(57)【要約】【課題】被射出材として高粘度の材料を対象物に向けて精度良く射出することができる射出装置および射出方法を提供する。【解決手段】レーザー光照射部６０から基材４１を透過して照射対象射出孔に対応する圧力発生部材４２にレーザー光が照射されると、昇華性材料を含有する圧力発生部材４２はレーザー光を吸収して短時間のうちに昇温し、急激な体積膨張によって圧力波を発生する。このときに、レーザー光照射領域の中心位置は、照射対象射出孔の中心から偏倚されているため、照射対象射出孔の中心からずれた位置を起点にして強い圧力波が発生する。その結果、金属ペースト４３の射出方向がレーザー光照射位置の偏倚方向とは逆向きに補正され、金属ペースト４３が鉛直方向上方に射出されることとなり、高粘度材料である金属ペースト４３を基板Ｗに向けて精度良く射出することができる。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱されることにより圧力を発生する圧力発生部材を表面に積層した基材を支持する支持手段と、
前記圧力発生部材に当接して設けられ、その内部に被射出材が装填された複数の射出孔を有する射出板と、
前記圧力発生部材に向けてレーザー光を照射して加熱することにより、当該圧力発生部材に体積膨張による圧力を生じさせて前記被射出材を前記射出板に対向配置された対象物に向けて射出させるレーザー光照射手段と、
前記レーザー光の照射領域における中心位置を前記複数の射出孔のうちのレーザー光照射の対象となる照射対象射出孔の中心に対して偏倚させる照射位置偏倚手段と、
を備えることを特徴とする射出装置。
【請求項２】
基材を支持する支持手段と、
前記基材の表面に当接して設けられ、その内部に前記基材から近い順に加熱されることにより圧力を発生する圧力発生部材と被射出材とが装填された複数の射出孔を有する射出板と、
前記圧力発生部材に向けてレーザー光を照射して加熱することにより、当該圧力発生部材に体積膨張による圧力を生じさせて前記被射出材を前記射出板に対向配置された対象物に向けて射出させるレーザー光照射手段と、
前記レーザー光の照射領域における中心位置を前記複数の射出孔のうちのレーザー光照射の対象となる照射対象射出孔の中心に対して偏倚させる照射位置偏倚手段と、
を備えることを特徴とする射出装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の射出装置において、
前記照射位置偏倚手段は、前記レーザー光の照射領域における中心位置を前記照射対象射出孔の範囲内にて偏倚させることを特徴とする射出装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の射出装置において、
前記複数の射出孔ごとの射出方向の傾向を示した射出方向情報を格納する記憶手段をさらに備え、
前記照射位置偏倚手段は、前記射出方向情報に基づいた偏倚方向および偏倚量にて前記レーザー光の照射領域における中心位置を偏倚させることを特徴とする射出装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の射出装置において、
前記射出板の前記複数の射出孔を撮像する撮像手段をさらに備え、
前記照射位置偏倚手段は、前記撮像手段による撮像結果に基づいた偏倚方向および偏倚量にて前記レーザー光の照射領域における中心位置を偏倚させることを特徴とする射出装置。
【請求項６】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の射出装置において、
前記照射位置偏倚手段は、前記照射対象射出孔からの被射出材の射出方向が前記射出板の法線方向から傾斜するように前記レーザー光の照射領域における中心位置を偏倚させることを特徴とする射出装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の射出装置において、
前記圧力発生部材は、加熱されたときに昇華によって体積膨張を生じる樟脳を含むことを特徴とする射出装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の射出装置において、
前記被射出材は、粘度が０．１Ｐａ・ｓ以上１０００Ｐａ・ｓ以下の高粘度材料を含むことを特徴とする射出装置。
【請求項９】
基材の表面に加熱されることにより圧力を発生する圧力発生部材を積層し、被射出材が装填された複数の射出孔を有する射出板を前記圧力発生部材に当接し、前記圧力発生部材に向けてレーザー光を照射して加熱することにより、当該圧力発生部材に体積膨張による圧力を生じさせて前記被射出材を前記射出板に対向配置された対象物に向けて射出させるレーザー光照射工程と、
前記レーザー光の照射領域における中心位置を前記複数の射出孔のうちのレーザー光照射の対象となる照射対象射出孔の中心に対して偏倚させる照射位置偏倚工程と、
を備えることを特徴とする射出方法。
【請求項１０】
加熱されることにより圧力を発生する圧力発生部材と被射出材とが装填された複数の射出孔を有する射出板を基材の表面に当接し、前記圧力発生部材に向けてレーザー光を照射して加熱することにより、当該圧力発生部材に体積膨張による圧力を生じさせて前記被射出材を前記射出板に対向配置された対象物に向けて射出させるレーザー光照射工程と、
前記レーザー光の照射領域における中心位置を前記複数の射出孔のうちのレーザー光照射の対象となる照射対象射出孔の中心に対して偏倚させる照射位置偏倚工程と、
を備えることを特徴とする射出方法。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０記載の射出方法において、
前記照射位置偏倚工程では、前記レーザー光の照射領域における中心位置を前記照射対象射出孔の範囲内にて偏倚させることを特徴とする射出方法。
【請求項１２】
請求項９から請求項１１のいずれかに記載の射出方法において、
前記複数の射出孔ごとの射出方向の傾向を測定する測定工程をさらに備え、
前記照射位置偏倚工程では、前記測定工程での測定結果に基づいた偏倚方向および偏倚量にて前記レーザー光の照射領域における中心位置を偏倚させることを特徴とする射出方法。
【請求項１３】
請求項９から請求項１２のいずれかに記載の射出方法において、
前記射出板の前記複数の射出孔を撮像する撮像工程をさらに備え、
前記照射位置偏倚工程では、前記撮像工程での撮像結果に基づいた偏倚方向および偏倚量にて前記レーザー光の照射領域における中心位置を偏倚させることを特徴とする射出方法。
【請求項１４】
請求項９から請求項１１のいずれかに記載の射出方法において、
前記照射位置偏倚工程では、前記照射対象射出孔からの被射出材の射出方向が前記射出板の法線方向から傾斜するように前記レーザー光の照射領域における中心位置を偏倚させることを特徴とする射出方法。
【請求項１５】
請求項９から請求項１４のいずれかに記載の射出方法において、
前記圧力発生部材は、加熱されたときに昇華によって体積膨張を生じる樟脳を含むことを特徴とする射出方法。
【請求項１６】
請求項９から請求項１５のいずれかに記載の射出方法において、
前記被射出材は、粘度が０．１Ｐａ・ｓ以上１０００Ｐａ・ｓ以下の高粘度材料を含むことを特徴とする射出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被射出材を対象物に向けて射出する射出装置および射出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体ウェハーやフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用のガラス基板等の基板に金属配線（電気配線）を形成する手法としては、基板上にフォトレジスト膜（感光性樹脂膜）を形成してパターン露光および現像処理を行い、その状態で銅などの配線材料となる金属の層を形成するいわゆるフォトリソグラフィ技術が広く使用されてきた（例えば、特許文献１）。
【０００３】
また、近年、金属を含む液滴をインクジェットノズルから吐出して所定の配線パターンを形成するというインクジェット技術を用いた金属配線形成の開発も進められている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１３５１６８号公報
【特許文献２】特開２００５−９３７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、フォトリソグラフィ技術を用いて金属配線を形成する場合には、フォトレジストの塗布、露光、現像、エッチング、金属層の蒸着等、多数の工程を必要とするため、処理に長時間を要することとなる。また、これらの処理はそれぞれ専用の処理ユニットで行われるため、多数の処理ユニットが必要となって配線形成に要するコストが増大することともなっていた。
【０００６】
一方、インクジェット技術を用いて金属配線を形成する場合には、金属を含む液滴が低粘度（通常０．０１Ｐａ・ｓ（パスカル秒）以下）であるため、着液後に基板上で濡れ広がりが生じ、微細な配線パターンを形成することは困難であった。この問題を解決するために、基板上の回路パターンに沿って親水化処理（または撥水化処理）を施し、液滴の濡れ広がりを抑制するという手法が考えられるが、かかる処理には長時間を要するために実用化はされていない。
【０００７】
このため、特許文献２には、液滴を着液すべき領域を凸形状の堤防部で囲み、その囲まれた領域にインクジェットノズルから金属を含む液滴を吐出して濡れ広がりを防止する技術が提案されている。しかし、かかる技術を採用したとしても、堤防の形成自体にフォトリソグラフィ技術を用いているために、上記と同様の問題が生じる。
【０００８】
また、インクジェットノズルからは高粘度の液滴を吐出することが出来ないため、特に厚い電気配線を形成する場合には複数回の重ね塗りが必要となり、処理時間がさらに長くなることとなる。
【０００９】
これらの課題を解決するためには、より高粘度の材料（例えば、金属ペースト）を直接吐出することができれば、濡れ広がりを抑制しつつ厚い配線も可能となるのであるが、従来そのような技術は存在していなかった。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、被射出材として高粘度の材料を対象物に向けて精度良く射出することができる射出装置および射出方法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】
