に吐出させるものである。インクジェット方式は、液体を基体に付与する付与手段であるヘッドの流路内にヒータを配置し、該ヒータが発生する熱エネルギーを液体に付与することで液体に気泡を発生させ、その気泡の圧力によって液体をヘッドの吐出口から吐出させる方式や、流路に対応して圧電素子を配置し、該圧電素子の駆動によって液体をヘッドの吐出口から吐出させるもの等があげられる。本発明が好適に用いられるのはインクジェット方式の場合である。
【００１１】
図１２は、本発明を適用可能なパターン形成装置の要部を示す斜視図である。
【００１２】
パターンを形成するための材料として、絶縁パターンを形成する第１の液体と、導電パターンを形成する第２の液体とを用いる。データ処理装置１から指示される、パターンを形成する情報（以下、パターン形成情報）とは、例えば配線パターンのＣＡＤデータ等であり、インクジェットヘッドからパターン形成材料を吐出するためのパルス信号に対応するものである。このパターン形成情報に従って、基体の搬送部２と、ヘッドの搬送部３を調整し、第１の液体容器５にある第１の液体を、絶縁パターン形成用ヘッド４から付与することにより基体受け部９上の基体に絶縁パターンを形成する工程と、第２の液体容器７にある第２の液体を、導電パターン形成用ヘッド６から付与することにより基体に導電パターンを形成する工程と、によって基体にパターンの層を形成する。次に、ヘッドとパターンを形成する形成面との距離を調整する手段（不図示）を用いて前記距離を調整する。調整方法については下記の実施例で詳細に説明を行う。この工程を繰り返すことにより配線板が形成される。インクジェット方式を用いて配線を形成した場合、配線の幅は数μｍ〜数１０μｍ程度の微細な配線形成が可能である。絶縁パターンを形成する第１の液体には、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２などの無機材料やポリイミドなどの有機材料を含有した物が好ましく、導電パターンを形成する第２の液体には、半田，Ｐｔ，Ａｇ，Ａｕ，Ｉｎ，Ｇａ等の金属材料を含有した物が好ましい。加熱硬化装置８は、赤外線ランプやキセノン灯のような輻射熱源によって、基体に形成されたパターンの加熱硬化又は溶剤を揮発させることを目的としている。熱処理条件は、パターン形成液体中の加熱硬化が可能な成分の硬化条件に依存するものであるが、通常は基体のパターン部分が８０度〜１５０度の温度になるように設定を行う。基体が熱処理に耐えうる材質の場合、基体に抵抗体を接触させ基体全体を加熱する方法を用いることも可能である。また、パターン形成材料や基体の材質が、熱処理によって変質する可能性がある場合には、基体またはパターン形成部の放熱及び冷却機構を兼ね備える構造をとる。さらに、パターン形成液体の材質によっては、熱処理の代わりに光照射あるいはその両方によりパターン部分を硬化させる。光照射に用いる波長は、パターン形成液体中の光硬化が可能な成分が実用的感度を有する範囲の波長であり、光反応モードを用いる場合、一般的には紫外・可視領域の２００ｎｍ〜６００ｎｍの範囲が用いられ、光源としてはたとえば水銀灯、キセノン灯、蛍光灯等の放電管が用いられる。
【００１３】
図１は本発明を適用可能なパターン形成装置のシステム構成を示す概略ブロック図である。
【００１４】
１００はパターン形成装置の例で、電源１０、このパターン形成装置のハード的な制御をつかさどるＣＰＵ１０３、ＡＳＩＣ１０６、ソフト処理を実行するプログラムが格納されているＲＯＭ１０４、パターン形成するための画像を選択するためのキー入力装置１０２、パターン形成指示されたパターン形成情報の展開と、パターンを形成に当たってヘッドの調整を情報に変換するためとの少なくとも一方に用いられるメモリＤＲＡＭ１０８、ヘッド等の表示ステータスを使用者に示すための表示装置１０１、パターン形成装置ユニット２００を駆動するためのパターン形成装置ドライバ１０５及び外部からの受け取ったパターン情報３００等を取り込むための入り口となるＩ／Ｆ１１０、その他の入出力を制御するためのＩ／Ｏ１０７で構成されている。
【００１５】
