(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスク構造体を作製する方法であって、
プリントヘッドを第１の位置に配置して、該第１の位置においてそれから噴出されるマスク材料の液滴を基板の表面上のある位置の方へ向けるようにし、
第１の側面縁部を有する第１の印刷パターン形成構造部を前記基板の前記表面の上に形成するマスク材料の第１の液滴を、前記プリントヘッドから噴出し、
前記プリントヘッドを第２の位置に再配置して、該第２の位置においてそれから噴出されるマスク材料の液滴を前記第１の印刷パターン形成構造部上のある位置の方へ向けるようにし、
第２の側面縁部を有する第２の印刷パターン形成構造部を前記第１の印刷パターン形成構造部の一部分の上に形成するマスク材料の第２の液滴を、前記プリントヘッドから噴出する、
ステップを含み、
前記第２の位置は、前記第１の側面縁部及び前記第２の側面縁部を、前記基板の前記表面の平面にほぼ垂直な平面内に整列させる位置である、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１及び前記第２の構造部は、構造部スタックを形成し、
前記基板の前記表面上の多数の位置に複数の前記構造部スタックを形成して、印刷パターン形成構造部マスクを形成し、
前記印刷パターン形成構造部マスクの位置を除いた前記基板の前記表面上に、導電性材料を電気めっきによって堆積する、
ステップをさらに含む、
ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記印刷パターン形成構造部マスクを、該印刷パターン形成構造部マスクを形成する材料の融解温度よりも高温の加熱溶媒に晒すことによって除去するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
基板の上に電気的相互接続を形成する方法であって、
複数の印刷パターン形成構造部及び印刷パターン形成構造部スタックから成る印刷パターン形成マスクを形成するステップにおいて、それぞれの前記印刷パターン形成構造部スタックは、
プリントヘッドを第１の位置に配置して、該第１の位置においてそれから噴出される材料の液滴を基板表面上のある位置の方へ向けるようにし、
第１の側面縁部を有する第１の印刷パターン形成構造部を前記基板の前記表面上に形成する相変化材料の第１の液滴を、前記プリントヘッドから噴出し、
前記プリントヘッドを第２の位置に再配置して、該第２の位置においてそれから噴出される材料の液滴を前記第１の印刷パターン形成構造部上のある位置の方へ向けるようにし、
第２の側面縁部を有する第２の印刷パターン形成構造部を前記第１の印刷パターン形成構造部の一部分の上に形成する相変化材料の第２の液滴を、前記プリントヘッドから噴出する、
ステップによって形成され、
前記第２の位置は、前記第１の側面縁部及び前記第２の側面縁部を、前記基板の前記表面の平面にほぼ垂直な平面内に整列させる位置である、
前記印刷パターン形成マスクを形成するステップと、
前記印刷パターン形成マスクの位置を除いた前記基板の前記表面上に、導電性材料を堆積するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項５】
基板の上に電気的相互接続を形成する方法であって、
複数の印刷パターン形成構造部及び印刷パターン形成構造部スタックから成る印刷パターン形成マスクを形成するステップにおいて、それぞれの前記印刷パターン形成構造部スタックは、
プリントヘッドを第１の位置に配置して、該第１の位置においてそれから噴出される材料の液滴を基板表面上のある位置の方へ向けるようにし、
第１の側面縁部を有する第１の印刷パターン形成構造部を前記基板の前記表面上に形成する相変化材料の第１の液滴を、前記プリントヘッドから噴出し、
前記プリントヘッドを第２の位置に再配置して、該第２の位置においてそれから噴出される材料の液滴を前記第１の印刷パターン形成構造部上のある位置の方へ向けるようにし、
第２の側面縁部を有する第２の印刷パターン形成構造部を前記第１の印刷パターン形成構造部の一部分の上に形成する相変化材料の第２の液滴を、前記プリントヘッドから噴出する、