【００１１】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、射出装置に、加熱されることにより圧力を発生する圧力発生部材を表面に積層した基材を支持する支持手段と、前記圧力発生部材に当接して設けられ、その内部に被射出材が装填された複数の射出孔を有する射出板と、前記圧力発生部材に向けてレーザー光を照射して加熱することにより、当該圧力発生部材に体積膨張による圧力を生じさせて前記被射出材を前記射出板に対向配置された対象物に向けて射出させるレーザー光照射手段と、前記レーザー光の照射領域における中心位置を前記複数の射出孔のうちのレーザー光照射の対象となる照射対象射出孔の中心に対して偏倚させる照射位置偏倚手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２の発明は、射出装置に、基材を支持する支持手段と、前記基材の表面に当接して設けられ、その内部に前記基材から近い順に加熱されることにより圧力を発生する圧力発生部材と被射出材とが装填された複数の射出孔を有する射出板と、前記圧力発生部材に向けてレーザー光を照射して加熱することにより、当該圧力発生部材に体積膨張による圧力を生じさせて前記被射出材を前記射出板に対向配置された対象物に向けて射出させるレーザー光照射手段と、前記レーザー光の照射領域における中心位置を前記複数の射出孔のうちのレーザー光照射の対象となる照射対象射出孔の中心に対して偏倚させる照射位置偏倚手段と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明に係る射出装置において、前記照射位置偏倚手段は、前記レーザー光の照射領域における中心位置を前記照射対象射出孔の範囲内にて偏倚させることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項４の発明は、請求項１から請求項３のいずれかの発明に係る射出装置において、前記複数の射出孔ごとの射出方向の傾向を示した射出方向情報を格納する記憶手段をさらに備え、前記照射位置偏倚手段は、前記射出方向情報に基づいた偏倚方向および偏倚量にて前記レーザー光の照射領域における中心位置を偏倚させることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれかの発明に係る射出装置において、前記射出板の前記複数の射出孔を撮像する撮像手段をさらに備え、前記照射位置偏倚手段は、前記撮像手段による撮像結果に基づいた偏倚方向および偏倚量にて前記レーザー光の照射領域における中心位置を偏倚させることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項６の発明は、請求項１から請求項３のいずれかの発明に係る射出装置において、前記照射位置偏倚手段は、前記照射対象射出孔からの被射出材の射出方向が前記射出板の法線方向から傾斜するように前記レーザー光の照射領域における中心位置を偏倚させることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項７の発明は、請求項１から請求項６のいずれかの発明に係る射出装置において、前記圧力発生部材は、加熱されたときに昇華によって体積膨張を生じる樟脳を含むことを特徴とする。
【００１８】
また、請求項８の発明は、請求項１から請求項７のいずれかの発明に係る射出装置において、前記被射出材は、粘度が０．１Ｐａ・ｓ以上１０００Ｐａ・ｓ以下の高粘度材料を含むことを特徴とする。
【００１９】
また、請求項９の発明は、射出方法に、基材の表面に加熱されることにより圧力を発生する圧力発生部材を積層し、被射出材が装填された複数の射出孔を有する射出板を前記圧力発生部材に当接し、前記圧力発生部材に向けてレーザー光を照射して加熱することにより、当該圧力発生部材に体積膨張による圧力を生じさせて前記被射出材を前記射出板に対向配置された対象物に向けて射出させるレーザー光照射工程と、前記レーザー光の照射領域における中心位置を前記複数の射出孔のうちのレーザー光照射の対象となる照射対象射出孔の中心に対して偏倚させる照射位置偏倚工程と、を備えることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項１０の発明は、射出方法に、加熱されることにより圧力を発生する圧力発生部材と被射出材とが装填された複数の射出孔を有する射出板を基材の表面に当接し、前記圧力発生部材に向けてレーザー光を照射して加熱することにより、当該圧力発生部材に体積膨張による圧力を生じさせて前記被射出材を前記射出板に対向配置された対象物に向けて射出させるレーザー光照射工程と、前記レーザー光の照射領域における中心位置を前記複数の射出孔のうちのレーザー光照射の対象となる照射対象射出孔の中心に対して偏倚させる照射位置偏倚工程と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
また、請求項１１の発明は、請求項９または請求項１０の発明に係る射出方法において、前記照射位置偏倚工程では、前記レーザー光の照射領域における中心位置を前記照射対象射出孔の範囲内にて偏倚させることを特徴とする。
【００２２】
また、請求項１２の発明は、請求項９から請求項１１のいずれかの発明に係る射出方法において、前記複数の射出孔ごとの射出方向の傾向を測定する測定工程をさらに備え、前記照射位置偏倚工程では、前記測定工程での測定結果に基づいた偏倚方向および偏倚量にて前記レーザー光の照射領域における中心位置を偏倚させることを特徴とする。
【００２３】
また、請求項１３の発明は、請求項９から請求項１２のいずれかの発明に係る射出方法において、前記射出板の前記複数の射出孔を撮像する撮像工程をさらに備え、前記照射位置偏倚工程では、前記撮像工程での撮像結果に基づいた偏倚方向および偏倚量にて前記レーザー光の照射領域における中心位置を偏倚させることを特徴とする。
【００２４】
また、請求項１４の発明は、請求項９から請求項１１のいずれかの発明に係る射出方法において、前記照射位置偏倚工程では、前記照射対象射出孔からの被射出材の射出方向が前記射出板の法線方向から傾斜するように前記レーザー光の照射領域における中心位置を偏倚させることを特徴とする。
【００２５】
また、請求項１５の発明は、請求項９から請求項１４のいずれかの発明に係る射出方法において、前記圧力発生部材は、加熱されたときに昇華によって体積膨張を生じる樟脳を含むことを特徴とする。
【００２６】
また、請求項１６の発明は、請求項９から請求項１５のいずれかの発明に係る射出方法において、前記被射出材は、粘度が０．１Ｐａ・ｓ以上１０００Ｐａ・ｓ以下の高粘度材料を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１から請求項８の発明によれば、レーザー光の照射領域における中心位置をレーザー光照射の対象となる照射対象射出孔の中心に対して偏倚させるため、被射出材の射出方向がその偏倚方向とは逆向きに補正されることとなり、被射出材として高粘度の材料を対象物に向けて精度良く射出することができる。
【００２８】
特に、請求項３の発明によれば、レーザー光の照射領域における中心位置を照射対象射出孔の範囲内にて偏倚させるため、照射対象射出孔の範囲外にて圧力発生部材が圧力を発生させることによる不具合を防止することができる。
【００２９】
特に、請求項６の発明によれば、照射対象射出孔からの被射出材の射出方向が射出板の法線方向から傾斜するようにレーザー光の照射領域における中心位置を偏倚させるため、被射出材の射出領域のバリエーションを広げることができる。
【００３０】
また、請求項９から請求項１６の発明によれば、レーザー光の照射領域における中心位置をレーザー光照射の対象となる照射対象射出孔の中心に対して偏倚させるため、被射出材の射出方向がその偏倚方向とは逆向きに補正されることとなり、被射出材として高粘度の材料を対象物に向けて精度良く射出することができる。
【００３１】
特に、請求項１１の発明によれば、レーザー光の照射領域における中心位置を照射対象射出孔の範囲内にて偏倚させるため、照射対象射出孔の範囲外にて圧力発生部材が圧力を発生させることによる不具合を防止することができる。
【００３２】
特に、請求項１４の発明によれば、照射対象射出孔からの被射出材の射出方向が射出板の法線方向から傾斜するようにレーザー光の照射領域における中心位置を偏倚させるため、被射出材の射出領域のバリエーションを広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る射出装置を含むパターン形成装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１のパターン形成装置の正面図である。
【図３】第１実施形態の積層体を上面から見た平面図である。
【図４】図３の積層体のＡ−Ａ切断面を示す断面図である。
【図５】第１実施形態の制御部の構成を示すブロック図である。
【図６】第１実施形態における射出方向の補正手順を示すフローチャートである。
【図７】レーザー光照射部から照射されるレーザー光の強度分布を示す図である。
【図８】レーザー光照射位置の偏倚方向および偏倚量を説明する図である。
【図９】第１実施形態における射出方向の補正を説明する図である。
【図１０】第２実施形態のパターン形成装置の正面図である。
【図１１】第２実施形態の積層体の断面図である。
【図１２】第２実施形態の制御部の構成を示すブロック図である。
【図１３】第２実施形態における射出方向の補正手順を示すフローチャートである。
【図１４】第２実施形態における射出方向の補正を説明する図である。
【図１５】射出方向を傾斜させる例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００３５】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明に係る射出装置５を含むパターン形成装置１の概略構成を示す斜視図である。また、図２は、図１のパターン形成装置１の正面図である。なお、図１および以降の各図にはそれらの方向関係を明確にするためＺ方向を鉛直方向とし、ＸＹ平面を水平面とするＸＹＺ直交座標系を適宜付している。また、図１および以降の各図においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数を誇張または簡略化して描いている。
【００３６】
