(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェット式記録ヘッドより所定の流動体を基板上に吐出して任意のパターンを形成するパターン形成方法であって、
前記流動体の吐出前に予め前記基板上に一定の処理を行うステップと、
前記処理をした基板上に前記インクジェット式記録ヘッドより前記流動体を吐出するステップと、
を備え、
前記処理は、前記基板のうち前記パターン形成領域を、前記流動体を吸収する吸収層に表面改質する処理であることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項２】
インクジェット式記録ヘッドより所定の流動体を基板上に吐出して任意のパターンを形成するパターン形成方法であって、
前記インクジェット式記録ヘッドより所定の流動体を基板上に吐出するステップと、
前記流動体が吐出された前記基板に一定の処理を行うステップと、
を備え、
前記処理は、前記パターン形成領域の境界に沿って吐出された前記流動体の境界を整形する処理であることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項３】
前記処理は、前記流動体に化学的作用を及ぼす処理である請求項１または請求項２に記載のパターン形成方法。
【請求項４】
前記処理は、前記流動体に含まれる所定物質の溶解度を低下させ、当該物質を析出させる処理である請求項１または請求項２に記載のパターン形成方法。
【請求項５】
前記処理は、前記流動体に化学反応を生じさせる物質を前記基板に吐出する処理である請求項１または請求項２に記載のパターン形成方法。
【請求項６】
前記処理は、前記流動体に物理的作用を及ぼす処理である請求項１または請求項２に記載のパターン形成方法。
【請求項７】
前記処理は、前記パターン形成領域に沿って吸収体を移動させることにより、過剰な前記流動体を前記吸収体に吸収させる処理である請求項２に記載のパターン形成方法。
【請求項８】
前記処理は、前記流動体に物理化学的作用を及ぼす処理である請求項１または請求項２に記載のパターン形成方法。
【請求項９】
前記処理は、前記基板のうち前記パターン形成領域の周囲を前記流動体に対し非親和性に表面改質する処理である請求項１に記載のパターン形成方法。
【請求項１０】
前記処理は、前記基板のうち前記パターン形成領域を前記流動体に対し親和性に表面改質する処理である請求項１に記載のパターン形成方法。
【請求項１１】
前記処理は、前記パターン形成領域の周囲に前記流動体が流出することを防止するためのバンクを形成する処理であって、
前記パターンの形成後当該バンクを除去する工程をさらに備える請求項１に記載のパターン形成方法。
【請求項１２】
前記処理は、既に前記流動体が吐出されている前記パターン領域に沿ってさらに同一の流動体を吐出する処理である請求項２に記載のパターン形成方法。
【請求項１３】
所定の流動体により基板上に任意のパターンを形成するための基板製造装置であって、
前記流動体を前記基板上に吐出可能に構成されたインクジェット式記録ヘッドと、
前記基板上に一定の処理を行う処理手段と、
前記インクジェット式記録ヘッドおよび前記処理手段と前記基板との相対位置を変更可能に構成される駆動手段と、
前記インクジェット式記録ヘッドからの前記流動体の吐出、前記処理手段による前記処理並びに前記駆動手段による駆動を制御する制御手段と、
を備え、
前記処理手段は、前記基板のうち前記パターン形成領域を、前記流動体を吸収する吸収層に表面改質することが可能に構成され、
前記制御手段は、前記処理手段による処理を前記インクジェット式記録ヘッドからの流動体の吐出に先行して行わせることが可能に構成された基板製造装置。
【請求項１４】
所定の流動体により基板上に任意のパターンを形成するための基板製造装置であって、
前記流動体を前記基板上に吐出可能に構成されたインクジェット式記録ヘッドと、
前記基板上に一定の処理を行う処理手段と、
前記インクジェット式記録ヘッドおよび前記処理手段と前記基板との相対位置を変更可能に構成される駆動手段と、
前記インクジェット式記録ヘッドからの前記流動体の吐出、前記処理手段による前記処理並びに前記駆動手段による駆動を制御する制御手段と、
を備え、
前記処理手段は、前記パターン形成領域の境界に沿って吐出された前記流動体の境界を整形可能に構成され、
前記制御手段は、前記インクジェット式記録ヘッドからの流動体の吐出を処理手段による処理に先行して行わせることが可能に構成された基板製造装置。
【請求項１５】
前記処理手段は、前記流動体に化学的作用を及ぼすことが可能に構成される請求項１３または請求項１４に記載の基板製造装置。
【請求項１６】
前記処理手段は、前記流動体に含まれる所定物質の溶解度を低下させ、当該物質を析出させることが可能に構成される請求項１３または請求項１４に記載の基板製造装置。
【請求項１７】
前記処理手段は、前記流動体に化学反応を生じさせる物質を前記基板に吐出することが可能に構成される請求項１３または請求項１４に記載の基板製造装置。
【請求項１８】
前記処理手段は、前記流動体に物理的作用を及ぼすことが可能に構成される請求項１３または請求項１４に記載の基板製造装置。
【請求項１９】
前記処理手段は吸収体を備え、前記制御手段は前記パターン形成領域に沿って前記吸収体を相対的に移動させることにより、過剰な前記流動体を前記吸収体に吸収させる請求項１４に記載の基板製造装置。
【請求項２０】
前記処理手段は、前記流動体に物理化学的作用を及ぼすことが可能に構成される請求項１３または請求項１４に記載の基板製造装置。
【請求項２１】
前記処理手段は、前記基板のうち前記パターン形成領域の周囲を前記流動体に対し非親和性に表面改質することが可能に構成される請求項１３に記載の基板製造装置。
【請求項２２】
前記処理手段は、前記基板のうち前記パターン形成領域を前記流動体に対し親和性に表面改質することが可能に構成される請求項１３に記載の基板製造装置。
【請求項２３】
前記処理手段は、前記パターン形成領域の周囲に前記流動体が流出することを防止するためのバンクを形成可能に構成され、