ステップによって形成され、
前記第２の位置は、前記第２の側面縁部を、前記基板の前記表面の平面に垂直な平面に対してわずかに内側に向かう平面内に整列させる位置である、
前記印刷パターン形成マスクを形成するステップと、
前記印刷パターン形成マスクの位置を除いた前記基板の前記表面上に、導電性材料を堆積するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、材料の堆積を制御するためのマスクの形成方法に関し、より具体的には、制御された側壁プロファイルを有する高アスペクト比のマスク構造体を有する、めっき用印刷パターン形成マスク及び同様のものを形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル・インクジェット・リソグラフィは、フォトリソグラフィ・プロセスに係る費用を削減するように設計された成熟した技術であり、マイクロ電子デバイス、集積回路、及び関連する構造体の製作に使用されることが多い。デジタル・リソグラフィは、基板上に材料を所望のパターンで直接堆積するものであり、従来のデバイス製造に用いられる、細心の注意を要し、時間のかかるフォトリソグラフィ・プロセスに取って代わりつつある。デジタル・リソグラフィの１つの用途は、後に続く処理（例えば、めっき、エッチング、注入等）のためのマスク（本明細書では、「印刷パターン形成マスク」と呼ぶ）の形成である。
【０００３】
典型的には、デジタル・リソグラフィは、プリントヘッドと基板を、主軸（「印刷移動軸」）に沿って互いに相対的に移動させることによって印刷材料を堆積することを含む。プリントヘッド、及び特に、それらプリントヘッド内に組み込まれたエゼクタの配置は、この印刷移動軸に沿った印刷に関して最適化される。印刷はラスタ様式で行われ、プリントヘッドが基板の全域にわたる「印刷パス」を通過する際にプリントヘッド内のエゼクタが基板又は予め堆積された他の材料の上に印刷材料の個々の「液滴」を定量吐出する。典型的には、プリントヘッドは、各印刷パス内で基板に相対的に移動するが、印刷パス内で基板をプリントヘッドに対して移動させる場合（例えば、基板を移動ステージに固定して）にも同等の結果を得ることができる。それぞれの印刷パスの端部で、プリントヘッド（又は基板）は、新しい印刷パスを開始する前に、印刷移動軸に対して垂直方向に移動する。印刷パスは、このようにして所望のパターンが基板上に完全に印刷されるまで続く。
【０００４】
デジタル・リソグラフィ・システムによって普通印刷される材料は、相変化材料及び高分子溶液、コロイド状懸濁液、例えば、溶媒又は担体内で所望の電子的特性を有する材料の懸濁液を含む。例えば、米国特許第６，７４２，８８４号及び米国特許第６，８７２，３２０号は、それぞれ、マスク用相変化材料を基板上に印刷するためのシステム及びプロセスを教示する。これらの参考文献によると、ステアリルエルカミド・ワックス等の適切な材料が、インクジェット式圧電プリントヘッド上で液相で保持され、一滴ずつ選択的に噴出され、その結果ワックスの液滴は、基板上に形成された層上に所望のパターンで所望の位置に堆積される。液滴は、液状でプリントヘッドから射出され、次いで層に衝突した後で凝固するので、材料は相変化材料と呼ばれる。
【０００５】
印刷材料の液滴は、エゼクタから定量吐出されると、所定の位置で凝固する際に濡れ作用によって表面に付着する。相変化材料を印刷する場合、凝固は、加熱され液化した印刷液滴がその熱エネルギーを基板及び／又は周囲へと失って固形に戻るときに起こる。懸濁液の場合は、基板を濡らした後で、担体はほとんどの場合、気化して懸濁材料を基板表面上に残すか、或いは、担体は固まる又は硬化する。印刷材料及び基板の熱条件及び物理的特性並びに周囲条件及び印刷材料の性質が、堆積された印刷材料が液体から固体に変化する比速度、それゆえに凝固した堆積材料の高さ及びプロファイルを決定する。
【０００６】
２つの隣接した液滴を、どちらか又は両方の液滴が凝固する前の時間内に基板に塗布する場合、液滴は、湿り状態にあり、互いに融合して単一の連続的な印刷構造部（printed feature）を形成することができる。液滴材料の表面張力、噴出時の液滴の温度、周囲の温度、及び基板の温度が、液滴融合の程度、及び基板表面上での融合材料の横方向の広がりを制御するための重要な条件である。これらの条件は、所望の構造部（feature）サイズが得られるように選択することができる。