このパターン形成装置１は、高粘度の金属ペーストを基板Ｗに向けて射出することにより、基板Ｗ上に金属配線のパターンを形成する装置である。パターン形成装置１は、基板Ｗを保持するステージ１０と、ステージ１０をＸ方向に沿って移動させるステージ移動機構２０と、ステージ１０に保持された基板Ｗに向けて金属ペーストを射出する射出装置５と、を備える。射出装置５は、基材の表面に圧力発生部材を積層し、その上からさらにノズルプレートを接着して形成した積層体Ｓを支持しつつ搬送する支持搬送機構５０と、その圧力発生部材にレーザー光を照射して加熱するレーザー光照射部６０と、を備える。また、パターン形成装置１は、ノズルプレートに穿設された複数の射出孔を撮像する撮像カメラ８０と、射出装置５を含む上記の各部を制御してパターン形成処理を実行させる制御部３と、を備える。
【００３７】
ステージ１０は、射出装置５の上方に設けられており、その下面に基板Ｗを保持する。射出装置５は、ステージ１０の下面に保持された基板Ｗに向けて金属ペーストを射出する。ステージ１０の下面に基板Ｗを保持する機構としては、例えば基板Ｗの端縁部を機械的に保持するクランプ機構または基板Ｗの裏面を真空吸着する吸着機構（いずれも図示省略）をステージ１０に備えるようにすれば良い。
【００３８】
第１実施形態のパターン形成装置１において、パターン形成の対象となる基板Ｗとしては、半導体ウェハー、液晶表示装置（ＬＣＤ）やプラズマ表示装置（ＰＤＰ）を含むフラットパネルディスプレイ用のガラス基板、樹脂またはセラミックスのプリント基板など、電気配線を形成する対象となる公知の種々の基板を用いることができる。基板Ｗの形状も特に限定されるものではなく、半導体ウェハーのように円形状であっても良いし、ガラス基板のように矩形状であっても良い。基板Ｗは、表面を下側に向けてステージ１０の下面に保持される。なお、本明細書において、基板Ｗの表面とはパターン形成が行われる面であり、裏面はその反対側の面である。
【００３９】
ステージ移動機構２０は、固定設置された基台２１の下側にモータ２２、ボールネジ２３およびガイドシャフト２４を取り付けて構成される。ボールネジ２３およびガイドシャフト２４はＸ方向に沿って延設されている。ボールネジ２３は、モータ２２の回転軸に連結されており、モータ２２によって回転される。ステージ１０の上側に固定されたスライドブロック１２は、ボールネジ２３に螺合されるとともに、ガイドシャフト２４に摺動自在に嵌合されている。モータ２２がボールネジ２３を回転させると、それに螺合するスライドブロック１２とともにステージ１０がガイドシャフト２４に案内されてＸ方向に沿って滑らかに移動する。
【００４０】
射出装置５は、ステージ１０の下方に設けられており、上方に向けて金属ペーストを射出する。射出装置５は、支持搬送機構５０およびレーザー光照射部６０を備えて構成される。支持搬送機構５０は、主動ローラ５１および従動ローラ５２を備える。主動ローラ５１および従動ローラ５２は、ともに回転軸がＹ方向に沿うように所定間隔を隔てて互いに平行に設けられている。主動ローラ５１および従動ローラ５２の周面の最高高さ位置は相等しい。２つのローラのうち少なくとも主動ローラ５１には図示を省略する駆動モータが連結されている。その駆動モータによって主動ローラ５１はＹ方向に沿った回転軸を中心に図２の紙面上面から見て時計回りに回転される。一方の従動ローラ５２はＹ方向に沿った回転軸を中心に回転自在とされている。なお、従動ローラ５２にも別途駆動モータを設けるようにしても良いし、リンク機構などにより主動ローラ５１と連動して従動ローラ５２が回転するようにしても良い。
【００４１】
２つのローラ５１，５２には、シート状の積層体Ｓが架け渡されている。図３は、積層体Ｓを上面から見た平面図である。また、図４は、図３の積層体ＳのＡ−Ａ切断面を示す断面図である。第１実施形態の積層体Ｓは、透明な基材４１の表面に加熱されることにより圧力を発生する圧力発生部材４２の層を形成し、その圧力発生部材４２の層の上に複数の射出孔４６が穿設されたノズルプレート４５を当接して構成される。複数の射出孔４６のそれぞれには金属ペースト４３が装填されている。基材４１としては、可撓性を有するとともにレーザー光照射部６０から出射されるレーザー光に対して透明な樹脂フィルムが用いられており、例えばポリイミドのフィルムを採用することができる。基材４１の厚さは数１０μｍである。
【００４２】
また、圧力発生部材４２には、加熱されたときに昇華によって体積膨張を生じる昇華性材料が含まれており、そのような昇華性材料としては例えば樟脳（カンフル：Ｃ１０Ｈ１６Ｏ）を用いることができる。樟脳は、液体を経ずに固体から気体へと相転移する昇華性を有しており、加熱されると急速に気化して６００倍〜１０００倍に体積膨張する。圧力発生部材４２には、昇華性材料としての樟脳の他に、グリセリン（Ｃ３Ｈ５（ＯＨ）３）およびカーボンパウダーが含まれている。基材４１の表面に形成される圧力発生部材４２の層の厚さは特に限定されるものではないが、本実施形態では約１０μｍとしている。
【００４３】
ノズルプレート４５は、樹脂フィルム（本実施形態では、基材４１と同じくポリイミドのフィルム）を用いて構成されたシート状の部材に複数の射出孔４６が穿設された射出板である。シート状のポリイミドフィルムに複数の射出孔４６が格子状（より厳密には、正方格子状）に穿設されてノズルプレート４５が構成されている。第１実施形態においては、射出孔４６の形状を孔径５０μｍの円形とし、隣り合う射出孔４６の間隔（配列ピッチ）を１００μｍとしている。また、ノズルプレート４５の厚さは数１０μｍとしている。なお、第１実施形態の射出孔４６の形状、大きさおよび配置間隔は一例であって、これらは特に限定されるものではなく、パターン形成に要求されている精度（解像度）に応じて適宜のものとすることができる。複数の射出孔４６の穿設間隔を短くして配置密度を高くすると高精度なパターン形成が可能となり、逆に穿設する間隔を大きくして配置密度を低くするとパターン形成の精度も低くならざるを得ない。
【００４４】
このようなノズルプレート４５が圧力発生部材４２の層の上に接着され、そのノズルプレート４５の複数の射出孔４６に金属ペースト４３が装填される。金属ペースト４３は、主成分としての金属粒子を有機溶剤等によってペースト状とした高粘度材料である。基板Ｗに形成すべき金属配線の種類に応じて適切な金属粒子を含む金属ペースト４３を選択することができる。例えば、基板Ｗに銅配線を形成する場合であれば銅ペーストを用い、アルミ配線を形成する場合であればアルミペーストを用いることができる。高粘度材料としての金属ペースト４３の粘度は、０．１Ｐａ・ｓ（パスカル秒）以上１０００Ｐａ・ｓ以下とされる。
【００４５】
射出孔４６に装填された金属ペースト４３の厚さは約１０μｍ程度であり、装填された金属ペースト４３と圧力発生部材４２との間には空隙４７が形成される。すなわち、ノズルプレート４５は圧力発生部材４２の層の上に接着されており、射出孔４６の下端開口は圧力発生部材４２によって閉塞されている。一方、金属ペースト４３は射出孔４６の下端には装填されておらず、金属ペースト４３と圧力発生部材４２との間には空隙４７が形成されることとなる。このため、積層体Ｓにおいて、金属ペースト４３と圧力発生部材４２とは非接触である。
【００４６】
図４に示すように、積層体Ｓは、可撓性を有するポリイミドのフィルムにて形成された基材４１と、同じくポリイミドのフィルムにて形成されたノズルプレート４５との間に圧力発生部材４２を挟み込んで積層されたものであるため、変形自在である。このため、２つのローラ５１，５２に架け渡された積層体Ｓは各ローラの円筒表面に沿って変形する。そして、積層体Ｓが架け渡された状態で主動ローラ５１が回転すると、両ローラ５１，５２間の積層体Ｓに弱い張力が作用し、積層体ＳがＸＹ平面（水平面）に沿って張られた状態となる。さらに主動ローラ５１が回転すると、それとともに積層体Ｓも移動および変形し、従動ローラ５２も回転する。具体的には、従動ローラ５２よりも上流側の積層体Ｓは上昇し、主動ローラ５１よりも下流側の積層体Ｓは下降し、両ローラ５１，５２間の積層体ＳはＸ方向に沿って移動する。
【００４７】
両ローラ５１，５２間で水平面に沿って張られた積層体Ｓの直上、すなわちその張られた積層体Ｓのノズルプレート４５に対向する位置に基板Ｗはステージ１０によって保持される。そして、両ローラ５１，５２間で張られた積層体Ｓとステージ１０に保持された基板Ｗの表面との間隔が数１００μｍとなるようにパターン形成装置１は構成されている。
【００４８】
図１，２に戻り、両ローラ５１，５２間で水平面に沿って張られた積層体Ｓの下方には、レーザー光照射部６０が設けられる。レーザー光照射部６０はレーザー光源６１を内蔵している。また、レーザー光照射部６０の上面には出射孔６２が形設されている。レーザー光源６１から出力されたレーザー光は出射孔６２から鉛直方向上方に向けて（（＋Ｚ）方向に向けて）出射される。
【００４９】
また、レーザー光照射部６０は、レーザー光走査機構６５によってＹ方向に沿って往復移動される。レーザー光走査機構６５は、モータ６８、ボールネジ６６およびガイドシャフト６７を備えている。ボールネジ６６およびガイドシャフト６７はＹ方向に沿って延設されている。ボールネジ６６は、モータ６８の回転軸に連結されており、モータ６８によって回転される。レーザー光照射部６０は、ボールネジ６６に螺合されるとともに、ガイドシャフト６７に摺動自在に嵌合されている。このため、モータ６８がボールネジ６６を回転させると、それに螺合するレーザー光照射部６０がガイドシャフト６７に案内されてＹ方向に沿って滑らかに移動する。
【００５０】
レーザー光照射部６０は両ローラ５１，５２間の積層体Ｓの下方に設けられており、レーザー光照射部６０から上方に向けて出射されたレーザー光は基材４１の裏面から積層体Ｓに照射される。基材４１は透明であるため、照射されたレーザー光は基材４１を透過して圧力発生部材４２に吸収される。その結果、レーザー光照射部６０からのレーザー光照射によって圧力発生部材４２が加熱されることとなる。
【００５１】
撮像カメラ８０は、ローラ５１，５２間の積層体Ｓよりも上方であって、Ｘ方向に沿って移動するステージ１０と干渉しない位置に設けられている。撮像カメラ８０は、例えばＣＣＤカメラにて構成され、支持搬送機構５０によって搬送される積層体Ｓのノズルプレート４５に穿設された複数の射出孔４６を撮像する。撮像カメラ８０は、レーザー光照射部６０からレーザ光が照射される位置またはその位置よりも上流側（（−Ｘ）側）において、ノズルプレート４５の幅方向（Ｙ方向）に沿った少なくとも１列の射出孔４６を撮像する。このため、撮像カメラ８０は、ノズルプレート４５の幅方向に沿って設けられた複数のＣＣＤカメラを備えていても良い。撮像カメラ８０によって撮像された画像のデータは制御部３に伝達される。