当該製造装置は、前記パターンの形成後当該バンクを除去する手段をさらに備える請求項１３に記載の基板製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェット式記録ヘッドの工業的応用に係り、特にインクジェット方式によって任意のパターンを形成するための製造技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体プロセス等で用いる基板はシリコン等で構成されている。従来、当該シリコン基板から集積回路等を製造するために、リソグラフィー法等が使用されていた。
【０００３】
このリソグラフィー法は、シリコンウェハ上にレジストと呼ばれる感光材を薄く塗布し、ガラス乾板に写真製版で作成した集積回路パターンを光で焼き付けて転写する点である。転写されたレジストパターンにイオン等を打ち込んで、配線パターンや素子を形成していくものであった。
【０００４】
上記リソグラフィー法を用いるには、写真製版、レジスト塗布、露光、現像等の工程を必要としていたため、設備の整った半導体工場等でなければ微細パターンの作成ができなかった。このため微細パターンの形成は、複雑な工程管理とコストを要するのが常識であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、超ＬＳＩほどの微細パターンまではいかなくても、μｍのオーダーのパターンを簡単に、しかも安価にかつ工場等の設備を用いることなく、製造することができるものとすれば、工業的に無限の需要が考えられる。
【０００６】
ところで、出願人は用紙に印字する技術としてインクジェット方式に技術的蓄積がある。インクジェット方式ではインクを吐出させるためにインクジェット式記録ヘッドを使用する。このヘッドはインクをノズル穴から吐出可能に構成され、ノズル穴からインクを用紙上に吐出することによって印字を行うものであった。いままでインクジェット方式の応用は主として印字を目的とするプリンタに用いられてきた。
【０００７】
インクジェット式記録ヘッドは粘性が低い流動体であれば任意の流動体を吐出可能である。しかもこのインクジェット式記録ヘッドの解像度は、例えば４００ｂｐｉと微細である。このためインクジェット式記録ヘッドの個々のノズル穴から工業的用途に使える流動体を吐出できれば、μｍオーダーの幅で任意のパターンが形成できると考えられる。インクジェット方式によれば、工場のような設備を必要としない。
【０００８】
しかし流動体によるパターン形成には流動体をパターンとして定着させるための関連処理が必要になるため、インクジェット式記録ヘッドから流動体を吐出可能に構成するのみではパターンを形成することができない。例えば、基板にパターンを定着させるためには、流動体から工業材料を出現させるための化学的処理、パターンの形を整えるための物理的処理、あるいはパターン形成領域にパターン材料を正しく定着させるための物理化学的処理が必要になる。
【０００９】
ただし流動体に対して処理をするとはいって、大がかりな製造装置を使用するのでは、手軽にパターンを形成することを目的としたインクジェット方式による基板製造の利点が生かせない。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そこで、本願発明者はインクジェット方式によってパターン形成を行うにあたり、インクジェット式記録ヘッドの前後またはヘッドから吐出された瞬間に、パターン形成に必要な処理を完遂させる技術を考案した。
【００１１】
すなわち本発明の第１の課題は、基板上に流動体が吐出される前に処理可能とすることによりパターンを形成可能とする方法およびその製造装置を提供することである。
【００１２】
本発明の第２の課題は、基板上に流動体が吐出された後に処理可能とすることによりパターンを形成可能とする方法およびその製造装置を提供することである。
【００１３】
本発明の第３の課題は、流動体が吐出された瞬間に処理可能とすることによりパターンを形成可能とする方法およびその製造装置を提供することである。
【００１４】
上記第１の課題を解決する発明は、インクジェット式記録ヘッドより所定の流動体を基板上に吐出して任意のパターンを形成するパターン形成方法であって、前記流動体の吐出前に予め前記基板上に一定の処理を行うステップと、前記処理をした基板上に前記インクジェット式記録ヘッドより前記流動体を吐出するステップと、を備える。
【００１５】
ここで、流動体とはインクのみならず工業的用途に用いることができ、ノズルから吐出可能な粘度を備えた媒体をいう。水性であると油性であるとを問わない。ノズル等から吐出可能な流動性（粘度）を備えていれば十分で、個体物質が混入していても全体として流動体であればよい。インクジェット式記録ヘッドは、圧電体素子の体積変化により流動体を吐出させる方式であっても、熱の印加により急激に蒸気が発生することにより流動体を吐出させる方式であってもよい。一定の処理とは、化学的処理でも、物理的処理でも、物理化学的処理でもよい。これら定義は以下同様に用いる。
【００１６】
上記第２の課題を解決する発明は、インクジェット式記録ヘッドより所定の流動体を基板上に吐出して任意のパターンを形成するパターン形成方法であって、インクジェット式記録ヘッドより所定の流動体を基板上に吐出するステップと、流動体が吐出された基板に一定の処理を行うステップと、を備える。
【００１７】
上記第３の課題を解決する発明は、インクジェット式記録ヘッドより所定の流動体を基板上に吐出して任意のパターンを形成するパターン形成方法であって、インクジェット式記録ヘッドより所定の流動体を吐出するステップと、インクジェット式記録ヘッドより吐出された流動体が基板に到達する前までに、当該吐出された流動体の液滴に一定の処理を行うステップと、を備える。
【００１８】
例えば上記処理は、流動体に化学的作用を及ぼす処理である。化学的作用とは、物質に析出や化学反応等をいう。例えばこの処理は、流動体に含まれる所定物質の溶解度を低下させ、当該物質を析出させる処理である。この処理は、例えば熱風吹き付け、レーザ照射、ランプ照射、減圧、雰囲気変化（温度およびミスト）を基板または流動体に与えることにより得られるものである。またこの処理は、流動体に化学反応を生じさせる物質を基板に吐出する処理である。またこの処理は、液滴にエネルギーを供給し、当該流動体の濃度を上昇させる処理である。さらにこの処理は、液滴にエネルギーを供給し、当該液滴の軌道を曲げる処理である。