【０００７】
液滴を別の液滴の上に印刷して基板上の構造体の所定の高さを築くことは公知のことである。これは、特に、めっき、カラー・ピクセル・フィルタの堆積などのための、高アスペクト比の構造体が所望又は要求されるマスクを印刷するときに関連する。しかしながら、出願人等は１つの液滴を別の液滴の上に印刷するとき、基板上に直接印刷された第１の液滴は、印刷時に横方向に広がる傾向があることを発見した。第２の液滴が第１の液滴上に印刷されるとき、第２の液滴の横方向の広がりの程度は第１の液滴の広がりの程度よりも小さい。これは図１２に示され、そこで基板１０は、その上に直接堆積された複数の印刷構造部１２ａ、１２ｂ、及び、構造部１２ａ、１２ｂの上に印刷された複数の構造部１４ａ、１４ｂを有する。それぞれの構造部１２ａ、１２ｂは、プリントヘッド１８によって最初に基板１０上に堆積される。第１の位置（ａ）に構造部１２ａを形成する液滴の噴出に続いて、プリントヘッド１８は、印刷移動方向（ＰＴ）に第２の位置（ｂ）まで進んで次の液滴を堆積して構造部１２ｂを形成する。このプロセスは、位置（ａ）にあるプリントヘッド１８により構造部１４ａが構造部１２ａの上に形成され、プリントヘッド１８が印刷移動方向に場所（ｂ）まで進められ、次に構造部１４ｂが構造部１２ｂの上に堆積されるなどのように繰り返すことができる。
【０００８】
プリントヘッド１８は、液滴２０を基板１０に向けて矢印Ｐで示される方向に噴出する。典型的には、方向Ｐは、基板１０の上表面２２の平面にほぼ垂直である。液滴は一般に、堆積されると対称的な構造部を形成し、それぞれの構造部は、構造部を貫通する対称軸を実質的に表わす中心線Ｃa、Ｃb等を有する。プリントヘッド移動の段階的性質により、位置（ａ）において堆積された液滴から形成される構造部の中心線は同一線上に整列し易く、位置（ｂ）において堆積された液滴から形成される構造部の中心線は同一線上に整列し易いなどとなる。
【０００９】
図１２から分るように、構造部１２ａ、１２ｂの横幅（表面２２の平面に平行な）は、構造部１４ａ、１４ｂの横幅を上回る。このことは、構造部１４ａ、１４ｂに関する液滴材料の体積、プリントヘッド１８からの噴出時の液滴温度、液滴の噴出速度、及び他の詳細が、構造部１２ａ、１２ｂの堆積に関するものと同じであったとしても成り立つ。しかしながら、図１２に示されるように、積み重ねられた構造部の中心線は、同一線上に維持され易い。
【００１０】
堆積された液滴の横幅の観察された差違は、構造部の累積層の側面が、表面２２の平面に垂直な線から離れてテーパ状となる結果を生じる。これは、累積された構造部スタック１２ａ／１４ａ及び１２ｂ／１４ｂのそれぞれの側壁角度を表す線Ｓ1及びＳ2によって示される。構造部スタックの中心線は表面２２の平面にほぼ垂直であるので、これらの構造部スタックの側壁面の各々は、それぞれの中心線Ｃa、Ｃbに対して傾斜している（例えば、それぞれ角度α、βだけ）ことに留意されたい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
例えばめっき用マスク等のマスク構造体を形成するとき、マスク構造部の側壁は、これらが上に形成される基板の表面にほぼ垂直であることが望ましい。例えば、太陽電池のシリコン又は他の感光材料上のバス接続部及び金属コンタクトは、光起電力効果によって生成された電子の最大捕獲及び伝導のために、収集表面領域全体にわたって延びる。しかしながら、収集電極によって覆われる全面積は、光が太陽電池のｐ／ｎ接合層に到達するのを可能な限り遮らないように、最小にする必要がある。即ち、マスクされた表面に対する非マスク表面の割合を増加させると、電池の変換効率が増加する。この理由により、これらの電極を可能な限り細くして５０から１００ミクロン（マイクロメートル）までのオーダーとなるように形成し、かつ、これらを比較的高く形成する（即ち、これらは高アスペクト比を有するように形成される）ことによって、十分な導電率をもたらすことが望ましい。