また、パターン形成装置ユニット２００は、パターン形成装置の各種制御用モーター２０１、パターン形成用ヘッド２０２、前記制御をつかさどるエンコーダ、センサ等の制御系２０３、パターンが形成される面に対して付与方向のヘッドの上下等の調整を、ＣＰＵ１０３の指令に従い調整する調整部（調整機構）２０４、絶縁パターンを形成するための材料を貯留する第１の容器２０５と導電パターンを形成するための材料を貯留する第２の容器２０６、パターンを形成する基体３０１及びパターン形成装置の制御に必要な情報（回復動作、パターン形成材料の残量等の情報）を記憶しておくためのＥＥＰＲＯＭ１０９で構成されている。形成するパターン情報は、パターン形成情報３００から所得し、該取得情報はＩ／Ｆ部１１０を介して記憶手段であるＤＲＡＭ１０８上に一時的に保管される。この情報をＤＲＡＭ上のメモリエリアの一部を用いて、パターン形成情報に変換する。本明細書における調整手段とは、上述したＣＰＵ１０３と調整部（調整機構）２０４とを含むものである。
【００１６】
パターンを形成する為には、各層の高さ情報、Ｘ，Ｙ方向の規定が必要であり、該情報を基にパターンが形成される。即ち、パターンを形成すべき位置の主操作方向のＸ，Ｙ座標値が解っていればパターンが形成できる。また、パターン幅、パターン長等については、パターン情報として、前述した如く事前にＸ，Ｙ座標が解っているためその情報を使用する。
【００１７】
なお、パターン形成装置には、ＣＰＵを有するユニット部とパターン形成装置ユニット部とが同一装置内にある場合も、別体でありシステム的に接続されている場合も、含まれる。
【００１８】
図１１は、図１のＲＯＭ１０４に記憶されているパターン形成工程のプログラムのフローチャートを示す。
【００１９】
ステップＳ１では、パターン形成の指示があった否かの判断を行う。指示で無い場合には、ステップＳ１２でその他の処理を実行し、終了する。指示があった場合には、ステップＳ２で指示されたパターンの全データを読み出し、メモリ上に記憶する。ステップＳ３では、取得したパターンの全データから、パターンを形成する層ごとの層情報にデータ変換を行う。ステップＳ４では、パターンの形成が指示された層の情報を取得する。ステップＳ５では、Ｓ４におけるパターンの形成が指示された層内の、次に形成するパターンの情報を取得する。ステップＳ６では、Ｓ４におけるパターンの形成が指示された層の下の層に位置し、パターンを形成する面を有する層のパターン情報より、付与方向における層の厚さ情報を取得する。パターンを形成する情報の１つである厚さ情報は、パターン情報のＣＡＤデータ等に含まれている場合にはそれを用いてもよいし、材料や粘度、吐出速度等の条件によって予測される値を有するテーブルから取得してもよい。ステップＳ７では、Ｓ６で得られた情報を基にして、形成面とヘッドとの相対位置を調整する。ステップＳ８では、Ｓ５で指示されたパターンの形成を実行する。ステップＳ９では、パターンの形成が指示された層内のパターンの形成が全て終了したか否かの判断を行う。全パターンの形成が終了していればステップＳ１１へジャンプする。全パターンの形成が終了していなければ、ステップＳ１０に進み、前工程のパターン形成工程でフィードしてしまった基体をパターン形成開始時の初期位置に戻し、ステップＳ５に戻る。ステップ１１では、他の層においてパターンの形成が残っている場合には、ステップＳ４に戻る。ステップＳ１１で、全ての層において、パターンの形成が終了している場合にはパターン形成を終了する。
【００２０】
また、パターンを形成する情報として、半導体のマスク情報を用いる場合には、図１１において、ステップＳ２でパターンの形成が指示されたマスクパターンの全情報を読み出し、メモリ上に記憶する。ステップＳ３では、取得したマスク情報を解析して、パターンを形成する層ごとの層情報にデータ変換を行うことで、対応可能である。
【００２１】
図２（ａ）は、本発明における積層構造の配線を示す図である。絶縁パターンと導電パターンの積層の構造が明確になるように模式的に示した。積層構造の配線は、絶縁パターンと導電パターンを基体に積み重ねることにより形成する。図２（ａ）は、本発明における積層構造のパターンを基体上方向から見下ろした図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＬ−Ｌ’における断面図である。