【００１９】
例えば上記処理は、流動体に物理的作用を及ぼす処理である。物理的作用とは、流動体に力学的、電気学的、磁気学的な影響を及ぼすことをいう。この処理は、例えば、パターン形成領域の境界に沿って吐出された流動体の境界を整形する処理である。またこの処理は、パターン形成領域に沿って吸収体を移動させることにより、過剰な流動体を吸収体に吸収させる処理である。
【００２０】
例えば上記処理は、流動体に物理化学的作用を及ぼす処理である。物理化学的処理とは、物理的作用と化学的作用の相互から流動体の挙動に影響を与えることをいう。この処理は、例えば基板のうちパターン形成領域の周囲を流動体に対し非親和性に表面改質する処理である。またこの処理は、基板のうちパターン形成領域を流動体に対し親和性に表面改質する処理である。ここで非親和性とは、流動体に対する相対的に接触角が大きい性質をいう。親和性とは、流動体に対する接触角が相対的に小さいことをいう。これらの表現は、流動体に対する膜の挙動を明らかにするために、親和性と対比して用いられるものである。この処理は、基板のうちパターン形成領域を、流動体を吸収する吸収層に表面改質する処理である。さらにこの処理は、パターン形成領域の周囲に流動体が流出することを防止するためのバンクを形成する処理であり、パターンの形成後当該バンクを除去する工程をさらに備える。さらにまたこの処理は、既に流動体が吐出されているパターン領域に沿ってさらに同一の流動体を吐出する処理である。さらにまたこの処理は、流動体に化学反応を生じさせる物質を、液滴に作用させる処理である。また、この処理は、液滴の属性を検出する処理であって、検出された液滴の属性に基づいて、インクジェット式記録ヘッドからの液滴の吐出を制御するステップをさらに備える。
【００２１】
本発明は、所定の流動体により基板上に任意のパターンを形成するための基板製造装置であって、流動体を基板上に吐出可能に構成されたインクジェット式記録ヘッドと、基板上に一定の処理を行う処理手段と、インクジェット式記録ヘッドおよび処理手段と基板との相対位置を変更可能に構成される駆動手段と、インクジェット式記録ヘッドからの流動体の吐出、処理手段による処理および駆動手段による駆動を制御する制御手段と、を備える。そして制御手段は、処理手段による処理をインクジェット式記録ヘッドからの流動体の吐出に先行して行わせることが可能に構成される。
【００２２】
また本発明は、所定の流動体により基板上に任意のパターンを形成するための基板製造装置であって、流動体を基板上に吐出可能に構成されたインクジェット式記録ヘッドと、基板上に一定の処理を行う処理手段と、インクジェット式記録ヘッドおよび処理手段と基板との相対位置を変更可能に構成される駆動手段と、インクジェット式記録ヘッドからの流動体の吐出、処理手段による処理および駆動手段による駆動を制御する制御手段と、を備える。そして制御手段は、インクジェット式記録ヘッドからの流動体の吐出を処理手段による処理に先行して行わせることが可能に構成される。
【００２３】
本発明は、所定の流動体により基板上に任意のパターンを形成するための基板製造装置であって、流動体を基板上に吐出可能に構成されたインクジェット式記録ヘッドと、インクジェット式記録ヘッドから吐出された流動体の液滴が基板に到達する前に当該液滴に一定の処理を行う処理手段と、インクジェット式記録ヘッドおよび処理手段と基板との相対位置を変更可能に構成される駆動手段と、インクジェット式記録ヘッドからの流動体の吐出、処理手段による処理および駆動手段による駆動を制御する制御手段と、を備える。
【００２４】
例えば上記処理手段は、流動体に化学的作用を及ぼすことが可能に構成される。
【００２５】
また処理手段は、流動体に含まれる所定物質の溶解度を低下させ、当該物質を析出させることが可能に構成される。
【００２６】
さらに処理手段は、流動体に化学反応を生じさせる物質を基板に吐出することが可能に構成される。
【００２７】
さらにまた処理手段は、流動体に物理的作用を及ぼすことが可能に構成される。
【００２８】
また理手段は、パターン形成領域の境界に沿って吐出された流動体の境界を整形可能に構成される。
【００２９】
さらに処理手段は吸収体を備え、制御手段はパターン形成領域に沿って吸収体を相対的に移動させることにより、過剰な流動体を吸収体に吸収させる。
【００３０】
さらにまた処理手段は、流動体に物理化学的作用を及ぼすことが可能に構成される。
【００３１】
また処理手段は、基板のうちパターン形成領域の周囲を流動体に対し非親和性に表面改質することが可能に構成される。非親和性とは、流動体に対する相対的に接触角が大きい性質をいう。この表現は、流動体に対する膜の挙動を明らかにするために、親和性と対比して用いられるものである。
【００３２】
さらに処理手段は、基板のうちパターン形成領域を流動体に対し親和性に表面改質することが可能に構成される。ここで、親和性とは、流動体に対する接触角が相対的に小さいことをいう。
【００３３】
さらに処理手段は、基板のうちパターン形成領域を、流動体を吸収する吸収層に表面改質することが可能に構成される。
【００３４】
さらにまた処理手段は、パターン形成領域の周囲に流動体が流出することを防止するためのバンクを形成可能に構成され、当該製造装置は、パターンの形成後当該バンクを除去する手段をさらに備える。
【００３５】
本発明は、所定の流動体により基板上に任意のパターンを形成するための基板製造装置であって、流動体を基板上に吐出可能に構成されたインクジェット式記録ヘッドと、インクジェット式記録ヘッドと基板上との相対位置を変更可能に構成される駆動手段と、インクジェット式記録ヘッドからの流動体の吐出および駆動手段による駆動を制御する制御手段と、を備える。そして制御手段は、既に流動体が吐出されているパターン領域に沿ってインクジェット式記録ヘッドからさらに同一の流動体を吐出する。
【００３６】
例えば処理手段は、液滴にエネルギーを供給し、当該流動体の濃度を上昇させることが可能に構成される。
【００３７】