従って、従来技術のデジタル・リソグラフィによるマスク形成に関する上記の説明を踏まえると、構造体のめっき用マスクを形成するとき、基板表面に垂直な平面に対して、構造部スタックの側壁の角度を最適化する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、基板の平面に対してより垂直に近い側壁面をもつ印刷パターン形成マスク構造体を提供するためのシステム及び方法に向けられる。本発明の一態様によると、デジタル・リソグラフィ・プロセスは、少なくとも２層の印刷パターン形成マスク構造部を設けるように構成され、１つの層を別の層の上に直接印刷して構造部スタックを形成し、その際、１つの構造部を下層の構造部から位置をずらして構造部スタックの側壁の平面を選択的に整列させる。
【００１３】
本発明の別の態様によると、デジタル・リソグラフィ用プリントヘッドは、第１の位置から液滴を噴出し、液滴は基板に衝突して固まり、第１のマスク構造部を形成する。固まるプロセスにおいて、液滴は、基板表面に濡れて広がる。固まるとき、この第１の構造部は、液滴噴出の方向で見るとほぼ円周の側面縁部を有する。構造部スタック内の側壁面の整列は、デジタル・リソグラフィ用プリントヘッドを第２の位置まで進め、第２の位置で噴出された液滴が第１の構造部の上に第２の構造部を、第２の構造部が第１の構造部の側面縁部にほぼ整列した側面縁部を有するように、形成することによって達成される。本発明のこの態様において、第１及び第２の構造部の中心線は同一線上にはない（平行であり得るが）ことを理解されたい。典型的には、側面縁部は、マスク内の間隙が所望される位置（例えば、次のステップで材料が堆積される位置）で整列されることになる。
【００１４】
本発明のさらに別の態様において、上記のプロセスは、第３及び後続の層に対して繰り返すことができる。プリントヘッドは、第２の位置まで戻され（又は、そこから移動される必要なく）、第１及び第２の構造部の側面縁部に整列した側面縁部を有する第３の（及び後続の）構造部が構造部スタック内に得られる。第２、第３などの構造部は、凝固するとき類似した横方向の広がりを有する。本発明のこの態様においては、第２、第３などの構造部の中心線は同軸となる（しかし、第１の構造部の中心線とは同軸ではない）。一般に、構造部は、構造部がその上に形成される基板表面の平面にほぼ垂直な平面内に位置する比較的直線的な側壁プロファイルを与えるように形成されることになる。構造部はまた、わずかに内側に向うプロファイルを有することができる。
【００１５】
マスクの形成に続いて、さらにプロセスを実行することができる。例えば、マスクによって露出された領域内の基板上に材料を堆積することができる（及び、マスクによってその他の場所に堆積するのを防ぐことができる）。こうした堆積の１つの例は、基板上の導電性相互接続部のパターンを形成するための、銅の電気めっきである。しかしながら、本明細書で開示される方法によって形成されたマスクは、本発明が関連する技術分野の当業者ならば理解するように、多くの他の堆積プロセス及び材料と共に用いることができ、また、露光マスキング等のような堆積以外の目的に実際に用いることができる。本発明の一態様によると、マスクによって露出された領域内で基板上に堆積された材料は、基板のそれらの領域（又は、基板内若しくは基板上に形成されたコンポーネント）と電気的に接触することができる。従って、マスクによって露出された領域を基板の領域に対して整列させることは、基板内又は基板上のコンポーネントに対する電気的コンタクトの形成を可能にする。
【００１６】
上記は、本発明の多くの例示的な独特の態様、特徴及び利点の要約である。しかしながら、この要約は網羅的ではない。従って、本発明のこれら及び他の態様、特徴及び利点は、以下の詳細な説明及び添付の図面から、添付の特許請求の範囲を考慮して考察するときより明らかとなる。
本明細書に添付された図面において、種々の図面の間で同様の参照数字は同様の要素を示す。図面は例証的なものであるが、一定の尺度では描かれていない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