【００５２】
制御部３は、パターン形成装置１に設けられた上記の種々の動作機構を制御する。図５は、制御部３の構成を示すブロック図である。制御部３のハードウェアとしての構成は一般的なコンピュータと同様である。すなわち、制御部３は、各種演算処理を行うＣＰＵ３１、基本プログラムを記憶する読み出し専用のメモリであるＲＯＭ３２、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるＲＡＭ３３および制御用プログラムやデータなどを記憶しておく磁気ディスク３４をバスライン３９に接続して構成されている。
【００５３】
また、バスライン３９には、ステージ１０に保持された基板ＷをＸ方向に沿って移動させるステージ移動機構２０、積層体Ｓを支持しつつＸ方向に沿って移動させる支持搬送機構５０、レーザー光照射部６０をＹ方向に沿ってスキャンさせるレーザー光走査機構６５、積層体Ｓの圧力発生部材４２にレーザー光を照射して加熱するレーザー光照射部６０、および、複数の射出孔４６を撮像する撮像カメラ８０等が電気的に接続されている。制御部３のＣＰＵ３１は、磁気ディスク３４に格納された制御用プログラムを実行することにより、これらの各動作機構を制御して基板Ｗ上に所定のパターンの金属配線を形成する。
【００５４】
さらに、バスライン３９には、表示部３５および入力部３６が電気的に接続されている。表示部３５は、例えば液晶ディスプレイ等を用いて構成されており、処理結果やレシピ内容等の種々の情報を表示する。入力部３６は、例えばキーボードやマウス等を用いて構成されており、コマンドやパラメータ等の入力を受け付ける。装置のオペレータは、表示部３５に表示された内容を確認しつつ入力部３６からコマンドやパラメータ等の入力を行うことができる。なお、表示部３５と入力部３６とを一体化してタッチパネルとして構成するようにしても良い。
【００５５】
上記の要部構成以外にもパターン形成装置１は、基板Ｗ、積層体Ｓおよびレーザー光照射部６０のそれぞれの位置を検出するための位置センサを備えている（いずれも図示省略）。位置センサとしては、基板Ｗ等の位置を直接検知する光学センサやモータの回転量から検知するエンコーダ等を使用することができる。また、パターン形成装置１は、未処理の積層体Ｓを送り出すフィード機構および使用済みの積層体Ｓを回収する回収機構を備えている。さらに、パターン形成装置１には、基板Ｗおよび積層体Ｓの周辺雰囲気を調整する機構を備えるようにしても良い。
【００５６】
次に、射出装置５から基板Ｗに向けて金属ペーストを射出する手順について説明する。金属ペーストの射出に先だって、積層体Ｓが形成されるため、積層体Ｓを形成する手順について以下に簡単に説明しておく。
【００５７】
まず、長尺シート状（帯状）の透明な基材４１を用意し、その表面に圧力発生部材４２を積層する。第１実施形態では、基材４１としてポリイミドのフィルムを用いている。透明なポリイミドのフィルムを長尺シート状に加工してなる基材４１の表面の全面に均一な厚さで圧力発生部材４２の層を形成する。層として形成される前の圧力発生部材４２は、昇華性材料である樟脳およびカーボンパウダーをグリセリンと混合して生成されるスラリー状のものであり、塗布法によって基材４１の表面に塗布することが可能である。
【００５８】
このような塗布法としては、公知の種々の手法を用いることが可能であり、例えば第１実施形態ではドクターブレード法によって圧力発生部材４２を基材４１の表面に塗布している。ドクターブレード法は、圧力発生部材４２のスラリーを基材４１の表面に供給しつつ、ブレードによってスラリーを平坦に均すことにより、均一な厚さの圧力発生部材４２の層を形成する塗布法である。
【００５９】
基材４１の表面に圧力発生部材４２のスラリーが均一に塗布された後、その乾燥処理を行うことによって、基材４１の表面の全面に厚さ約１０μｍの圧力発生部材４２の層が均一な厚さにて形成される。乾燥処理後の圧力発生部材４２は固相である。なお、基材４１の表面に圧力発生部材４２を積層する塗布法としては、基材４１の表面に均一な厚さで塗布できるものであれば良く、ドクターブレード法の他に、スリットコート法やバーコート法などを用いるようにしても良い。
【００６０】
また、ノズルプレート４５には複数の射出孔４６が形成される。第１実施形態では、ノズルプレート４５としてもポリイミドのフィルムを用いている。そのポリイミドのフィルムに、例えばメタルマスクを用いてエキシマレーザーを照射する穴加工により、格子状に複数の射出孔４６を穿設する。なお、圧力発生部材４２の積層とノズルプレート４５の穴加工とは、いずれを先行して行うようにしても良いし、並行して行っても良い。
【００６１】
次に、基材４１上に積層された圧力発生部材４２の表面に接着剤を塗布する。圧力発生部材４２に塗布される接着剤としては、シリコーン系接着剤またはポリイミド系接着剤を採用することができる。なお、この時点では、圧力発生部材４２は乾燥されて固相となっているため、接着剤の塗布に支障は無い。
【００６２】
続いて、接着剤が塗布された圧力発生部材４２に複数の射出孔４６が形成されたノズルプレート４５を圧着する。これにより、複数の射出孔４６を有するノズルプレート４５が圧力発生部材４２に貼着され、ノズルプレート４５と基材４１との間に圧力発生部材４２の層が挟み込まれるように積層された積層体Ｓが形成される。
【００６３】
その後、ノズルプレート４５の複数の射出孔４６に被射出材としての金属ペースト４３が装填される。金属ペースト４３は、金属粒子を含む高粘度材料であり、上記の圧力発生部材４２と同様に塗布法によって複数の射出孔４６に装填することが可能である。金属ペースト４３を射出孔４６に装填する塗布法としても、公知の種々の手法を用いることが可能であるが、第１実施形態ではドクターブレード法を用いている。すなわち、金属ペースト４３を連続して吐出するノズルがノズルプレート４５に対して平行に相対移動しつつ、当該ノズルに付設されたブレードがその下端をノズルプレート４５の上面に接触させながら相対移動することにより、複数の射出孔４６に金属ペースト４３が押し込まれるとともに、射出孔４６以外の領域では金属ペースト４３がブレードによって掻き取られる。このようにしてノズルプレート４５の複数の射出孔４６に金属ペースト４３が装填される。なお、ノズルプレート４５の上面の射出孔４６以外の領域に金属ペースト４３が若干残留していても良い。
【００６４】
以上のようにして、図４に示したような構造の積層体Ｓが製造される。ところで、金属ペースト４３が射出孔４６に装填される際に、射出孔４６の下側開口は圧力発生部材４２によって閉塞されている。このため、射出孔４６の上側開口から高粘度の金属ペースト４３が押し込まれると、その射出孔４６の内部に残留していた空気がそのまま金属ペースト４３と圧力発生部材４２との間に閉じこめられることとなる。その結果、金属ペースト４３が残留空気によって射出孔４６の底まで入り込まなくなり、装填された金属ペースト４３と圧力発生部材４２との間には空隙４７が形成される（図４参照）。
【００６５】
続いて、積層体Ｓを用いて射出装置５が金属ペーストを射出する処理について説明する。上述のようにして製造された積層体Ｓが主動ローラ５１および従動ローラ５２に架け渡される。積層体Ｓは、ノズルプレート４５が両ローラ５１，５２間で上方を向くようにセットされる。よって、両ローラ５１，５２間では、複数の射出孔４６の形設方向が鉛直方向を向く。
【００６６】
一方、処理対象となる基板Ｗはステージ１０の下面に保持される。基板Ｗは、両ローラ５１，５２間における積層体Ｓのノズルプレート４５に対向する位置に、パターン形成が行われる表面を下側に向けてステージ１０に保持される。すなわち、基板Ｗは積層体Ｓの上方にてノズルプレート４５に対向配置される。
【００６７】
そして、基板Ｗとレーザー光照射部６０との相対位置関係がパターン形成のための初期位置となるように、制御部３の制御によりステージ移動機構２０およびレーザー光走査機構６５がそれぞれ基板Ｗおよびレーザー光照射部６０を移動させる。具体的には、相対位置関係のＸ方向の調整はステージ移動機構２０が基板Ｗを移動させることによって行われ、Ｙ方向の調整はレーザー光走査機構６５がレーザー光照射部６０を移動させることによって行われる。また、積層体Ｓについても支持搬送機構５０によって初期位置に移動される。なお、両ローラ５１，５２間の積層体Ｓと基板Ｗの表面との間隔は数１００μｍとしておく。
【００６８】
基板Ｗ、レーザー光照射部６０および積層体Ｓの初期配設が完了した後、制御部３がレーザー光照射部６０によるレーザー光照射の制御を開始する。また、それと同時に、制御部３はレーザー光照射部６０の相対移動を開始させる。具体的には制御部３は、基板Ｗおよび積層体Ｓを停止させたまま、レーザー光走査機構６５を制御してレーザー光照射部６０をＹ方向に走査させる。
【００６９】
制御部３の記憶部（ＲＡＭ３３または磁気ディスク３４）には、基板Ｗに形成すべき金属配線のパターンのデータが予め格納されている。制御部３は、その格納されたパターンデータに従って、レーザー光照射部６０をＹ方向に走査させつつ、レーザー光源６１のオンオフ制御を行う。すなわち、基板Ｗ上の所定のＸ方向位置にてレーザー光照射部６０がＹ方向に沿って走査しているときに、パターン形成すべきＹ方向位置に存在している射出孔４６（つまり、レーザー光照射の対象となる照射対象射出孔）の直下にレーザー光照射部６０が到達した時点で制御部３がレーザー光源６１からレーザー光を出射させる。なお、レーザー光源６１がオンとされるのは、ノズルプレート４５の射出孔４６の直下にレーザー光照射部６０が位置しているときとなるようにパターンデータは作成されている。よって、ノズルプレート４５の射出孔４６が存在しない領域の直下にレーザー光照射部６０が到達したときにはレーザー光源６１からのレーザー光照射は停止される。
【００７０】
レーザー光照射部６０のレーザー光源６１から鉛直方向上方に向けて出射されたレーザー光は積層体Ｓの裏面側から入射する。積層体Ｓの最下層を構成する基材４１は透明であるため、レーザー光照射部６０から照射されたレーザー光は基材４１を透過して圧力発生部材４２に到達して吸収される。その結果、レーザー光照射を受けた圧力発生部材４２の領域では急激な温度上昇が生じる。すなわち、レーザー光照射部６０が基材４１の裏面からレーザー光を照射して複数の射出孔４６のうちの照射対象射出孔の直下に位置する圧力発生部材４２を加熱するのである。これにより、照射対象射出孔に対応する圧力発生部材４２はレーザー光を吸収して短時間のうちに１５０℃以上にまで昇温する。特に、圧力発生部材４２は黒色のカーボンパウダーを含有しているため、効率良くレーザー光を吸収して昇温する。なお、レーザー光照射領域の大きさは特に限定されるものではないが、例えば射出孔４６の孔径と同程度の直径５０μｍ程度の円形とすれば良い。