また処理手段は、液滴にエネルギーを供給し、当該液滴の軌道を曲げることが可能に構成される。
【００３８】
さらに処理手段は、流動体に化学反応を生じさせる物質を、液滴に供給可能に構成される。
【００３９】
さらにまた処理手段は、液滴の属性を検出する可能に構成され、制御手段は、処理手段により検出された液滴の属性に基づいて、インクジェット式記録ヘッドからの液滴の吐出および駆動手段による駆動を制御する。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して説明する。
【００４１】
（共通構成）
図１に以下の各実施形態で用いる基板製造装置の共通部分の概念構成図を示す。図１に示すように、本基板製造装置１００は、インクジェット式記録ヘッド２、処理装置３、駆動機構４および制御回路５を備えている。以下の各実施形態では、処理装置３の配置と処理内容がそれぞれ異なり、残りの構成は各実施形態にほぼ共通して使用される。
【００４２】
インクジェット式記録ヘッド２には、流動体１０が入れられたインクタンク２６がパイプ２７を介して流動体１０を供給可能に接続されている。流動体１０としては、インクジェット式記録ヘッドから吐出可能な流動性を呈するものならば、親水性であると非親水性であるとを問わずあらゆるものが適用可能である。構成物全部が液状でなくともよい。例えば導電性を示す金属を微粒子として溶剤中に混入させたものでもよい。
【００４３】
まずインクジェット式記録ヘッドの構造を説明する。図１８はインクジェット式記録ヘッド２の分解斜視図である。インクジェット式記録ヘッド２は、一般的なインクジェット式記録ヘッドとして任意の流動体を吐出可能に構成されていれば十分である。図１８のインクジェット式記録ヘッド２では、ノズル２１１の設けられたノズルプレート２１、および振動板２３の設けられた圧力室基板２２を、筐体２５に嵌め込んで構成される。圧力室基板２２は、例えばシリコンをエッチングして形成され、キャビティ（圧力室）２２１、側壁２２２およびリザーバ２２３等が形成されている。
【００４４】
図１９にノズルプレート２１、圧力室基板２２および振動板２３を積層して構成されるインクジェット式記録ヘッド２の主要部構造の斜視図一部断面図を示す。同図に示すように、インクジェット式記録ヘッド２の主要部は、圧力室基板２２をノズルプレート２１と振動板２３で挟み込んだ構造を備える。ノズルプレート２１は、圧力室基板２２と貼り合わせられたときにキャビティ２２１に対応する位置に配置されるように、ノズル穴２１１が形成されている。圧力室基板２２には、シリコン単結晶基板等をエッチングすることにより、各々が圧力室として機能可能にキャビティ２２１が複数設けられる。キャビティ２２１間は側壁２２２で分離されている。各キャビティ２２１は、供給口２２４を介して共通の流路であるリザーバ２２３に繋がっている。振動板２３は、例えば熱酸化膜等により構成される。振動板２３上のキャビティ２２１に相当する位置には、圧電体素子２４が形成されている。また、振動板２３にはインクタンク口２３１が設けられ、タンク２６から任意の流動体１０を供給可能に構成されている。圧電体素子２４は、例えばＰＺＴ素子等を上部電極および下部電極（図示せず）とで挟んだ構造を備える。圧電体素子２４は、制御回路５から供給される制御信号Ｓｈに対応して体積変化を生ずることが可能に構成されている。
【００４５】
なお上記インクジェット式記録ヘッドは圧電体素子に体積変化を生じさせて流動体を吐出させる構成であったが、発熱体により流動体に熱を加えその膨張によって液滴を吐出させるようなヘッド構成であってもよい。
【００４６】
処理装置３は、基板１に対して所定の処理を施すことが可能に構成されている。処理装置３は制御回路５から供給される制御信号Ｓpに対応して処理を行う。処理装置３の機能、構造に関しては、以下の各実施形態で明らかにする。
【００４７】
駆動機構４は、モータＭ１、モータＭ２および図示しない機構構造を備えており、インクジェット式記録ヘッド２および処理装置３をともに、Ｘ軸方向（図１の横方向）およびＹ軸方向（図１の奥行き方向）に搬送可能に構成されている。モータＭ１は駆動信号Ｓxに応じてインクジェット式記録ヘッド２および処理装置３をＸ軸方向に搬送可能に構成される。モータＭ２は駆動信号Ｓyに応じてインクジェット式記録ヘッド２および処理装置をＹ軸方向に搬送可能に構成される。
【００４８】
なお、駆動機構４は基板１に対するインクジェット式記録ヘッド２および処理装置３の位置を相対的に変化可能な構成を備えていれば十分である。このため上記構成の他に、基板１がインクジェット式記録ヘッド２や処理装置３に対して動くものであっても、インクジェット式記録ヘッド２および処理装置３と、基板１とがともに動くものであってもよい。また、処理の形態によっては処理装置３がインクジェット式記録ヘッド２とともに搬送される必要はなく、処理装置３が別個に搬送されても、静止しているものであってもよい。
【００４９】
図２１を参照してインクジェット式記録ヘッド２の吐出原理を示す。同図は図２０のＡ−Ａの線における断面図である。流動体１０は、タンク２６から、振動板２３に設けられたインクタンク口２３１を介してリザーバ２２３内に供給される。流動体１０は、このリザーバ２２３から供給口２２４を通して各キャビティ２２１に流入する。圧電体素子２４は、その上部電極と下部電極との間に電圧を加えるとその体積が変化する。この体積変化が振動板２３を変形させ、キャビティ２１の体積を変化させる。
【００５０】
制御信号Ｓhが供給されず、電圧を加えない状態では振動板２３の変形がない。制御信号Ｓhが供給され電圧が加えられると、同図の破線で示す位置まで振動板２３ｂや変形後２４ｂの圧電素子が変形する。キャビティ２１内の体積が変化すると、キャビティ２１に満たされた流動体１０の圧力が高まる。ノズル穴２１１には流動体１２が供給され、液滴１１が吐出される。
【００５１】
（配置の態様）
図２乃至図４を参照して本発明の基本的な処理の配置をそれぞれ説明する。本発明はインクジェット式記録ヘッドから吐出された流動体に行う処理装置の配置を３つに区別して考える。
【００５２】