ここで図１を参照すると、基板の平面にほぼ垂直な側壁面をもつ印刷パターン形成マスク構造体を作製するプロセスの予備的ステップが示されている。プロセスは、プリントヘッド１８を基板１０の選択された位置の上に配置して、構造部材料の液滴を基板１０の上の表面２２の方へ向けることができるようにすることから開始する。基板１０は、その上又は内部に、電子的、光学的、光電子的、電気機械的、及びその他のコンポーネントが内部に形成される材料の層が形成されたものとすることができる。従って、層２２は、基板１０の表面又は基板１０の上に形成された層の表面とすることができる。
【００１８】
プリントヘッド１８は、例えば前述の米国特許第６，７４２，８８４号及び米国特許第６，８７２，３２０号に記述されたような、マスキング材料を一滴ずつ噴出するための圧電インクジェット式プリントヘッドとすることができる。プリントヘッド１８によって噴出される材料は、相変化材料、溶媒又は担体内に懸濁させた材料、又は他の適切なマスキング材料とすることができる。例証のために、本明細書では相変化材料に焦点を当てるが、本発明はそのような材料に限定されないことを理解されたい。本発明で用いることができる相変化材料の１つの例は、前述のステアリルエルカミド・ワックスである。この材料は、室温では普通固体であるので、最初に液相になるまで加熱される。
【００１９】
第１の位置（１）にあるプリントヘッド１８によって、そこから相変化材料の液滴２０が、表面２２の平面にほぼ垂直な方向Ｐに液体状で噴出される。液滴２０は、表面２２と衝突すると、典型的には、冷却プロセスにおいて表面２２の平面内で直径が広がり、最終的に凝固して直径ｄ1を有する概ね円形（平面図）の構造部１２ａとなる。その対称性により、構造部１２ａは中心線Ｃ1を有することになる。
【００２０】
図２に示されるように、この段階においてプリントヘッド１８は、第１の位置（１）から第２の位置（２）まで、下記に説明される量ｔだけ印刷移動方向に進めることができる。次に、第２の液滴２４をプリントヘッド１８によって噴出することができる。しかしながら、液滴２４は、以前に形成された構造部１２ａの上表面２６に衝突することになる。主として表面２２と２６の間の濡れ特性の相違により、この第２の液滴は、液滴２０が示した広がりよりも小さく広がることになる。これは冷却及び凝固して構造部１２ａの上に構造部１６ａを形成するが、ここで構造部１６ａは、ｄ1＞ｄ2である直径ｄ2を有する。構造部１６ａはまた、中心線Ｃ2をもつ概ね円形の平面図を有することになる。構造部１２ａ及び１６ａから成る構造部スタックが、こうして作製される。
【００２１】
本発明の目的は、表面２２にほぼ垂直な側壁（例えば、垂直側壁）をもつ構造部スタックの作製を可能にすることである。従って、プリントヘッド１８が進む距離ｔは、構造部１２ａ及び１６ａの側面縁部が表面２２の平面に垂直な平面に沿って整列するように、制御される。より具体的には、距離ｔは、
ｔ＝（ｄ1−ｄ2）／２
から求めることができる。
直径ｄ1及びｄ2は、制御プロセスを用いて、マスク形成に先立って決定することができる。これらの構造部の直径の値の一実施例は、ｄ1が約６０μ（マイクロメートル）、及びｄ2が約４０μである。従って、この実施例に関しては、側面縁部の整列、及び、基板の平面にほぼ垂直な側壁面を有する構造部スタックを得るためには、
ｔ＝（６０μ―４０μ）／２＝１０μ
となる。
典型的な高品質インクジェット式プリンタは、およそ６００ドット毎インチ（ｄｐｉ）で印刷し、印刷移動方向に少なくとも１０μの最小前進をもたらす。従って、本発明を実現するのに必要なプリントヘッドの位置制御の程度は、現在の印刷装置の能力内である。
【００２２】
印刷スタック１２ａ／１６ａが所望の通りに配置されると、プリントヘッド１８は、次の構造部を形成する位置まで印刷移動方向に進めることができる。図３に示されるように、これは位置（３）とすることができ、そこで液滴２８がプリントヘッド１８から噴出されで構造部１２ｂを形成する。この場合もまた、液滴２８は、表面２２と衝突すると、冷却プロセスにおいて表面２２の平面内で直径が広がり、最終的に凝固して、直径ｄ3を有する概ね円形（平面図）の構造部１２ｂとなる。その対称性により、構造部１２ｂは中心線Ｃ3を有することになる。