【００７１】
圧力発生部材４２が昇温すると、圧力発生部材４２に含まれている昇華性材料である樟脳が急速に気化して６００倍〜１０００倍に体積膨張する。その結果、レーザー光照射によって加熱された圧力発生部材４２の一部では、樟脳の昇華に起因した急激な体積膨張により、圧力波が発生する。そして、その発生した圧力波によってレーザー光照射領域の直上に位置する射出孔４６内の空隙４７の圧力が急激に上昇し、当該射出孔４６に装填された金属ペースト４３が上方に向けて、すなわちノズルプレート４５に対向配置された基板Ｗに向けて射出されるのである。
【００７２】
このように、第１実施形態においては、レーザー光照射部６０が積層体Ｓの基材４１の裏面からレーザー光を照射して複数の射出孔４６のうちの照射対象射出孔に対応する圧力発生部材４２を加熱することにより、その圧力発生部材４２に急激な体積膨張による圧力を生じさせている。そして、その圧力によって当該照射対象射出孔に装填された被射出材たる金属ペースト４３をステージ１０に保持された基板Ｗに向けて射出させている。昇華性材料である樟脳を加熱したときの急激な体積膨張によって生じた圧力を利用しているため、０．１Ｐａ・ｓ〜１０００Ｐａ・ｓの高粘度材料である金属ペースト４３であっても基板Ｗに向けて射出することができる。また、樟脳であれば、昇華したときに有害なガスや汚染物質を発生することもない。
【００７３】
上方に向けて射出された金属ペースト４３は基板Ｗの表面に到達し、その位置にて基板Ｗの表面に付着する。このようにして、金属配線を形成するための金属ペースト４３が基板Ｗに供給される。なお、金属ペースト４３は基板Ｗの下側から付着することとなるが、金属ペースト４３が粘度０．１Ｐａ・ｓ〜１０００Ｐａ・ｓの高粘度材料であるため、積層体Ｓに再度落下する液ダレのおそれはなく、また基板Ｗの表面に沿って濡れ広がりが生じることも防止される。
【００７４】
レーザー光照射部６０をＹ方向に走査させつつ、レーザー光源６１のオンオフ制御を行う射出処理はレーザー光照射部６０が走査終了位置に到達するまで行われる。そして、レーザー光照射部６０が走査終了位置に到達した時点で基板Ｗ上の所定のＸ方向位置における１ライン分の処理が完了となる。１ライン分の処理が完了したら、基板Ｗおよび積層体ＳをＸ方向に沿ってステップ送りする。すなわち、制御部３がステージ移動機構２０を制御して基板ＷをＸ方向に沿って所定距離だけ移動させる。これにより、レーザー光照射部６０が基板Ｗに対してＸ方向に相対移動することとなり、基板Ｗ上の新たなＸ方向位置におけるレーザー光照射部６０の走査が可能となる。また、制御部３が支持搬送機構５０を制御して積層体ＳをＸ方向に沿って所定距離だけ移動させる。これにより、レーザー光照射部６０は積層体Ｓに対してもＸ方向に相対移動することとなる。このようにしているのは、積層体ＳをＸ方向に移動させなければ、既にレーザー光を照射して使用済みとなっている積層体Ｓの射出孔４６に再度レーザー光を照射する可能性があるためである。
【００７５】
このような基板Ｗおよび積層体Ｓのステップ送りが終了した後、再び制御部３がレーザー光照射部６０をＹ方向に走査させつつ、レーザー光源６１のオンオフ制御を行う。以降、パターン形成処理が終了するまで上記と同様の手順が繰り返される。その結果、制御部３は予め記憶部に格納されたパターンデータに沿ってレーザー光照射部６０から積層体Ｓにレーザー光を照射させて照射対象射出孔に対応する圧力発生部材４２を加熱することとなり、そのパターンに沿ってノズルプレート４５から金属ペースト４３が上方に射出されて基板Ｗの表面に付着して金属配線のパターン形成がなされる。
【００７６】
ところで、上述のようにして射出孔４６から金属ペースト４３を射出する際に、鉛直方向直上ではなく、ノズルプレート４５の法線方向から傾斜して金属ペースト４３が飛翔することがある。これは、射出孔４６からの射出角度が射出孔４６の加工精度（加工の公差、エッジに残留するバリ等）、汚れ、および、金属ペースト４３の充填方向などの影響を受けるためである。従って、ノズルプレート４５に形成された複数の射出孔４６ごとに金属ペースト４３の射出方向が微妙に異なることとなり、パターン形成の精度を低下させるおそれがある。
【００７７】
このため、第１実施形態では、以下のようにして金属ペースト４３の射出方向の補正を行っている。図６は、第１実施形態における射出方向の補正手順を示すフローチャートである。まず、撮像カメラ８０によってノズルプレート４５の複数の射出孔４６を撮像する（ステップＳ１１）。撮像カメラ８０は、ノズルプレート４５の幅方向（Ｙ方向）に沿った少なくとも１列の射出孔４６を撮像する。撮像カメラ８０は、撮像対象となる射出孔列が積層体Ｓのステップ送りによってレーザー光照射部６０の上方に移動された直後（つまり、レーザー光照射を受ける直前）に撮像を行っても良いし、当該射出孔列がレーザー光照射部６０の上方よりも上流側に位置しているときに予め時間的余裕をもって撮像するようにしても良い。撮像カメラ８０によって撮像された画像のデータ（撮像データ）は制御部３に伝達され、制御部３の記憶部（ＲＡＭ３３または磁気ディスク３４）に格納される。
【００７８】
制御部３は、撮像カメラ８０から伝達された撮像データに対して所定の画像処理を行うことによって撮像結果の解析を行う（ステップＳ１２）。具体的には、制御部３は、撮像データから複数の射出孔４６のそれぞれについて孔の形状、バリの有無等を判定し、その結果に基づいて当該射出孔４６の射出方向を推定する。このような処理は、例えば、射出孔４６の形状等と射出方向との相関関係を予め実験やシミュレーションによって求めて対応付けたデータベースを磁気ディスク３４に格納しておき、撮像結果をそのデータベースに照合する画像処理を行って射出方向を推定すれば良い。
【００７９】
次に、制御部３は、ステップＳ１２で得られた解析結果に基づいて、レーザー光照射位置の偏倚方向および偏倚量を算定する（ステップＳ１３）。図７は、レーザー光照射部６０から照射されるレーザー光の強度分布を示す図である。一般にレーザー光の強度分布はガウス分布（正規分布）となる。すなわち、レーザー光照射部６０の直上の水平面に対して照射されるレーザー光の照射領域において、レーザー光の強度は照射領域の中心位置ＣＬにて最も強く、照射領域の周縁に近くなるにつれて小さくなる。図７のような強度分布は、レーザー光照射部６０から圧力発生部材４２に照射されたレーザー光の照射領域においても現出する。レーザー光照射位置の偏倚とは、レーザー光照射領域における中心位置ＣＬを照射対象射出孔の中心に対して偏倚させることである。
【００８０】
図８は、レーザー光照射位置の偏倚方向および偏倚量を説明する図である。ステップＳ１２での撮像データの解析の結果、照射対象射出孔４６の射出方向が鉛直上方から図８の矢印ＡＲ８に示す向きに傾くような方向であった場合には、レーザー光照射領域の中心位置ＣＬを照射対象射出孔４６の中心ＣＨから矢印ＡＲ８の向きに偏倚させる。すなわち、レーザー光照射位置の偏倚方向は、撮像データの解析結果から得られた照射対象射出孔４６の射出方向が鉛直上方から傾く向きであり、図８の例では矢印ＡＲ８の向きとなる。また、レーザー光照射位置の偏倚量は照射対象射出孔４６の射出方向が鉛直上方から傾く角度（つまり、射出角度）によって定まり、図８の例では矢印ＡＲ８の長さに相当する。制御部３は、照射対象射出孔４６の射出方向が鉛直上方から傾く向きよりレーザー光照射位置の偏倚方向を求め、当該射出方向が鉛直上方から傾く角度よりレーザー光照射位置の偏倚量を算定するのである。
【００８１】
そして、制御部３は、上記の算定結果に基づいて、レーザー光照射領域の中心位置ＣＬが照射対象射出孔４６の中心ＣＨから目標位置ＤＨに偏倚するように射出装置５を制御する。ここで第１実施形態の射出装置５では、レーザー光照射部６０がレーザー光走査機構６５によってＹ方向に移動され、積層体Ｓが支持搬送機構５０によってＸ方向に移動される。すなわち、レーザー光照射部６０は照射対象射出孔４６に対して２軸移動される。従って、レーザー光照射位置の偏倚方向および偏倚量をＸ軸成分とＹ軸成分とに分解し、Ｘ軸の偏倚を積層体Ｓの位置補正（ステップＳ１４）によって、Ｙ軸の偏倚をレーザー光照射部６０がＹ方向に走査されるときのレーザー光照射のタイミング補正（ステップＳ１５）によって実現するのが好ましい。
【００８２】
例えば、図８の例では、矢印ＡＲ８にて示されるレーザー光照射位置の偏倚方向および偏倚量は、Ｘ軸成分ＤＸとＹ軸成分ＤＹとに分解される。制御部３は、レーザー光照射領域の中心位置ＣＬが照射対象射出孔４６の中心ＣＨからＸ軸成分ＤＸだけ偏倚するように、支持搬送機構５０を制御して積層体Ｓを移動させる。また、レーザー光照射部６０はＹ方向に沿って等速で走査されているが、制御部３は、レーザー光照射領域の中心位置ＣＬが照射対象射出孔４６の中心ＣＨからＹ軸成分ＤＹだけ偏倚するように、レーザー光照射のタイミングを補正（遅らせるまたは早める）する。これにより、レーザー光照射領域の中心位置ＣＬが照射対象射出孔４６の中心ＣＨから目標位置ＤＨに偏倚される。なお、上述の通り、図６のステップＳ１４とステップＳ１５とは並行して実行される工程である。
【００８３】
図９は、第１実施形態における射出方向の補正を説明する図である。レーザー光照射部６０から基材４１を透過して照射対象射出孔４６に対応する圧力発生部材４２にレーザー光が照射されると、その圧力発生部材４２はレーザー光を吸収して短時間のうちに昇温する。このときに、レーザー光照射領域の中心位置ＣＬは、照射対象射出孔４６の中心ＣＨから目標位置ＤＨに偏倚されている。そして、図７に示したように、レーザー光の強度分布はガウス分布であり、レーザー光照射領域の中心位置ＣＬの強度が最も強い。従って、図９（ａ）に示すように、照射対象射出孔４６の中心ＣＨからずれた位置（目標位置ＤＨ）を起点にして強い圧力波が発生する。その結果、金属ペースト４３の射出方向がレーザー光照射領域の中心位置ＣＬの偏倚方向とは逆向きに補正される。また、金属ペースト４３の射出角度はレーザー光照射領域の中心位置ＣＬの偏倚量によって規定される。
【００８４】