図２はインクジェット式記録ヘッドから流動体を吐出する前に基板に対して処理を行う第１の配置の概念図である。同図に示すように、インクジェット式記録ヘッド２および処理装置３は矢印搬送方向に相対的に搬送される。第１の配置の場合、処理装置３は進行方向に対してインクジェット式記録ヘッド２より前に配置される。そして基板１に対しインクジェット式記録ヘッド２から流動体の液滴１１が吐出される前に基板１に対して所定の処理７を行うものである。処理の詳細は以下の実施形態で説明する。
【００５３】
図３はインクジェット式記録ヘッドから流動体を吐出した後に流動体または基板に対して処理を行う第２の配置の概念図である。同図に示すように、インクジェット式記録ヘッド２および処理装置３は矢印搬送方向に相対的に搬送される。第２の配置の場合、処理装置３は進行方向に対してインクジェット式記録ヘッド２より後に配置される。そしてインクジェット式記録ヘッド２から基板１に対し流動体の液滴１１が吐出された後に基板１に対して所定の処理７を行うものである。処理の詳細は以下の実施形態で説明する。
【００５４】
図４はインクジェット式記録ヘッドから吐出された流動体の液滴に直接処理を行う第３の配置の概念図である。第３の配置の場合、処理装置３はインクジェット式記録ヘッド２から吐出された液滴１１に対して直接処理可能に配置される。そしてインクジェット式記録ヘッド２から吐出された流動体の液滴１１が基板１に到達する前に、当該液滴１１に対して所定の処理７を行うものである。処理の詳細は以下の実施形態で説明する。
【００５５】
（実施形態１）
本発明の実施形態１は化学的作用（溶解度低下）を流動体に及ぼす処理に関し、主に上記第１の配置および第２の配置において用いられる。
【００５６】
図５に本実施形態１の処理概念を説明する側面図を示す。本実施形態１の処理装置３０１は、流動体１１が吐出される前の基板１に対して、流動体に混入している物質の溶解度を低下させ、その固形分を析出させる処理７０１を適用可能に構成されている。このような処理として、熱風の吹き付け、レーザ照射、ランプ照射等を行って流動体の溶媒成分を蒸発させるといった処理が考えられる。同図は第１の配置に適用した構成を示すが、第２の配置に適用した場合には処理装置３０１がインクジェット式記録ヘッド２の進行方向後方に配置される。
【００５７】
熱風の吹き付けを行う場合、処理装置３０１は空気を吹き付けるコンプレッサおよび空気を熱するヒータ等を備える。レーザ照射を行う場合には、所定の波長のレーザ光を照射するレーザ発光用ダイオード、レーザ光を集光するためのレンズ群およびレンズ群を駆動して適正にレーザ光を基板上に集光するためのアクチュエータ装置等を備える。ランプ照射を行う場合は、キセノンランプ等の高エネルギーを放射可能なランプ、リフレクタ、レンズ群等を備える。
【００５８】
前処理を行う第１の配置で上記処理装置３０１を用いる際、上記処理を流動体の液滴１１が吐出される直前の基板１に対して行う。基板に着弾した液滴は、すでに基板１が熱せられているので、着弾直後から溶媒成分が蒸発し、流動体が濃縮される結果として、固形分が残留あるいは溶解物が析出するようになる。例えば流動体が溶媒中に金属の微粒子を含んだものであれば、熱の影響で溶媒成分のみが蒸発し、金属微粒子を導電性のパターンとして基板上に残留させることができる。
【００５９】
後処理を行う第２の配置で上記処理装置３０１を用いる際、既に基板上に吐出された流動体の液滴に対して上記処理を行う。同様の作用により溶解物を析出させることができる。
【００６０】
なお、上記処理の他に、局所的に減圧させたり雰囲気を変更可能に構成してもよい。このように構成すれば、流動体に対する溶解物の溶解度を低下させ、結果として溶解物を析出させることが可能となる。また基板全体を熱する等の措置も本実施形態の一変形例に加えられる。このためには基板１の載置台にヒータ装置等を設けることになる。
【００６１】
上記のように本実施形態１によれば、エネルギーを加えることにより流動体から固形物質を残留あるいは析出させることができ、パターン形成が容易に行える。また処理装置によって局所的に加熱するのみで済むので、加熱設備が小さくて済み、消費エネルギーを低く抑えることができる。
【００６２】
（実施形態２）
本発明の実施形態３は化学的作用（化学反応）を流動体に及ぼす処理に関し、主に上記第１の配置および第２の配置において用いられる。
【００６３】
図６に本実施形態２の処理概念を説明する側面図を示す。本実施形態２の処理装置３０２は、流動体１１が吐出される前の基板１に対して、流動体に対し化学反応や分散系の破壊をもたらす反応液７０２を吐出可能に構成されている。処理装置３０２としてはインクジェット式記録ヘッド２と同様な構成を用いることが好ましい。流動体の液滴１１とほぼ同量の反応液を制御しながら吐出させることができるからである。同図は第１の配置に適用した場合の構成を示すが、第２の配置に適用した場合には処理装置３０２がインクジェット式記録ヘッド２の進行方向後方に配置される。
【００６４】
分散系の破壊をもたらす処理として、流動体の液滴１１がスチレン−アクリル樹脂により分散した有機顔料を主成分とする場合に、反応液７０２として硝酸マグネシウム水溶液を吐出する場合が挙げられる。また化学反応をもたらす処理として、流動体の液滴１１がエポキシ樹脂を主成分とする場合に、反応液７０２としてアミン類を吐出する場合が挙げられる。
【００６５】
前処理を行う第１の配置で上記処理装置３０２を用いる際、流動体の液滴１１が吐出される前のパターン形成領域に対して上記反応液７０２を吐出する。反応液７０２が吐出されたパターン形成領域上に液滴１１が着弾すると、分散系の破壊あるいは化学反応が生じ、固形物質１３が析出する。例えば液滴１１が金属塩を含む場合、この塩と反応可能な反応液７０２を用いることにより、導電性のある金属パターンを形成できる。
【００６６】
後処理を行う第２の配置で上記処理装置３を用いる際、既に基板上に吐出された流動体の液滴１１に対して反応液７０２を吐出する。同様の作用により固形物質１３を生成させることができる。
【００６７】
なお上記実施形態ではインクジェット式記録ヘッドを２個使用したが、さらに複雑な反応を生じさせるためには、他の反応液を吐出可能なヘッドを増やしていけばよい。
【００６８】