【００２２】
図２（ｃ）は、図２（ａ）のＬ−Ｌ’における断面図であり、パターンを形成する材料の粘性等の要因によって、パターン面のサイドが垂直ではなく、斜めになった場合を示している。
Ａは、縦方向の導電パターンである。
Ｂは、縦方向の絶縁パターンである。
Ｃは、横方向の導電パターンである。
Ｄは、縦方向の絶縁パターンである。
Ｅは、縦方向の導電パターンである。
【００２３】
以下の実施例１〜実施例５では、パターン形成情報を用いて、ヘッドとパターン形成面との相対的な位置を調整することにより、図２に示したような積層構造のパターンを形成する手順を示す。
【００２４】
［実施例１］
本実施例においては、段階的に複数のヘッドを配置することで、パターン形成面とヘッドとの距離を調整する例を示す。
【００２５】
図３は、パターン形成用のヘッドを階段状に並べた構成を示す図である。図３において、隣同士のヘッドの吐出口の位置の差Ｌは、基体に形成したパターン１層分の、付与方向の厚さに見合った高さである。
【００２６】
図４は、図３に示したヘッドを用いて図２（ｂ）に示した積層構造の配線を、パターン情報に従って形成する工程を示す図である。本実施例において、ヘッドの吐出口面とパターン形成面との相対的な位置関係を調整することとは、前記ヘッドの吐出口面とパターン形成面との間隔が一定に保たれるように、ヘッドを選択することを指す。
【００２７】
図４の（１）では、導電パターンＡのパターン層第１層目を形成する工程である。配線形成面との距離が一番近い左側のヘッドを用いることにより、ヘッドの吐出口面ａ１とパターン形成面ｂ１との距離を一定の値に保ちながら、導電パターン形成材料を基体に吐出する。
【００２８】
図４の（２）では、絶縁パターンＢのパターン層第１層目を形成する工程である。ヘッドの吐出口面とパターン形成面との距離を一定の値に保ちながら、既に形成されたパターンＡの両サイドに、絶縁パターン形成材料を吐出する。
【００２９】
図４の（３）では、絶縁パターンＢのパターン層第２層目を形成する工程である。パターン層第２層目におけるパターンの形成であるので、パターン形成面はｂ２になる。ヘッドの吐出口面とパターン形成面ｂ２との距離を一定の値に保つため、パターン１層分の厚みにあたる距離Ｌだけ上方（付与方向において基体から離れる方向）にずらした左から２番目のヘッドを使用し、パターンＡ上の所定の位置に、絶縁パターンＢを形成する。
【００３０】
図４の（４）では、導電パターンＣのパターン層第１層目を形成する工程である。既に形成されたパターンＢの両サイドに、導電パターン形成材料を吐出することによりパターンＣの一部を形成する。パターン層第１層目におけるパターンの形成であるため、一番左側のヘッドを用いることにより、ヘッドの吐出口面ａ１とパターン形成面ｂ１との距離は一定の値に保たれる。
【００３１】
図４の（５）では、導電パターンＣのパターン層第２層目を形成する工程である。パターン層第２層目におけるパターンの形成であるので、配線形成面はｂ２になる。ヘッドの吐出口面とパターン形成面ｂ２との距離を一定の値に保つため、パターン１層分の厚みにあたる距離Ｌだけ上方にずらした左から２番目のヘッドを使用する。
【００３２】
図４の（６）では、導電パターンＣのパターン層第３層目を形成する工程である。パターン層第３層目におけるパターンの形成であるので、配線形成面はｂ３になる。ヘッドの吐出口面とパターン形成面ｂ３との距離を一定の値に保つため、パターン２層分の厚みにあたる距離２Ｌだけ上方にずらした左から３番目のヘッドを使用する。
【００３３】
図４の（７）では、絶縁パターンＤのパターン層第２層目を形成する工程である。既に形成されたパターン層第１層目のパターンＣ上の所定の位置に絶縁パターンＤを形成するので、配線形成面はｂ２になる。ヘッドの吐出口面とパターン形成面ｂ２との距離を一定値に保つため、パターン１層分の厚みにあたる距離Ｌだけ上方にずらした左から２番目のヘッドを使用する。
【００３４】