レーザー光照射領域の中心位置ＣＬが照射対象射出孔４６の中心ＣＨからＸ軸成分ＤＸおよびＹ軸成分ＤＹだけ偏倚するようにすれば、図９（ｂ）に示すように、レーザー光照射領域の中心位置ＣＬが照射対象射出孔４６の中心ＣＨと一致していた場合には図中の点線で示すように金属ペースト４３が傾斜して射出されていたのが、図中の実線にて示す如く金属ペースト４３が鉛直方向上方に射出されるように射出方向が補正されるのである。なお、レーザー光照射領域の中心位置ＣＬを１０μｍ程度偏倚させることによって、照射対象射出孔４６からの金属ペースト４３の射出角度を１０°程度補正することができる。
【００８５】
但し、レーザー光照射位置の偏倚量の最大値は照射対象射出孔４６の断面である円の半径である。すなわち、レーザー光照射領域における中心位置ＣＬは照射対象射出孔４６の範囲内にて偏倚される。このようにしているのは、レーザー光照射領域における中心位置ＣＬが照射対象射出孔４６の範囲を超えて偏倚すると、ノズルプレート４５の射出孔４６が形成されていない領域の下方にて圧力波が発生し、ノズルプレート４５が基材４１から剥離する原因となるからである。
【００８６】
第１実施形態の射出装置５は、昇温すると急激に体積膨張する樟脳を含む圧力発生部材４２をレーザー光照射によって加熱し、圧力発生部材４２に急激な体積膨張に起因した圧力を生じさせ、その圧力を利用して射出孔４６に装填された被射出材たる金属ペースト４３を基板Ｗに向けて射出している。昇華性材料である樟脳を加熱したときの急激な体積膨張によって生じた圧力を利用しているため、０．１Ｐａ・ｓ〜１０００Ｐａ・ｓの高粘度材料である金属ペースト４３であっても基板Ｗに向けて射出することができる。
【００８７】
特に、撮像カメラ８０による撮像結果に基づいて、レーザー光照射領域の中心位置ＣＬを照射対象射出孔４６の中心ＣＨに対して偏倚させているため、照射対象射出孔４６の射出方向が補正され、照射対象射出孔４６から金属ペースト４３が鉛直方向上方に向けて正確に射出されることとなる。このため、被射出材としての高粘度材料である金属ペースト４３を基板Ｗに向けて精度良く射出することができる。
【００８８】
また、装填された金属ペースト４３と圧力発生部材４２との間には空隙４７が形成されているため、双方は接触していない。このため、射出された金属ペースト４３に圧力発生部材４２が付着して基板Ｗの汚染源となることを防止することができる。
【００８９】
また、圧力発生部材４２が黒色のカーボンパウダーを含有しているため、レーザー光照射部６０から照射されるレーザー光を効率よく吸収して発熱することにより、圧力発生部材４２に含まれる昇華性材料である樟脳を効果的に加熱することができる。圧力発生部材４２に含まれる昇華性材料である樟脳は光を透過しやすい、言い換えると光を吸収しにくいので、樟脳自体を直接に光で加熱することは難しい。また、圧力発生部材４２に含まれるグリセリンも光を透過しやすい、つまりは光を吸収しにくいので、光照射によってグリセリンを加熱することも困難である。そこで、光を吸収しやすい材料、例えばカーボンパウダーなどの黒色の粒子を圧力発生部材４２に含ませて、そのような黒色粒子に光を吸収させて発熱させることにより、樟脳を加熱しているのである。
【００９０】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図１０は、第２実施形態のパターン形成装置１ａの正面図である。図１０および以降の各図において、第１実施形態と同一の要素については同一の符号を付している。
【００９１】
基板Ｗを保持するステージ１０およびステージ１０を移動させるステージ移動機構２０については第１実施形態と全く同じである。また、射出装置５のレーザー光照射部６０およびレーザー光走査機構６５についても第１実施形態と同様である。第２実施形態が第１実施形態と相違するのは積層体Ｓの構成および積層体Ｓを支持して搬送する支持搬送機構１５０である。第１実施形態の支持搬送機構５０は可撓性を有する積層体Ｓを２つのローラによって搬送するローラ搬送方式を採用していたが、第２実施形態の支持搬送機構１５０は積層体Ｓをステージに支持して搬送するステージ搬送方式を採用している。
【００９２】
ステージ移動機構２０もステージ搬送方式によるものであり、第２実施形態の支持搬送機構１５０はステージ移動機構２０と類似する構成を備えている。すなわち、支持搬送機構１５０は、モータ１５２の回転軸に連結されたボールネジ１５３にステージ１５１を螺合させて構成されている。モータ１５２がボールネジ１５３を回転させると、それに螺合するステージ１５１がＸ方向に沿って移動する。なお、ステージ移動機構２０と同様に、ステージ１５１をＸ方向に沿って案内するガイドシャフトを設けるようにしても良い。
【００９３】
支持搬送機構１５０のステージ１５１は、環状に構成されており、積層体Ｓの周縁部を保持することによって基板Ｗと積層体Ｓとを対向配置する。ステージ１５１の環状部分の内側は中空であるため、ステージ１５１がレーザー光照射の障害となることはない。なお、ステージ１５１をレーザー光に対して透明な素材（例えば、石英ガラス）にて形成する場合には、板状のステージ１５１にて積層体Ｓの全面を載置して保持するようにしても良い。
【００９４】
図１１は、第２実施形態の積層体Ｓの断面図である。第１実施形態では２つのローラ５１，５２に沿って積層体Ｓが撓む必要があったために基材４１として樹脂フィルムを用いていたが、第２実施形態では積層体Ｓに可撓性は不要であるため、基材４１はレーザー光照射部６０から出射されるレーザー光に対して透明な素材であれば良く、例えばガラス基板などを使用することができる。
【００９５】
第２実施形態の積層体Ｓは、透明な基材４１の表面に直接ノズルプレート４５を当接して構成される。ノズルプレート４５にも可撓性は不要であるため、例えばステンレススチールなどの金属のプレートを使用することができる。ノズルプレート４５には複数の射出孔４６が穿設され、複数の射出孔４６のそれぞれには加熱されることにより圧力を発生する圧力発生部材４２および金属ペースト４３が装填されている。すなわち、第２実施形態のノズルプレート４５も金属プレートに複数の射出孔４６が穿設された射出板である。複数の射出孔４６の形状、大きさおよび配置間隔は第１実施形態と同様である。また、圧力発生部材４２および金属ペースト４３の材質についても第１実施形態と全く同じである。
【００９６】
第２実施形態においては、基材４１の表面に複数の射出孔４６を有するノズルプレート４５が接着され、複数の射出孔４６の内部には基材４１から近い順に圧力発生部材４２と被射出材たる金属ペースト４３とが装填される。また、装填された金属ペースト４３と圧力発生部材４２との間には空隙４７が形成される。すなわち、射出孔４６の下端開口は圧力発生部材４２が装填されて閉塞され、上端開口は金属ペースト４３が装填されて閉塞され、それらの間に空隙４７が形成されている。このため、積層体Ｓにおいて、金属ペースト４３と圧力発生部材４２とは非接触である。
【００９７】
図１２は、第２実施形態の制御部３の構成を示すブロック図である。第２実施形態の制御部３のハードウェア構成は第１実施形態（図５）と同様の一般的なコンピュータシステムであるが、第２実施形態では撮像カメラ８０が設けられていない。また、第２実施形態の磁気ディスク３４には射出方向情報３４１が格納されているが、これについては後述する。第２実施形態のパターン形成装置１ａの残余の構成は第１実施形態と同じである。
【００９８】
次に、図１１のような構造を有する積層体Ｓを形成する手順について簡単に説明する。まず、例えばステンレススチールのプレートにフォトリソグラフィの手法を用いてエッチング処理を施すことにより、複数の射出孔４６を格子状に穿設し、ノズルプレート４５を準備する。そして、ノズルプレート４５の複数の射出孔４６に圧力発生部材４２を装填する。第２実施形態にて射出孔４６に装填するときの圧力発生部材４２も樟脳およびカーボンパウダーをグリセリンと混合して生成されるスラリー状ものであるが、第１実施形態にて基材４１の表面に塗布する圧力発生部材４２のスラリーを溶剤で１０倍程度に希釈したものであり、その粘度は低い。
【００９９】
第２実施形態の圧力発生部材４２のスラリーも塗布法によって複数の射出孔４６に装填される。圧力発生部材４２のスラリーを射出孔４６に装填する塗布法としても、公知の種々の手法を用いることが可能であるが、第２実施形態ではドクターブレード法を用いている。すなわち、圧力発生部材４２のスラリーを連続して吐出するノズルがノズルプレート４５に対して平行に相対移動しつつ、当該ノズルに付設されたブレードがその下端をノズルプレート４５の上面に接触させながら相対移動することにより、複数の射出孔４６に圧力発生部材４２のスラリーが押し込まれるとともに、射出孔４６以外の領域ではスラリーがブレードによって掻き取られる。このようにしてノズルプレート４５の複数の射出孔４６に圧力発生部材４２が装填される。
【０１００】
第２実施形態では、射出孔４６の下端開口が開放された状態で圧力発生部材４２のスラリーが装填され、しかもそのスラリーの粘度は第１実施形態よりも低いため、射出孔４６内部の空気はスラリー装填時に外部に放出される。その結果、圧力発生部材４２のスラリーは射出孔４６の全体に満たされるように装填（つまり充填）される。
【０１０１】
次に、複数の射出孔４６に圧力発生部材４２のスラリーが装填されたノズルプレート４５の下側面に例えばガラス基板などの基材４１が接着される。このための接着剤としては、例えば合成ゴム系接着剤を用いるようにすれば良い。基材４１が接着されることにより、圧力発生部材４２のスラリーが装填された複数の射出孔４６を有するノズルプレート４５と基材４１とが積層された積層体Ｓが形成される。
【０１０２】
基材４１が接着された後、圧力発生部材４２のスラリーの乾燥処理を行うことによって溶剤成分が揮発して容積が減少し、射出孔４６の下端部（基材４１が接着された側の端部）に圧力発生部材４２の層が形成される。その結果、下端部に圧力発生部材４２の層が形成された複数の射出孔４６を有するノズルプレート４５と基材４１とが積層された状態となる。
【０１０３】
そして、ノズルプレート４５の複数の射出孔４６に基材４１とは反対側より被射出材としての金属ペースト４３が装填される。複数の射出孔４６に対する金属ペースト４３の装填は第１実施形態と同じであり、塗布法としてドクターブレード法を用いて実行している。すなわち、金属ペースト４３を連続して吐出するノズルがノズルプレート４５に対して平行に相対移動しつつ、当該ノズルに付設されたブレードがその下端をノズルプレート４５の上面に接触させながら相対移動することにより、複数の射出孔４６に金属ペースト４３が押し込まれるとともに、射出孔４６以外の領域では金属ペースト４３がブレードによって掻き取られる。このようにしてノズルプレート４５の複数の射出孔４６に金属ペースト４３が装填される。