上記したように実施形態２によれば、反応液により分散系の破壊や化学反応を生じさせるので、インクジェット式記録ヘッドを複数装備するだけでパターンを形成できる。特に同様な構成のヘッドを複数設け、そこから吐出させる物質のみを変えればよいので、製造装置の設計が容易である。
【００６９】
（実施形態３）
本発明の実施形態３は物理化学的作用として基板の親和性を改善する処理に関し、主に上記第１の配置において用いられる。
【００７０】
図７に本実施形態３の処理概念を説明する平面図を示す。本実施形態４の処理装置３０３は、流動体１１が吐出される前の基板１のパターン形成領域を、流動体に対し親和性を備えるように表面改質可能に構成されている。
【００７１】
親和性を備えるように表面改質する処理としては、流動体が極性分子を含む場合（水分を含む場合等）は、シランカップリング剤を塗布する方法、酸化アルミニウムやシリカ等の多孔質膜を形成する方法、アルゴン等で逆スパッタをかける方法、コロナ放電処理、プラズマ処理、紫外線照射処理、オゾン処理、脱脂処理等、公知の種々の方法を適用する。流動体が極性分子を含まない場合には、パラフィン等を塗布する方法、ガスプラズマ処理、カップリング処理等がある。
【００７２】
シランカップリング剤を用いる場合には、処理装置３０３は、無機質と反応しやすいアルコキシ基やハロゲンなどの加水分解性の置換基と有機質と反応しやすいビニル基、エポキシ基、アミノ基等とをともに持つ有機ケイ素化合物（シランカップリング剤）を塗布可能に構成される。塗布方法としては、インクジェット式記録ヘッドからの材料吐出やボールペン類似の塗布機構による直接塗布が考えられる。多孔質膜を形成する場合には、処理装置３０３は多孔質材料、例えばＡｌ2Ｏ3やシリカを塗布可能に構成される。塗布方法は上記と同様である。逆スパッタをかける方法の場合には、処理装置３０３としてスパッタリング装置を適用する。すなわちカソード、基板をアノードにする電極、アルゴン雰囲気調整機構および電源等を備える。逆スパッタ処理により、基板の表面が活性化され、親水性の置換基に置き換わり、基板表面が改質される。コロナ放電を行う場合には処理装置３０３として高電圧放電用電極を備え、基板１に接地電圧を印加可能に構成する。基板表面に高電圧が局所的に印加されることにより基板の有機分子の一部が親水性のある基に置き換わり表面改質される。プラズマ処理をするには、処理装置３０３として気体放電で生じたプラズマを噴出可能に構成する。紫外線を照射する場合には、処理装置３０３として紫外線照射用ランプを備える。オゾン処理を行う場合は、処理装置３０３としてオゾンの流通する雰囲気下で所定の電圧を印加し、活性化したオゾンを基板に放出可能に構成する。脱脂処理を行う場合には、処理装置３０３として、基板上に過マンガン酸、クロム酸、硫酸、硝酸等の強アルカリを供給可能に構成する。パラフィン等を塗布する場合には、処理装置３０３にボールペン類似の塗布機構を使用し、パターン形成領域の両辺を中心とする領域に溶解したパラフィン等を塗布する。
【００７３】
上記処理装置３０３を備えたので、シランカップリング剤を塗布した場合には、パターン形成領域７０３に塗布されたシランカップリング剤が基板材料と密着し、一方で水に対して濡れ易い基が表面に露出する。多孔質膜を形成した場合には、パターン形成領域７０３に形成された酸化アルミやシリカ等の膜が多孔質であるため流動体を含み易くなる。逆スパッタを行った場合にはパターン形成領域の表面温度が上昇し膜の付着力を向上させたり親水性膜に変えたりできる。コロナ放電を行った場合には、基板表面にＯＨ基やＣＯＯＨ基が生成するため親水性を備えるようになる。プラズマ処理を行った場合、基板表面の高分子の未反応基と架橋層を生ずる。未反応基は容易に酸化され、ＯＨ基やＣ=Ｏ基、ＣＨＯ基、ＣＯＯＨ基等が発生し親水性を備えるようになる。ポリエステルやポリプロピレンを使用した基板等に紫外線照射を行った場合、ＯＨ基やＣＯＯＨ基を生成して親水性を備える。ＡＢＳやポリプロピレン等にオゾン処理を行った場合には、表面の親和性が改善される。脱脂処理を行った場合には、基板表面が酸化され親水性の基に置換され親水性を示すようになる。パラフィン等の塗布処理を行った場合には、塗布された領域が非極性分子に対し親和性を示すようになるため、流動体が非極性分子である場合に濡れ易くなる。
【００７４】
上記実施形態３によれば、インクジェット式記録ヘッド２からの流動体の吐出に先行して表面改質されたパターン形成領域７０３に親和性を示す膜が形成されるので、パターン形成領域に着弾した液滴１２が広がり過ぎたり分離したりするおそれが少なくなる。
【００７５】
（実施形態４）
本発明の実施形態４は物理化学的作用としてパターンの両側に非親和性領域を設ける処理に関し、主に上記第１の配置において用いられる。
【００７６】
図８に本実施形態４の処理概念を説明する平面図を示す。本実施形態４の処理装置３０４は、基板１のパターン形成領域外側の領域に流動体に対し非親和性を示す膜７０４を形成可能に構成されている。
【００７７】
非親和性を示す膜を形成する処理としては、流動体が極性分子を含む場合には上記したパラフィン等を塗布する方法等が挙げられる。流動体が極性分子を含まない場合には、上記実施形態３で説明したシランカップリング剤を塗布する方法、酸化アルミニウムやシリカ等の多孔質膜を形成する方法、アルゴン等で逆スパッタをかける方法、コロナ放電処理、プラズマ処理、紫外線照射処理、オゾン処理、脱脂処理等、公知の種々の方法を適用する。
【００７８】
非極性分子に対し非親和性を示す膜や、極性分子に対し親和性を示す膜の形成方法については上記実施形態３と同様なので説明を省略する。
【００７９】
上記したように実施形態４によれば、インクジェット式記録ヘッド２からの流動体の吐出に先行してパターン形成領域の両側に流動体に対し非親和性を示す膜７０４が形成されるので、パターン形成領域からはみ出た流動体は非親和性膜７０４ではじかれるため、流動体をパターン形成領域に収めることができる。
【００８０】
（実施形態５）
本発明の実施形態５は物理化学的作用としてパターン形成領域を、流動体を吸収可能に形成に形成する処理に関し、主に上記第１の配置において用いられる。
【００８１】