図４の（８）では、導電パターンＥのパターン層第３層目を形成する工程である。既に形成されたパターン層第２層目のパターンＤ上の所定の位置に導電パターンＥを形成するので、配線形成面はｂ３になる。ヘッドの吐出口面とパターン形成面ｂ３との距離を一定値に保つため、パターン２層分の厚みにあたる距離２Ｌだけ上方にずらした左から３番目のヘッドを使用する。
【００３５】
以上の工程で、図２の（ｂ）に示した積層構造のパターンの形成を終了する。なお、図３に示したヘッドの構成は、パターン形成用のヘッドを８個並列に並べているため、８層分までの回路パターン形成が可能であるが、ヘッドの数を増やす事により、更に多層のパターン形成が可能である事は言うまでもない。
【００３６】
［実施例２］
本実施例においては、基体受け部が付与方向において上下することで、パターン形成面とヘッドとの距離を調整する例を示す。
【００３７】
図５は、本発明の実施形態の１つである、基体受け部９の高さ調整法を示す図である。図５（ａ）は、基体受け部の調整を行う図である。図５（ｂ）は、基体受け部が最下段にあるときの状態を示す図である。図５（ｃ）は、基体受け部が最上段にあるときの状態を示す図である。基体受け部９の下部にカム４０２を配置し、基体上のパターンの厚さに対応してモーター４０１が回転することによって、基体受け部９が上下し、ヘッドの吐出口面とパターン形成面との距離を一定の値に保つ。
【００３８】
図６は、図５に示した基体受け部を用いて、図２（ｂ）に示した積層構造の配線を形成する工程を示す図である。
【００３９】
図６の（１）では、導電パターンＡのパターン層第１層目配を形成する工程である。ヘッドの吐出口面ａとパターン形成面ｂとの距離を一定の値αに保ち、パターンＡを形成する。
【００４０】
次に、既に形成されたパターンＡの両サイドに、絶縁パターンＢのパターン層第１層目の形成を行う（図は省略）。
【００４１】
図６の（２）は、絶縁パターンＢのパターン層第２層目を形成する工程である。ヘッドの吐出口面ａとパターン形成面ｂとの距離は、第１層目のパターンによる高さＬだけ短くなっているので、モーターを回転させることにより基体受け部を下方（付与方向においてヘッドから離れる方向）に移動させ、ヘッドの吐出口面ａとパターン層の第２層目にあたるパターン形成面ｂとの距離をαにするために、ヘッドと基体との距離をα＋Ｌに調節し、絶縁パターンＢの形成を行う。
【００４２】
図６の（３）は、導電パターンＣのパターン層第１層目を形成する工程である。すでに形成されたパターン層第１層目のパターンＢの両サイドに、導電パターンＣのパターン層第１層目を形成する。ヘッドの吐出口面ａとパターン形成面ｂとの距離をαに調整し、導電パターンＣの形成を行う。
【００４３】
次に、既に形成されたパターン層２層目のパターンＢの両サイドに、パターン層第２層目のパターンＣを形成する。ヘッドの吐出口面ａとパターン層の第２層目にあたるパターン形成面ｂとの距離をαにするために、ヘッドと基体との距離をα＋Ｌに調節し、導電パターンＣの形成を行う（図は省略）。
【００４４】
図６の（４）は、導電パターンＣのパターン層第３層目を形成する工程である。ヘッドの吐出口面ａとパターン層の第３層目にあたるパターン形成面ｂとの距離をαにするために、ヘッドと基体との距離をα＋２Ｌに調節し、導電パターンＣの形成を行う。
【００４５】
図６の（５）は、絶縁パターンＤのパターン層第２層目を形成する工程である。既に形成されたパターン層第１層目のパターンＣ上の所定の位置に絶縁パターンＤを形成するので、ヘッドの吐出口面ａとパターン層の第２層目にあたるパターン形成面ｂとの距離をαにするために、ヘッドと基体との距離をα＋Ｌに調節し、絶縁パターンＤの形成を行う。
【００４６】
図６の（６）は、導電パターンＥのパターン層第３層目を形成する工程である。既に形成されたパターン層第２層目のパターンＤ上の所定の位置に導電パターンＥを形成するので、ヘッドの吐出口面ａとパターン層の第３層目にあたるパターン形成面ｂとの距離をαにするために、ヘッドと基体との距離をα＋２Ｌに調節し、導電パターンＥの形成を行う。
【００４７】
以上の工程で、図２の（ｂ）に示した積層構造のパターンの形成を終了する。