【０１０４】
第１実施形態と同じく、射出孔４６の下側開口が圧力発生部材４２によって閉塞された状態で上側開口から（つまり、基材４１とは反対側から）高粘度の金属ペースト４３が押し込まれることによって、射出孔４６の内部に残留していた空気がそのまま金属ペースト４３と圧力発生部材４２との間に閉じこめられることとなる。その結果、金属ペースト４３が残留空気によって射出孔４６の奥まで入り込まなくなり、装填された金属ペースト４３と圧力発生部材４２との間には空隙４７が形成される（図１１参照）。
【０１０５】
続いて、積層体Ｓを用いて射出装置５が金属ペーストを射出する処理について説明する。図１１のような構造を有する積層体Ｓが支持搬送機構１５０のステージ１５１に保持される。積層体Ｓは、ノズルプレート４５を上側に向けてステージ１５１に保持される。一方、処理対象となる基板Ｗはステージ１０の下面に保持される。基板Ｗは、積層体Ｓのノズルプレート４５に対向する位置に、パターン形成が行われる表面を下側に向けてステージ１０に保持される。すなわち、基板Ｗは積層体Ｓの上方にてノズルプレート４５に対向配置される。
【０１０６】
そして、基板Ｗとレーザー光照射部６０との相対位置関係がパターン形成のための初期位置となるように、制御部３の制御によりステージ移動機構２０およびレーザー光走査機構６５がそれぞれ基板Ｗおよびレーザー光照射部６０を移動させる。具体的には、相対位置関係のＸ方向の調整はステージ移動機構２０が基板Ｗを移動させることによって行われ、Ｙ方向の調整はレーザー光走査機構６５がレーザー光照射部６０を移動させることによって行われる。また、積層体Ｓについても支持搬送機構１５０によって初期位置に移動される。
【０１０７】
基板Ｗ、レーザー光照射部６０および積層体Ｓの初期配設が完了した後、制御部３がレーザー光照射部６０によるレーザー光照射の制御を開始する。また、それと同時に、制御部３はレーザー光照射部６０の相対移動を開始させる。具体的には制御部３は、基板Ｗおよび積層体Ｓを停止させたまま、レーザー光走査機構６５を制御してレーザー光照射部６０をＹ方向に走査させる。第１実施形態と同様に、制御部３は、記憶部に格納されたパターンデータに従って、レーザー光照射部６０をＹ方向に走査させつつ、レーザー光源６１のオンオフ制御を行う。すなわち、基板Ｗ上の所定のＸ方向位置にてレーザー光照射部６０がＹ方向に沿って走査しているときに、パターン形成すべきＹ方向位置に存在している射出孔４６（照射対象射出孔）の直下にレーザー光照射部６０が到達した時点で制御部３がレーザー光源６１からレーザー光を出射させる。
【０１０８】
レーザー光照射部６０のレーザー光源６１から鉛直方向上方に向けて出射されたレーザー光は積層体Ｓの裏面側から入射する。積層体Ｓの最下層を構成する基材４１は透明であるため、レーザー光照射部６０から照射されたレーザー光は基材４１を透過し、照射対象射出孔４６に装填された圧力発生部材４２に到達して吸収される。その結果、レーザー光照射を受けた圧力発生部材４２には急激な温度上昇が生じる。すなわち、レーザー光照射部６０は、基材４１の裏面からレーザー光を照射して複数の射出孔４６のうちの照射対象射出孔４６に装填された圧力発生部材４２を加熱する。これにより、照射対象射出孔４６に装填された圧力発生部材４２はレーザー光を吸収して短時間のうちに１５０℃以上にまで昇温する。
【０１０９】
圧力発生部材４２が昇温すると、圧力発生部材４２に含まれている昇華性材料である樟脳が急速に気化して６００倍〜１０００倍に体積膨張する。その結果、レーザー光照射によって加熱された圧力発生部材４２では、樟脳の昇華に起因した急激な体積膨張により、圧力波が発生する。そして、その発生した圧力波によって照射対象射出孔４６内の空隙４７の圧力が急激に上昇し、当該射出孔４６に装填された金属ペースト４３が上方に向けて、すなわちノズルプレート４５に対向配置された基板Ｗに向けて射出されるのである。
【０１１０】
このように、第２実施形態においては、レーザー光照射部６０が積層体Ｓの基材４１の裏面からレーザー光を照射して複数の射出孔４６のうちの照射対象射出孔４６に装填された圧力発生部材４２を加熱することにより、その圧力発生部材４２に急激な体積膨張による圧力を生じさせている。そして、その圧力によって当該照射対象射出孔４６に装填された被射出材たる金属ペースト４３をステージ１０に保持された基板Ｗに向けて射出させている。上方に向けて射出された金属ペースト４３は基板Ｗの表面に到達し、その位置にて基板Ｗの表面に付着する。このようにして、金属配線を形成するための金属ペースト４３が基板Ｗに供給される。
【０１１１】
レーザー光照射部６０をＹ方向に走査させつつ、レーザー光源６１のオンオフ制御を行う射出処理はレーザー光照射部６０が走査終了位置に到達するまで行われる。そして、レーザー光照射部６０が走査終了位置に到達した時点で基板Ｗ上の所定のＸ方向位置における１ライン分の処理が完了となる。第１実施形態と同様に、１ライン分の処理が完了したら、基板Ｗおよび積層体ＳをＸ方向に沿ってステップ送りする。すなわち、制御部３がステージ移動機構２０を制御して基板ＷをＸ方向に沿って所定距離だけ移動させる。これにより、レーザー光照射部６０が基板Ｗに対してＸ方向に相対移動することとなり、基板Ｗ上の新たなＸ方向位置におけるレーザー光照射部６０の走査が可能となる。また、制御部３が支持搬送機構１５０を制御して積層体ＳをＸ方向に沿って所定距離だけ移動させる。これにより、レーザー光照射部６０は積層体Ｓに対してもＸ方向に相対移動することとなる。
【０１１２】
このような基板Ｗおよび積層体Ｓのステップ送りが終了した後、再び制御部３がレーザー光照射部６０をＹ方向に走査させつつ、レーザー光源６１のオンオフ制御を行う。以降、パターン形成処理が終了するまで上記と同様の手順が繰り返される。その結果、制御部３は予め記憶部に格納されたパターンデータに沿ってレーザー光照射部６０から積層体Ｓにレーザー光を照射させて照射対象射出孔４６に装填された圧力発生部材４２を加熱することとなり、そのパターンに沿ってノズルプレート４５から金属ペースト４３が上方に射出されて基板Ｗの表面に付着して金属配線のパターン形成がなされる。
【０１１３】
第２実施形態においても、射出孔４６の加工精度、汚れ、および、金属ペースト４３の充填方向などの影響により、射出孔４６からの射出角度に個体差が生じ、その結果射出孔４６から金属ペースト４３を射出する際に、直上ではなく、ノズルプレート４５の法線方向から傾斜して金属ペースト４３が飛翔することがある。このため、第２実施形態では、以下のようにして金属ペースト４３の射出方向の補正を行っている。
【０１１４】
図１３は、第２実施形態における射出方向の補正手順を示すフローチャートである。まず、上述のような、金属ペーストを射出しての実際のパターン形成処理に先だってノズルプレート４５の複数の射出孔４６ごとに射出方向の傾向を測定する（ステップＳ２１）。すなわち、実処理に先立ってノズルプレート４５の複数の射出孔４６のそれぞれに装填された圧力発生部材４２を加熱して試験的に各射出孔４６から金属ペースト４３を射出し、射出孔４６ごとに金属ペースト４３の射出方向の傾向を予め測定するのである。この測定の際には、基板Ｗを配置する必要は無い。
【０１１５】
ステップＳ２１で測定された射出孔４６ごとの金属ペースト４３の射出方向の傾向は、射出方向情報３４１として制御部３の磁気ディスク３４に格納される（ステップＳ２２）。射出方向情報３４１は、射出孔４６ごとの金属ペースト４３の射出方向の傾向と、ノズルプレート４５におけるその射出孔４６の位置とを対応付けたデータベースである。
【０１１６】
次に、制御部３は、射出方向情報３４１に基づいて、レーザー光照射位置の偏倚方向および偏倚量を算定する（ステップＳ２３）。レーザー光照射位置の偏倚とは、第１実施形態と同様のものであり、レーザー光照射領域における中心位置ＣＬを照射対象射出孔４６の中心ＣＨに対して偏倚させることである。
【０１１７】
レーザー光照射位置の偏倚方向および偏倚量の算定についても概ね第１実施形態と同じである。例えば、射出方向情報３４１において照射対象射出孔４６の射出方向が鉛直上方から図８の矢印ＡＲ８に示す向きに傾くような方向であった場合には、レーザー光照射領域の中心位置ＣＬを照射対象射出孔４６の中心ＣＨから矢印ＡＲ８の向きに偏倚させる。制御部３は、照射対象射出孔４６の射出方向が鉛直上方から傾く向きよりレーザー光照射位置の偏倚方向を求め、当該射出方向が鉛直上方から傾く角度よりレーザー光照射位置の偏倚量を算定する。
【０１１８】
そして、制御部３は、上記の算定結果に基づいて、レーザー光照射領域の中心位置ＣＬが照射対象射出孔４６の中心ＣＨから目標位置ＤＨに偏倚するように射出装置５を制御する。第２実施形態の射出装置５においても、レーザー光照射部６０は照射対象射出孔４６に対してＸ軸方向およびＹ軸方向の２軸に移動される。従って、第１実施形態と同様に、レーザー光照射位置の偏倚方向および偏倚量をＸ軸成分とＹ軸成分とに分解し、Ｘ軸の偏倚を積層体Ｓの位置補正（ステップＳ２４）によって、Ｙ軸の偏倚をレーザー光照射部６０がＹ方向に走査されるときのレーザー光照射のタイミング補正（ステップＳ２５）によって実現するのが好ましい。
【０１１９】
例えば、図８の例では、制御部３は、レーザー光照射領域の中心位置ＣＬが照射対象射出孔４６の中心ＣＨからＸ軸成分ＤＸだけ偏倚するように、支持搬送機構１５０を制御して積層体Ｓを移動させる。また、レーザー光照射部６０はＹ方向に沿って等速で走査されているが、制御部３は、レーザー光照射領域の中心位置ＣＬが照射対象射出孔４６の中心ＣＨからＹ軸成分ＤＹだけ偏倚するように、レーザー光照射のタイミングを補正する。これにより、レーザー光照射領域の中心位置ＣＬが照射対象射出孔４６の中心ＣＨから目標位置ＤＨに偏倚される。
【０１２０】
図１４は、第２実施形態における射出方向の補正を説明する図である。レーザー光照射部６０から基材４１を透過して照射対象射出孔４６に装填された圧力発生部材４２にレーザー光が照射されると、その圧力発生部材４２はレーザー光を吸収して短時間のうちに昇温する。このときに、レーザー光照射領域の中心位置ＣＬは、照射対象射出孔４６の中心ＣＨから目標位置ＤＨに偏倚されている。図７に示したように、レーザー光の強度分布はガウス分布であり、レーザー光照射領域の中心位置ＣＬの強度が最も強い。従って、図１４（ａ）に示すように、照射対象射出孔４６の中心ＣＨからずれた位置（目標位置ＤＨ）を起点にして強い圧力波が発生する。その結果、金属ペースト４３の射出方向がレーザー光照射領域の中心位置ＣＬの偏倚方向とは逆向きに補正される。また、金属ペースト４３の射出角度はレーザー光照射領域の中心位置ＣＬの偏倚量によって規定される。