【００２３】
図４に示されるように、この段階においてプリントヘッド１８は、印刷移動方向に量ｔだけ位置（４）まで戻すことができる。次に、別の液滴３０をプリントヘッド１８によって噴出することができる。しかしながら、液滴３０は、以前に形成された構造部１２ｂの上表面３２に衝突することになる。液滴３０は、液滴２８が示した広がりも小さく広がることになる。これは冷却及び凝固して構造部１２ｂの上に構造部１６ｂを形成するが、ここで構造部１６ｂは、ｄ3＞ｄ4である直径ｄ4を有する。構造部１６ｂはまた、中心線Ｃ4をもつ概ね対称的な円形の平面図を有することになる。構造部１２ｂ及び１６ｂから成る構造部スタックが、こうして作製される。液滴印刷プロセスは周知のものであり精密制御が可能であるので、構造部サイズは、構造部１２ａ、１２ｂ等の間、並びに構造部１６ａ、１６ｂ等の間でかなり均一となる。従って、プリントヘッド１８を距離ｔだけ戻して、やはり整列した構造部１２ｂ及び１６ｂの側面縁部を得る。（代替的に、プリントヘッド移動方向を逆転させることを避けるために、構造部１２ａ、１２ｂ等の第１の層全体を印刷することができ、次にその上で、次の印刷ラインを指示する前に、第２の印刷工程を辿って構造部１２ａ、１２ｂ等の上にＣ1、Ｃ3等から距離ｔだけずらせて印刷することができる。）
【００２４】
この段階で、構造部スタック１２ａ／１６ａ及び１２ｂ／１６ｂは、それぞれ側壁Ｓ1及びＳ2を形成し、この側壁の各々は表面２２の平面にほぼ垂直な平面を有することを理解されたい。従って、内部に材料を堆積することができてその側壁が表面２２の平面に実質的に垂直な平面となる、領域３４が形成される。さらに、この構造体は、単一の構造部の深さだけとして示されている。しかしながら、プリントヘッド１８は、一列の構造部又は構造部スタックを完成させると、基板１０の上に完全なマスク構造体を作製するように、次の列を指示して、そこで前述の方法で構造部又は構造部スタックを堆積させることができる。
【００２５】
図５は、上に印刷パターン形成された第１の構造部の層４２を有する基板４０の一部分の平面図である。この実施形態においては、層４２を形成する個々の構造部は、少なくとも部分的に融合して、基板４０を覆う相対的に大きな（個々の構造部サイズと比較して）マスキング材料の領域となる。従って、個々の第１の構造部１２ａ、１２ｂ等は、明確には示されない。構造部が堆積されなかった領域には、チャネル４６が形成される。チャネル４６内で、基板４０の表面４８（又は、代替的に、基板４０上に形成された層）が露出される。その後、材料を表面４８に接触するように堆積することができるのはこのチャネル４６の内部である。チャネル４６の深さは、印刷パターン形成構造部の第２の層４４を加えることによって増加する。これらは、個々の構造部として図５に示されるが、層４２と同様に、これらは堆積プロセスの一環として融合し、より均一な構造体になり得る。上記の説明によれば、第２の層４４は、その側面縁部がチャネル４６に隣接した層４２の側面縁部に整列するように形成され、これにより、表面４８の平面にほぼ垂直な平面内に側壁を与える。第２の層４４によってもたらされたチャネル４６の増加した深さは、チャネル４６内の高い構造体の形成を準備する。
【００２６】
図６を参照すると、上述のようにインクジェット式プリントヘッドによって作製された、ステアリルエルカミド・ワックスから成る第１の印刷構造部５０の断面の走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）が示される。図７を参照すると、そこには、構造部５０と同じステアリルエルカミド・ワックスで、且つ同じ印刷条件で印刷された第２の構造部５２が、構造部５０及び５２の中心線（Ｃ50、Ｃ52）が同軸になるように印刷されたものの断面ＳＥＭが示される。即ち、構造部５２は、構造部５０の後で、しかし構造部５０を印刷するのに用いられたのと同じプリントヘッド位置から印刷されたものである。前述のように、構造部５０の側面縁部Ｌ50は、構造部５２の側面縁部Ｌ52よりも外側へ延びることが分かる。
【００２７】