【００４８】
［実施例３］
本実施例においては、ヘッド部を付与方向において上下させることで、パターン形成面とヘッドとの距離を調整する例を示す。
【００４９】
図７は、本発明の実施形態の１つである、ヘッド部の高さ方向の調整を行う構成図である。図７（ａ）は、調整部を基体３０１の横方向から見た図である。図７（ｂ）は、調整部を基体３０１の上方向から見た図である。パターン形成用ヘッドの吐出口面とパターン形成面との距離を一定に保つ方法の１つとして、ヘッド部が、付与方向において上下することにより調整を行う。パターン形成用ヘッド２０２にモーター４０１とカム４０２を配置し、カム４０２の動作によって上下するハネ４０３を用いることにより、ヘッドが上下する。パターン形成用ヘッド２０２の吐出口面と、パターン形成面との距離が一定の値αになるように、これからパターンを形成するパターン層の情報によって、モーターとカムが動き、ヘッドの吐出口面が付与方向において上下する構成である。
【００５０】
図８は、図７に示したヘッドを用いて、図２（ｂ）に示した積層構造の配線を形成する工程を示す図である。本実施例では、実施例２における基体受け部の上下方向の調整のかわりに、ヘッドの上下方向の調整を行うものであり、
本実施例の図８の（１）は、実施例２の図６の（１）に対応し、
本実施例の図８の（２）は、実施例２の図６の（２）に対応し、
本実施例の図８の（３）は、実施例２の図６の（３）（４）に対応し、
本実施例の図８の（４）は、実施例２の図６の（５）に対応し、
本実施例の図８の（５）は、実施例２の図６の（６）に対応するため、説明は省略する。
【００５１】
［実施例４］
本実施例においては、ヘッド部を傾けることで、パターン形成面とヘッドとの距離を調整する例を示す。
【００５２】
具体的には、形成されたパターンが基板の主面（配線パターンが形成される面）に対して傾斜している場合にも対応できるヘッドの説明を行う。
【００５３】
図９は、本発明の実施形態の１つである、ヘッド部の斜め方向の調整を行う構成図である。図９（ａ）は、調整部を基体３０１の横方向から見た図である。図９（ｂ）は、調整部を基体３０１の上方向から見た図である。パターン形成用ヘッドの吐出口面とパターン形成面との距離を一定に保つ方法の１つとして、ヘッド部の上下による調整と、斜め方向の調整を行う。パターン形成用ヘッド２０２は、モーター４０１と歯車４０４、ベルト４０５を具備している。予め、パターン形成材料の粘度等から、形成されたパターンのサイド面におけるパターン形成材料の流れ（傾き）を予測する。サイド面に対する高さは吐出したドット数に関係するものであり、ＲＯＭに入っているテーブルからデータを読み出し高さ方向の調整を行う。配線形成面の傾き情報、吐出するパターン形成材料の量や吐出回数等の情報に従ってヘッドの高さ及び傾き情報を算出し、モーターの回転角度を変え、歯車を回転させる。この歯車の回転がベルトを伝わり、ヘッドが図９の（ｃ）に示すように揺動し、パターン形成面とヘッドの吐出口面との距離が、一定の距離を保つことができる。この結果、より正確に材料を吐出する事が可能となる。モーターの回転と傾きの関係については、図１のＲＯＭ１０４内に用意されたテーブルを用いて実行する。
【００５４】
図１０は、図９に示したヘッドを用いて、図２（ｃ）に示した積層構造の配線を形成する工程を示す図である。本実施例では、基体に形成されたパターンの斜めになったサイド面には、ヘッドからパターン形成材料を３回吐出することにより、パターン１層分の高さＬに相当する例を示す。
【００５５】
図１０の（１）は、導電パターンＡのパターン層第１層目を形成する工程である。ヘッドの吐出口とパターン形成面との距離を一定の値に保ちながら、導電パターン形成材料を基体に吐出する。ヘッドの吐出口面は、基体に対して平行に保たれている。
【００５６】
図１０の（２）〜（４）と（５）〜（７）では、絶縁パターンＢのパターン層第１層を形成する工程である。図１０の（１）で形成されたパターンＡの斜めになったサイド面の角度にあわせてヘッドの吐出口を傾ける。ヘッドからパターン形成材料を３回吐出することにより、パターン１層分の高さＬに相当するパターンＢを形成する。この時、ヘッドは基板に対して垂直な方向にＬの１／３ずつ上がり、基体に平行な方向には斜めになったサイド面にあわせて移動する。