【０１２１】
レーザー光照射領域の中心位置ＣＬが照射対象射出孔４６の中心ＣＨからＸ軸成分ＤＸおよびＹ軸成分ＤＹだけ偏倚するようにすれば、図１４（ｂ）に示すように、レーザー光照射領域の中心位置ＣＬが照射対象射出孔４６の中心ＣＨと一致していた場合には図中の点線で示すように金属ペースト４３が傾斜して射出されていたのが、図中の実線にて示す如く金属ペースト４３が鉛直方向上方に射出されるように射出方向が補正されるのである。
【０１２２】
但し、レーザー光照射位置の偏倚量の最大値は照射対象射出孔４６の断面である円の半径である。すなわち、レーザー光照射領域における中心位置ＣＬは照射対象射出孔４６の範囲内にて偏倚される。
【０１２３】
第２実施形態の射出装置５は、昇温すると急激に体積膨張する樟脳を含む圧力発生部材４２をレーザー光照射によって加熱し、圧力発生部材４２に急激な体積膨張に起因した圧力を生じさせ、その圧力を利用して射出孔４６に装填された被射出材たる金属ペースト４３を基板Ｗに向けて射出している。昇華性材料である樟脳を加熱したときの急激な体積膨張によって生じた圧力を利用しているため、０．１Ｐａ・ｓ〜１０００Ｐａ・ｓの高粘度材料である金属ペースト４３であっても基板Ｗに向けて射出することができる。
【０１２４】
特に、第２実施形態においては、金属製のノズルプレート４５が使い捨てではなく、繰り返し圧力発生部材４２および金属ペースト４３を装填して再利用されるものである。よって、ノズルプレート４５の複数の射出孔４６ごとに射出方向の傾向を予め測定して射出方向情報３４１として保持しておけば、その射出方向情報３４１に基づいて、第１実施形態と同様に、レーザー光照射領域の中心位置ＣＬを照射対象射出孔４６の中心ＣＨに対して偏倚させ、照射対象射出孔４６の射出方向を補正することができる。その結果、照射対象射出孔４６から金属ペースト４３が鉛直方向上方に向けて正確に射出されることとなり、被射出材としての高粘度材料である金属ペースト４３を基板Ｗに向けて精度良く射出することができる。
【０１２５】
＜変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明はその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記各実施形態においては、照射対象射出孔４６からの金属ペースト４３の射出方向が鉛直方向上方となるように補正していたが、レーザー光照射位置を偏倚させることによって、射出方向を意図的に傾斜させるようにしても良い。
【０１２６】
図１５は、射出方向を傾斜させる例を説明する図である。ここの例では、レーザー光照射領域の中心位置ＣＬが照射対象射出孔４６の中心ＣＨと一致しているときには金属ペースト４３が正確に鉛直方向上方に射出されるものとする。このような照射対象射出孔４６の中心ＣＨからレーザー光照射領域の中心位置ＣＬを偏倚させると、その中心ＣＨからずれた位置の圧力発生部材４２に強い圧力波が発生する。その結果、図１５に示すように、照射対象射出孔４６からの金属ペースト４３の射出方向がノズルプレート４５の法線方向（ここの例では鉛直方向）からレーザー光照射領域の中心位置ＣＬの偏倚方向と逆向きに傾斜されることとなる。金属ペースト４３の射出角度は照射対象射出孔４６の中心ＣＨからのレーザー光照射領域の中心位置ＣＬの偏倚量によって規定される。
【０１２７】
このような、金属ペースト４３の射出方向を意図的に傾斜させる技術は、基板Ｗ上における着弾位置のパターンの規則性を乱したい場合に好適である。また、金属ペースト４３の射出方向を意図的に傾斜させることにより、基板Ｗ上における金属配線のバリエーションを広げ、配線パターンを高解像度化することも可能となる。
【０１２８】
また、上記各実施形態においては、レーザー光照射位置の偏倚方向および偏倚量をＸ軸成分ＤＸとＹ軸成分ＤＹとに分解し、積層体Ｓの位置補正およびレーザー光照射のタイミング補正によってレーザー光照射領域の中心位置ＣＬを所定位置に偏倚させていたが、レーザー光照射位置の偏倚手法はこれに限定されるものではない。例えば、レーザー光照射部６０にレーザー光の照射位置を移動させることができる光学システムを備え、それによってレーザー光照射領域の中心位置ＣＬを照射対象射出孔４６の中心ＣＨから偏倚させるようにしても良い。
【０１２９】
また、第１実施形態において、撮像カメラ８０の撮像結果から積層体Ｓそのものの位置ずれに対する補正を行うようにしても良い。例えば、支持搬送機構５０によって搬送される積層体Ｓ自体が所定の位置よりずれていた場合、撮像カメラ８０の撮像結果からその位置ずれの方向およびずれ量を判別し、それに応じてレーザー光照射位置を偏倚させるようにしても良い。
【０１３０】
また、第１実施形態の撮像カメラ８０を第２実施形態のパターン形成装置１ａに設けるようにしても良い。このようにすれば、射出孔４６ごとの射出方向の傾向を示す射出方向情報３４１に加えて、撮像カメラ８０による撮像結果に基づいて、レーザー光照射領域の中心位置ＣＬを照射対象射出孔４６の中心ＣＨに対して偏倚させることとなるため、より高い精度にて金属ペースト４３の射出方向を補正することができる。
【０１３１】
また、第２実施形態の構造の積層体Ｓおよびそれを支持する支持搬送機構１５０を撮像カメラ８０を備えた第１実施形態に適用しても良い。但し、第１実施形態のような可撓性を有する積層体Ｓについては、ノズルプレート４５を使い捨てることとなるため、これを射出方向の傾向を予め測定しておく第２実施形態に適用することはできない。
【０１３２】
また、上記各実施形態においては、圧力発生部材４２に昇華性材料として樟脳を含ませて圧力発生機能を付与するようにしていたが、他の昇華性材料によって圧力発生部材４２に圧力発生機能を付与するようにしても良い。例えば、圧力発生部材４２に昇華性材料としてドライアイスを含ませるようにしても良い。他の昇華性材料であっても加熱されたときに昇華によって体積膨張を生じるため、上記各実施形態と同様の処理を行うことができる。
【０１３３】
また、圧力発生部材４２は、昇華性材料を含むものに限定されず、加熱により圧力を発生するものであれば良い。例えば、圧力発生部材４２に爆薬を含ませて構成するようにしても良い。また、圧力発生部材４２としてガス吸蔵材料を用いるようにしても良い。
【０１３４】
また、上記各実施形態においては、レーザー光の吸収効率を高めるために圧力発生部材４２にカーボンパウダーを含ませていたが、これに限定されるものではなく、カーボンパウダー以外の黒色の粒子を含ませるようにしても良い。要するに、光を吸収しやすい材料、換言すれば光を反射や透過しにくい材料を圧力発生部材４２に含ませるようにすれば良い。なお、昇華性材料自体が光を吸収しやすい材料、例えば黒色の昇華性材料であれば、カーボンパウダーのような黒色粒子を圧力発生部材４２に含ませなくても良い。
【０１３５】
また、上記各実施形態では、基板ＷをＸ方向に移動させるとともに、レーザー光照射部６０をＹ方向に移動させることによって相対移動を行っていたが、これに限定されるものではなく、レーザー光照射部６０をステージ１０に保持された基板Ｗに対してＸ方向およびＹ方向に相対移動させる種々の構成を採用することができる。例えば、基板Ｗを移動させることなく定位置に保持し、レーザー光照射部６０のみをＸ方向およびＹ方向に移動させるようにしても良い。
【０１３６】
また、金属ペースト４３に代えて被射出材として粘度が０．１Ｐａ・ｓ以上１０００Ｐａ・ｓ以下の接着剤（例えば、エポキシ樹脂系接着剤）を用いるようにしても良い。加熱された圧力発生部材４２の体積膨張に起因した圧力によって接着剤を射出し、例えばセンサと半導体素子との接合部のような微小領域に塗布することができる。本発明に係る技術によれば、そのような微小領域に高価な接着剤を必要量だけ塗布することができ、無駄な接着剤の消費を抑制することが可能となる。
【０１３７】
また、金属ペースト４３に代えて金属粒を射出するようにしても良い。具体的には、上記各実施形態において、金属ペースト４３に代えて複数の金属粒を分散させた高粘度材料を射出孔４６に装填する。金属粒の材質や粒径は特に限定されるものではなく、金属粉末であっても良い。また、高粘度材料は０．１Ｐａ・ｓ〜１０００Ｐａ・ｓの粘度を有しており、例えば接着剤などを用いることができる。パターン形成処理を行うときには、多数の金属粒を含む高粘度材料が複数の射出孔４６に装填された積層体Ｓと基板Ｗとを相対向させて配置する。そして、所定のパターンに沿って圧力発生部材４２が加熱されると体積膨張による圧力が生じ、被射出材である金属粒を含む高粘度材料が射出される。射出された高粘度材料は基板Ｗの表面に付着し、当該表面に金属粒のパターンが形成される。なお、高粘度材料に金属粒を分散させるのに代えて、圧力発生部材４２の層の上に直接金属粒を分散させ、それを射出孔４６から射出するようにしても良い。
【０１３８】
さらに、本発明に係る射出用シートＳから金属ペースト４３を半導体素子のインナーリードに繋がるようなパターンに射出し、その金属ペースト４３によってアウターリードを形成するようにしても良い。すなわち、本発明に係る技術を用いて半導体装置のワイヤーボンディングを行うこともできる。
【産業上の利用可能性】
【０１３９】
本発明は、基板上に各種電気配線のパターン形成を行う技術に好適に適用することができ、特に高粘度材料を用いてパターン形成を行うのに適している。また、本発明は、微細領域への接着剤の塗布や半導体装置のワイヤーボンディングにも好適に適用することができる。
【符号の説明】
【０１４０】
１，１ａ  パターン形成装置
３  制御部
５  射出装置
１０  ステージ
２０  ステージ移動機構
３４  磁気ディスク
４１  基材
４２  圧力発生部材
４３  金属ペースト
４５  ノズルプレート
４６  射出孔
５０，１５０  支持搬送機構
６０  レーザー光照射部
６５  レーザー光走査機構
８０  撮像カメラ
３４１  射出方向情報
Ｓ  積層体
Ｗ  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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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