図８を参照すると、そこには、別の構造部スタックの断面ＳＥＭが示され、この場合は、構造部５０、及び、構造部５０と同じステアリルエルカミド・ワックスで、且つ同じ印刷条件で印刷された構造部５４から成るが、この実施例においては、構造部５４は、構造部５０及び５４の中心線（Ｃ50、Ｃ54）が、ほぼ１０μに等しい距離ｔだけ互いにずれるように印刷される。即ち、構造部５４は、構造部５０の後で、しかし構造部５０が印刷された位置から印刷移動方向に１０μだけ移動させたプリントヘッド位置で印刷されたものである。前述のように、基板５８の表面５６の平面にほぼ垂直な平面内において、構造部５０の側面縁部Ｌ50は、構造部５４の側面縁部Ｌ54と同一線上にあることが分かる。側面縁部のこの整列は、太陽電池のグリッド線等のような、基板の平面にほぼ垂直な側壁をもつ構造体を作製するための改善されたマスク側壁を与える。高く細い（高アスペクト比）構造体は、こうして作製することができる。
【００２８】
ここまでの説明は、２層の構造体（構造体スタック１２ａ／１６ａ及び１２ｂ／１６ｂ）に焦点を当ててきたが、２層よりも多くの構造部を形成して、より高いアスペクト比の構造体のためのマスクを設けることができることが考慮されている。こうしたマスクは図９Ａに示される。表面２２と２６ａの間の濡れ性の相違が、第１の構造部１２ａの広がりよりも小さな第２の構造部１６ａの横方向の広がりを生じるのと同様に、構造部１６ａの表面上に堆積された第３の構造部６０ａを形成する液滴は、構造部１２ａよりも構造部１６ａを形成する液滴により類似した横方向の広がりを示すことを理解されたい。実際に、プリントヘッド１８が、構造部１６ａを堆積したときと同じ位置に位置決めされる場合は、構造部１６ａの中心線Ｃ2は、構造部６０ａの中心線にもなる。さらに、構造部６０ａの側面縁部は、側壁Ｓ1において構造部１２ａ及び１６ａの側面縁部に整列することになる。最後に、上記の全ては、構造部６２ａ等のようなスタック内に形成された付加的な構造部にも当てはまる。
【００２９】
図９Ｂは、高いアスペクト比を有する構造体を形成するためのマスクの基本的な実施形態の変形を示す。図９Ｂにおいて、構造部６０ａの中心線Ｃ3は中心線Ｃ2に対して移動し、中心線Ｃ4は中心線Ｃ3に対して移動している。これは、構造部１６ａを堆積した後、プリントヘッド１８を一定増分的に進め、次に再び、構造部６０ａを堆積した後、同様に進めることにより達成される。これは、内側に向う側壁Ｓ1、即ち、表面２２に垂直な平面に対して傾斜した側壁を作製する。これは、内側に向う側壁を有する完全なマスキング構造体の製造を可能にし、最終的には、下記でさらに説明される傾斜した側壁をもつ構造体の製造を可能にする。
【００３０】
これは、印刷パターン形成マスクを形成する上述の構造部形成プロセスの最終結果である。印刷パターン形成マスクは、ひとたび形成されると、次のプロセス、例えば電気めっきプロセスに用いることができ、その場合には導電性材料が、そのマスクによって形成された基板上の開口部内に堆積される。これは図１０に示され、銅のような材料１００が開口部４６（図５に示される）内にめっきされている。材料１００の堆積に続いて、印刷パターン形成マスクを除去することができる。一実施形態によると、マスクはステアリルエルカミド・ワックス又は類似の材料を含むことができ、これらの材料は印刷パターン形成構造体を形成する材料の融解温度より高温の加熱溶媒に晒すことによって除去することができる。
【００３１】
前述のように、開口部４６は、その内部に高アスペクト比の構造体の形成を可能にするように、幾つかの実施形態においては７０：１もの高さの、しかし好ましくは３：１から１０：１までの範囲の高アスペクト比を有するように形成することができる。これは、図９Ａに示されるように、開口部４６の側壁が基板の平面に垂直な平面内にあるとき、並びに、図９Ｂに示されるように、開口部４６の側壁が基板の平面に垂直な平面に対して凹角をなす平面内にあるときに当てはまる。
【００３２】