【００５７】
図１０の（８）は、実施例２の図６の（２）に対応する。
【００５８】
図１０の（９）（１１）では、導電パターンＣのパターン層第１〜２層目を形成する工程である。図１０の（２）〜（８）で形成されたパターンＢの斜めに形成されたサイド面に、ヘッドからパターン形成材料を６回吐出することにより、パターン２層分の高さ２Ｌに相当するパターンＣを、パターン形成材料を６回吐出して（図では省略）形成する。この時、ヘッドは基板に対して垂直な方向にＬの１／３ずつ上がり、基体に平行な方向には斜めになったサイド面にあわせて移動する。
図１０の（１０）は、実施例２の図６の（４）に対応する。
図１０の（１２）は、実施例２の図６の（５）に対応する。
図１０の（１３）は、実施例２の図６の（６）に対応する。
【００５９】
以上の工程で、図２の（ｃ）に示した積層構造のパターンの形成を終了する。
【００６０】
また、本実施例にはキャリッジの主操作方向に対して揺動するヘッドを記載したが、同様に副操作方向にも揺動するヘッド、主操作・副操作両方向に揺動するヘッドにも応用可能である。
【００６１】
［実施例５］
本実施例においては、立体基体にパターンを形成する際の、パターン形成面とヘッドとの距離を調整する例を示す。
【００６２】
実施例４に示したヘッドを用いると、凹凸や曲面があるような立体基体においても、上述の各実施例を応用して精度の良い配線を形成することが可能である。
【００６３】
例えば、立体基体の形状が予めＣＡＤデータ等でわかっている場合には、立体基体の形状のデータとパターン形成情報とを用いて、ヘッドとパターン形成面との距離の調整を行う。立体基体の形状の情報にパターンの高さ情報を足し合わせたものを用いて、上述の各実施例に記載された方法を適応して、ヘッドの吐出口面とパターン形成面との距離が一定の距離を保つように調整を行えばよい。
【００６４】
また、立体基体の形状を示すデータが無い場合には、図９に示す調整部のヘッドに、固体映像素子や、スキャナ等の測定手段を搭載してもよい。固体映像素子ヘッドは、ＣＣＤ（電荷結合素子）、またはＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子をヘッドと同一キャリッジ上に配置する。ヘッドと同一の駆動機構を用いて基体のパターン状態を検出し、座標情報を記憶する。検出した情報に従ってヘッドの傾き情報を算出し、モーターの回転角度を変え、歯車を回転させることにより、ヘッドが図９の（ｃ）に示すように揺動し、パターン形成面とヘッドの吐出口面との距離が、点レベルで一定の距離を保つように調整し、パターンの形成を行う。モーターの回転と傾きの関係については、図１のＲＯＭ１０４内に用意されたテーブルを用いて実行する。
【００６５】
［実施例６］
本実施例においては、複数のパターン層毎にパターン形成面とヘッドとの距離を調整する例を示す。
【００６６】
基体に形成されるパターンの付与方向における厚さが薄く、１層毎にパターン形成面とヘッドとの距離を調整する必用がない場合、複数層のパターンを形成する毎に、前記距離の調整を行ってもよい。この場合、所定数のパターンの層を形成する情報が出力されると、前記所定数のパターン層の厚さに見合った距離を付与方向において調整する指令を出せばよく、ヘッドや基体受け部の調整方法に関しては、上述の各実施例と同様であるため省略する。
【００６７】
［実施例７］
本実施例においては、複数のパターン層毎にパターン形成面とヘッドとの距離を測定して調整する例を示す。
【００６８】
例えば１０層を越すような多層のパターンを形成する場合において、層数が増すにつれて、実際に形成されたパターンの付与方向における総厚と、データによる厚さ情報とに誤差が生じる恐れがある。誤差がパターンの精度に影響を及ぼすと考えられるパターンの層数をｎ層とする。
【００６９】
まず、ｎ層より少ない層のパターンの形成は、前述の各実施例と同様に、付与手段と配線パターン形成面との距離をパターンの情報を用いて調整する。この場合、形成されるパターンの厚さに応じて、パターン層１層ごとに調整を行っても良いし、実施例６に示すように複数のパターン層毎に調整を行っても良い。