図９に本実施形態５の処理概念を説明する側面図を示す。本実施形態５の処理装置３０５は、基板１のパターン形成領域に流動体を吸収する吸収層７０５を形成可能に構成されている。
【００８２】
吸収層７０５としては、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリ酢酸ビニル等を適用することが可能である。ポリビニルアルコールの塗布するために、処理装置３０５はボールペン類似の塗布機構を備えることが考えられる。
【００８３】
上記構成において、処理装置３０５が流動体の吐出に先行して吸収層７０５を形成し、形成された吸収層７０５の上にインクジェット式記録ヘッド２から流動体の液滴１１が吐出される。吐出された流動体の液滴１１のうち一部は吸収層７０５に吸収されて層１４内に流動体が定着する。このため吸収層を形成した領域にパターンが形成されることになる。
【００８４】
本実施形態５によれば、インクジェット式記録ヘッド２からの流動体の吐出に先行して処理装置３０５が吸収層を形成するので、吸収層の通りにパターン形成が行え、過剰な流動体を吸収層に吸収させることができる。
【００８５】
（実施形態６）
本発明の実施形態６は物理化学的作用としてパターン形成領域の境界付近に流動体の流出を抑えるバンク（土手状のもの）を形成する処理に関し、主に上記第１の配置において用いられる。
【００８６】
図１０に本実施形態６の処理概念を説明する平面図を示す。本実施形態６の処理装置３０６は、基板１のパターン形成領域の境界付近に流動体の流出を防止するバンク７０６を複数形成可能に構成されている。処理装置３０６としては、バンクの材料を一定の高さで形成する必要があるため、ボールペン類似の塗布機構を複数用いる。各塗布機構はパターン形成領域の幅方向にその幅だけ離れて配置される。バンク７０６の材料としては、ポリイミド、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等が考えられる。
【００８７】
上記構成において処理装置３０６は流動体の吐出に先行してバンク７０６を形成していく。バンクの形成後にパターン形成領域に流動体の液滴１１が吐出されるとバンク７０６が存在するためにバンク外に流動体が流出していくことはない。流動体は二つのバンクに囲まれたパターン形成領域内で固化する。
【００８８】
なお、流動体が固化した後にバンク７０６を取り除く工程を設けることは好ましい。流動体がパターンとして定着すればバンクは不要になるからである。バンクの除去にはプラズマアッシング、エッチング等の方法を用いる。
【００８９】
本実施形態６によれば、インクジェット式記録ヘッドからの流動体の吐出に先行してバンクを形成するので、流動体がパターン形成領域外に流出することを防止できる。パターンの定着後にバンクを取り除けば、パターンの幅を狭く維持できる。
【００９０】
（実施形態７）
本発明の実施形態７は物理的作用として吐出された流動体を整形する処理に関し、主に上記第２の配置において用いられる。
【００９１】
図１１に本実施形態７の処理概念の説明図を示す。（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図を示す。本実施形態７の処理装置３１０は、基板１に着弾した流動体１２をパターン形成領域の境界に沿って擦る針状部材７１０を複数備えている。各針状部材７１０はパターン形成領域の幅方向にその幅だけ離れて配置される。針状部材７１０としては、一定の機械的強度がある一方、基板に損傷を与えない程度の弾性があることが好ましい。このため針状部材７１０は樹脂、ゴム、柔らかい金属等の材料で構成する。
【００９２】
上記構成においてインクジェット式記録ヘッド２が流動体を基板に吐出するとわずかながら吐出方向の誤差を含みながらパターン形成領域上に着弾する。そのため着弾位置はほぼパターン形成領域の延在方向に沿いながらもその境界がパターン形成領域からはみ出す部分がある。処理装置３１０は、このようにはみ出した流動体１２をパターン形成領域の境界に沿って擦っていくので、はみ出した部分がパターン形成領域内に戻され、一定の幅のパターン１５が形成される。
【００９３】
本実施形態７によれば、インクジェット式記録ヘッド２から吐出された流動体の液滴の着弾位置がずれていても、その後に処理装置３１０がパターンを整形していくので、整ったパターンが形成できる。
【００９４】
（実施形態８）
本発明の実施形態８は物理的作用として着弾された流動体のうち過剰分を吸収する処理に関し、主に上記第２の配置において用いられる。
【００９５】
図１２に本実施形態８の処理概念の説明図である。（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図を示す。本実施形態８の処理装置３１１は、パターン形成領域に沿って移動し基板１に着弾した流動体１２の過剰分を吸収可能に構成された吸収部材７１１を備えている。吸収部材７１１としては、過剰な流動体を吸収可能なパイプ形状をしていることが好ましい。この吸い取った流動体を再びインクジェット式記録ヘッド２から吐出可能に構成してもよい。吸収部材７１１は、一定の機械的強度がある一方、基板に損傷を与えない程度の弾性があることが好ましい。このため針状部材は樹脂、ゴム、柔らかい金属等の材料で構成する。
【００９６】
インクジェット式記録ヘッド２からは若干過剰に流動体を吐出した方がパターンの分断が生じにくい。しかし過剰な流動体の液滴が着弾すると必要なパターン形成領域外に広がる。本実施形態では流動体の液滴が基板に着弾された直後に処理装置３１１の吸収部材７１１が過剰な流動体を吸収していくことになる。このためパターン形成領域以外に流動体が広がることがない。また吸収した流動体を再びインクジェット式記録ヘッド２に供給すれば流動体材料を節減することができる。
【００９７】
（実施形態９）
本発明の実施形態９は物理的作用として時間差で流動体を吐出する処理に関し、主に上記第１の配置および第２の配置において用いられる。
【００９８】
図１３に本実施形態９の処理概念を説明する側面図を示す。本実施形態９は、処理装置としても流動体を吐出可能に構成されたインクジェット式記録ヘッド２を備えている。すなわち同一の流動体を吐出するインクジェット式記録ヘッド２が所定の距離をおいて配置され、相前後して同一のパターン形成領域に流動体を吐出可能に構成されている。