複数の好ましい例示的な実施形態が、前述の詳細な説明において提示されたが、非常に多くの変形が存在するので、これらの好ましい例示的な実施形態は、単に代表的な実施例であり、本発明の範囲、適用性又は構成を多少なりとも限定することを意図したものではないことを理解されたい。例えば、上記の説明においては、構造部の第２の（及び後続の）層の形成に用いられるプロセスは、構造部の第１の層の形成に用いられたプロセスと同じであると仮定されている。しかしながら、プロセスの態様は、所望の結果に関して制御することができる。例えば、構造部の寸法は、プリントヘッドの波形を変えることによって、又は、動作温度を変更して冷却及び凝固時間を増減することによって制御することができる。プリントヘッドと基板の間の間隙を増加させて冷却時間等を制御することができる。しかしながら、プロセスにおけるこうしたいかなる変更も、１つの層から次の層に至るプリントヘッドの位置決めに影響を及ぼしてはならないことを理解されたい。さらに、上記の説明では、印刷パターン形成構造部は、基板表面上に直接形成されると仮定されている。しかしながら、基板自体は、例えば、電子的、光学的、光電子的、電気機械的、及び他の種類のコンポーネントを形成するための、基板の上又は内部に形成され、パターン形成され、及びその他の処理をされた中間層を有することができる。このような場合、印刷パターン形成マスクは、基板の上に形成され、必要に応じて、こうしたコンポーネントに整列させてそれとの電気的接触を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態による、基板の平面にほぼ垂直な側壁面をもつ印刷パターン形成マスク構造体を作製するプロセスの予備的なステップの図である。
【図２】図１に示された基板の平面にほぼ垂直な側壁面をもつ印刷パターン形成マスク構造体を作製するプロセスの次のステップの図である。
【図３】図１に示された基板の平面にほぼ垂直な側壁面をもつ印刷パターン形成マスク構造体を作製するプロセスの別のステップの図である。
【図４】図１に示された基板の平面にほぼ垂直な側壁面をもつ印刷パターン形成マスク構造体を作製するプロセスのさらに別のステップの図である。
【図５】本発明の一実施形態によって作製された最終的な印刷パターン形成マスク構造体の一部分の図である。
【図６】インクジェット式プリントヘッドによって作製された、第１の印刷構造部の断面の走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）である。
【図７】第１及び第２の構造部の中心線が同軸になるように印刷された、第２の構造部の断面ＳＥＭである。
【図８】構造部５０及び５４の中心線が、ほぼ１０μに等しい距離ｔだけ互いにずれるように印刷された、第３の構造部の断面ＳＥＭである。
【図９Ａ】より大きなアスペクト比の構造体のためのマスクを与えるための、２層よりも多くの層の構造部を有する印刷パターン形成マスク構造体の図である。
【図９Ｂ】わずかに内側に凹むプロファイルをもつ、２層よりも多くの層の構造部を有する印刷パターン形成マスク構造体の図である。
【図１０】本発明の一実施形態による、導電性材料の堆積及び印刷パターン形成マスクの除去の後の構造体の図である。
【図１１】公知の技術によって製造された印刷パターン形成マスク構造体の断面である。
【図１２】従来技術による２層構造部を有する印刷パターン形成マスク構造体の作製プロセスを示す。
【符号の説明】
【００３４】
１０、４０、５８：基板
１２ａ、１２ｂ、１４ａ、１４ｂ、１６ａ、１６ｂ、５０、５２、５４、６０ａ、６２ａ：構造部
１８：プリントヘッド
２０、２４、２８、３０：液滴
２２、４８：基板の表面
２６ａ：構造部１２ａの上面
３４：領域
４２：構造部の第１の層
４４：構造部の第２の層
４６：チャネル（開口部）
４８：表面
Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3、Ｃ4、Ｃ50、Ｃ52、Ｃ54：構造部の中心線
ｄ1、ｄ2、ｄ3、ｄ4：構造部の直径
Ｌ50、Ｌ52、Ｌ54：側面縁部
Ｐ：方向
ＰＴ：印刷移動方向
Ｓ1、Ｓ2：構造部スタックの側壁
ｔ：距離
【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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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