【００７０】
次に、誤差が問題となるｎ層目のパターンを形成する前に、実施例５に示すような、固体映像素子やスキャナ等の測定手段を搭載したヘッドを用いて、基体に形成されたパターンの総膜を実測し、その実測値をもとにヘッドと配線パターン形成面との調整を行う。
【００７１】
パターン層ｎ層目以降は再びパターン情報を用いてパターンを形成し、パターン層２ｎ層目の形成に入る前に、測定手段を用いて実測を行い調整を行う。
【００７２】
具体的には、パターンの厚さＬが約２０μである場合、基体に形成された層厚が約１００μ（５層）になるまでは、パターン情報を用いて調整を行い、約１００μを越える際に、測定装置によるスキャンを行うことが好ましい。
【００７３】
このように、本実施例を適用することで、多重の積層のパターン構造の形成精度をさらに向上させることが可能となる。
【００７４】
また、配線パターンの情報を用いずに、１層１層実測してヘッドとパターン形成面との距離を調整する場合に比べて、本実施例は、求められる配線パターンの精度に対応しつつ、パターンを形成するスピードの低下を抑えることができる、
上述の実施例１〜７において、基体に形成されたパターンの、パターンの材料が付与される方向に関する厚さＬは約２０μ、基体の主面に平行な方向における最小幅は約１００μであったが、本発明はこれらに限定されるものではない。また、１層分のパターンの形成を終了するごとに、硬化処理、例えば図１２の加熱硬化装置８によって、パターンを熱硬化させることが望ましい。パターンの形成、硬化処理、パターンの形成、硬化処理、を繰り返すことにより信頼性の高い積層構造の配線の形成が可能となる。
【００７５】
また、上述の実施例においては、パターン形成面とヘッドの吐出口面との距離を一定の値としてきたが、付与方向における絶縁層のパターンの厚さと導電層のパターンの厚さとが異なる場合においても対応可能である。手段としては、ヘッド部を上げるために使用しているモーターの駆動量を変え、ヘッドの吐出口面とパターン形成面との距離を変える事により実現可能である。例えば、ヘッドの吐出口面とパターン形成面との距離を大きくすると、基体に着弾するパターン形成液体が通常より大きく広がり、パターンの面積を稼ぎたい時に、非常に有効である。
【００７６】
さらに、上述の実施例おいては、ヘッドを片方向に動かす時にのみ配線パターンを形成する例に関して記載しているが、これに限らず、ヘッドを双方向に動かす際に両方向においてパターンを形成する事も可能である。更に、指定層の指定パターンを形成する毎にバックフィードを実行して基体をパターン形成装置の初期位置に戻すように記載してきたが、基体の後方からパターン形成を実行する事も可能である。動作としては、フィード系のモーターを逆転駆動してパターン形成を施せば実行できる事は明白である。
【００７７】
また、上述の各実施例おいては、導電パターンＡ、絶縁パターンＢ，導電パターンＣ、絶縁パターンＤ，導電パターンＥと、各パターンの種類毎にパターン形成を実行するとして記載してきたが、パターンの層毎に出力を行い、パターンを形成することもできる。例えば図２（ｂ）において、パターンの１層目は、図面左からパターンＣ，Ｂ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｂ，Ａ，Ｂ，Ｃの順番で形成を行い、パターンの２層目は図面左から、パターンＣ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｃ，Ｂ，Ｃの順番で形成を行い、パターンの３層目は図面左からパターンＣ，Ｅ，Ｃの順で形成を行うことでもパターン形成が可能である。この場合、パターンの形成が指示された層内の、パターン形成が終了したという信号に基づいて、ヘッドとパターン形成面との距離の調整を行うこともできる。この終了したという信号も、パターンを形成するための情報に含まれるものである。このように、パターンの層ごとに形成を行う場合のヘッドとしては、基体のパターン形成部分の全幅にわたり同時に記録ができるように、複数の吐出口が列状に並んだヘッド、いわゆるフルライン型のヘッドを用いることができ、パターン形成の高速化に対応できる。
【００７８】
なお、ヘッドの１スキャン内に、各々異なった高さの部分が存在している場合には、１層分の高さの部分は１スキャン時に１回だけパターン形成材料を出力し、２層分の高さが存在する所は２スキャンして必要な部分にのみ各々１回ずつパターン形成材料を出力し、更に同様の方式で、３層目の部分に関しては、必要な部分にのみ３回パターン形成材料を出力するという方法も可能である。
【００７９】
上述のいずれの実施例においても、パターン形成情報を用いて、付与手段とパターン形成面との距離を調整している為、パターン形成情報を用いずに実測データのみで前記距離を調整する場合に比べて、処理速度が速くなるという効果を奏する。
【００８０】
また、本発明を用いて、導電パターンからなるコイルや導電パターンと絶縁パターンからなるコンデンサを形成することで、非接触のＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）Ｃｈｉｐを形成することも可能である。さらに、トランジスタ、ダイオード等の形成を行う場合には、パターン形成材料として、上述の導電パターン形成材料と絶縁パターン形成材料のほかに、ＳｉやＧｅなどの無機材料やアミン系、ヒドラゾン系、スチルベン系、スターバスト系などの有機材料を含有した半導体パターン形成材料、パターンを定着させるための接着層等、必要に応じた材料を用いることにより、電子素子の形成も可能となる。このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々応用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明を適用可能なパターン形成装置のシステム構成を示す概略ブロック図。
【図２】本発明を適用可能な積層構造のパターンを示す図。（ａ）は、積層構造のパターンを基体上方向から見下ろした図。（ｂ）は、図２（ａ）のＬ−Ｌ’における断面図。（ｃ）は、図２（ａ）のＬ−Ｌ’における断面図。
【図３】本発明の実施例１におけるパターン形成用のヘッドの構成を示す図。
【図４】本発明の実施例１における配線形成工程を示す図。
【図５】本発明の実施例２における基体受け部の高さ方向の調整を行う構成図。（ａ）は、基体受け部の高さ方向の調整を行う構成図。（ｂ）は、基体受け部が最下段にあるときの状態を示す図。（ｃ）は、基体受け部が最上段にあるときの状態を示す図。
【図６】本発明の実施例２における配線形成工程を示す図。
【図７】本発明の実施例３におけるヘッドの高さ方向の調整を行う構成図。（ａ）は、調整部を基体の横方向から見た図。（ｂ）は、調整部を基体の上方向から見た図。
【図８】本発明の実施例３における配線形成工程を示す図。
【図９】本発明の実施例４におけるヘッドの高さ方向と斜め方向の調整を行う構成図。（ａ）は、調整部を基体の横方向から見た図。（ｂ）は、調整部を基体の上方向から見た図。（ｃ）は、ヘッドの斜め方向の動きを示した図。
【図１０】本発明の実施例４における配線形成工程を示す図。
【図１１】本発明を適用可能なパターン形成工程のプログラムのフローチャート。
【図１２】本発明を適用可能なパターン形成装置の要部を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００８２】
１  データ処理装置
２  基体の搬送部
３  ヘッドの搬送部
４  絶縁パターン形成用ヘッド
５  第１の液体容器
６  導電パターン形成用ヘッド
７  第２の液体容器
８  加熱硬化装置
９  基体受け部
２０２  パターン形成用ヘッド
３０１  基体
Ａ  縦方向の導電パターン
Ｂ  縦方向の絶縁パターン
Ｃ  横方向の導電パターン
Ｄ  配縦方向の絶縁パターン
Ｅ  縦方向の導電パターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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