【００９９】
上記構成において先行するインクジェット式記録ヘッド２ａは、若干の間隔をおいて流動体の着弾跡１２ａがパターン形成領域上に配置されるように液滴１１ａを吐出する。後続するインクジェット式記録ヘッド２ｂでは、既に着弾している流動体１２ａと合わせてパターン形成領域が流動体で満たされる程度の量に調整して流動体の液滴１２ｂを吐出する。先に着弾した流動体１２ａには表面張力が作用しており、後から着弾する流動体１２ｂにも表面張力が作用する。表面張力が作用している液滴上に他の液滴が落ちると、表面張力故に瞬時に二つの液滴が混ざらず、後から落ちた液滴は先に着弾した液滴上を滑ってその周辺に落ちる。したがって本実施形態では先に所定の間隔をおいて流動体１２ａが着弾しているため、後から吐出された流動体の液滴１１ｂは、先に着弾した流動体１２ａの存在しない領域に着弾する。このためパターン形成領域には隙間なく流動体が着弾し、その密度も一定になる。
【０１００】
なお、上記形態は、インクジェット式記録ヘッド２を一個のみ設け、同一のパターン形成領域を往復可能に制御回路５を構成してもよい。時間差で流動体が吐出される点で同一の効果が得られるからである。この場合、ヘッドの個数を削減できるという効果を奏する。
【０１０１】
本実施形態９によれば、時間差で同一の流動体を吐出するので、基板に着弾する流動体の密度を均一することができ、均一な厚みのパターンを形成できる。
【０１０２】
（実施形態１０）
本発明の実施形態１０は化学的作用としてレーザ照射により液滴の濃度を上げる処理に関し、主に上記第３の配置において用いられる。
【０１０３】
図１４に本実施形態１０の処理概念を説明する側面図を示す。本実施形態１０において処理装置３２０は第３の配置を採り、インクジェット式記録ヘッド２から吐出される流動体の液滴１１の側面からこの液滴にレーザ光７２０を照射可能に構成されている。すなわち処理装置３２０はレーザ光を照射するために図示しないレーザ発光用ダイオード、レンズおよびアクチュエータを備える。レーザ発光用ダイオードはエネルギー源として所定の短波長のレーザ光を発光し、レンズはこのレーザ光を液滴上に集光可能に構成される。アクチュエータは液滴１１に正しくレーザ光７２０が焦点を結ぶようにレンズおよびレーザ発光用ダイオードの位置補正を行うことが可能に構成されている。
【０１０４】
なお、瞬時にエネルギーを与える手段としてはレーザ光の照射が好ましいが、エネルギーを液滴に供給可能であればこれに限定されるものではなく、熱風供給、ランプ照射、雰囲気提供等が種々の構成を適用できる。
【０１０５】
上記構成においてインクジェット式記録ヘッド２から流動体の液滴１１が吐出されると、所定位置で処理装置３２０から射出されたレーザ光７２０が液滴１１上で焦点を結ぶ。これにより液滴１１には高いエネルギーが瞬時に与えられる。エネルギーが与えられた液滴１１は温度が上昇するため流動体に溶解している物質の濃度が上がったり、含有されている固形分の成膜化が促進されたりする。そして着弾するまでに不要な溶媒成分が減少し、パターン形成に必要な最小限の組成で基板１上に着弾する。したがってインクジェット式記録ヘッドから吐出させるのに要求される流動体の粘度がパターン形成に適当な流動体の粘度より低い場合でも、パターン形成に適当な流動体の濃度に濃縮することができる。
【０１０６】
本実施形態１０によれば、インクジェット式記録ヘッド２から吐出された液滴１１が着弾するまでで不要な溶媒成分を除去できるので、基板に着弾する流動体が過剰に広がるのを防止でき、またパターン形成までの時間を短くできる。
【０１０７】
（実施形態１１）
本発明の実施形態１１は物理的作用として流動体の液滴に他の液滴を衝突させて軌道を曲げる処理に関し、主に上記第３の配置において用いられる。
【０１０８】
図１５に本実施形態１１の処理概念を説明する側面図を示す。本実施形態１１において処理装置３２１は第３の配置を採り、パターン形成領域の延在方向に垂直な方向であって、インクジェット式記録ヘッド２を中心として対向するように配置される。各処理装置３２１は異なる方向から液滴にエネルギーを供給可能に印加できる構成を備える。エネルギーとして所定の液滴を衝突させるという力学的エネルギーを加える場合には、所定の液滴を吐出可能な構成、例えばインクジェット式記録ヘッド２と同様な構成を備える。所定の液滴とは後述する化学反応を目的とする場合はその反応を起こさせる反応液、反応を起こさせたくない場合にはインクジェット式記録ヘッド２が吐出するものと同一の流動体を吐出させる。エネルギーとして空気を用いる場合には、空気を吹き付けるためのコンプレッサおよびノズル等を備える。エネルギーとして電界を用いる場合には、流動体の液滴１１の軌道を挟んで両側に電極を設け、両電極間に電圧を印加する電源を備える。電界を用いる場合、インクジェット式記録ヘッド２から吐出される流動体の液滴１１を正または負に帯電させる構成も設ける。
【０１０９】
上記構成においてインクジェット式記録ヘッド２から流動体の液滴１１が吐出されると、制御回路５は処理装置３２１に制御信号Ｓpを供給して、予め指定されたパターン領域に流動体が着弾するよう制御する。処理装置３２１が所定の液滴を吐出する場合には、インクジェット式記録ヘッド２からの液滴１１の吐出に同期して処理装置３２１から液滴が吐出され、基板に着弾する前に両者が衝突し、液滴の着弾位置が変更される。処理装置３２１が空気を噴出する場合にはインクジェット式記録ヘッド２からの液滴の吐出に同期して空気が吹き出され、流動体の液滴の軌道が曲げられる。処理装置３２１が電界を印加する場合には、まずインクジェット式記録ヘッド２からの液滴１１を帯電させ、両電極間における電界の向きおよびその大きさを制御信号Ｓpによって調整すれば、陽極方向または陰極方向のいずれかの方向に任意の変位だけ液滴の着弾位置を変更させることができる。
【０１１０】
上記構成によれば、任意のパターン幅でパターン形成が行える。例えば図１５に示すように、パターン幅が最も狭い領域Ａ１では制御信号Ｓpの供給を禁止するので、流動体の液滴１１の着弾位置は一定し、最も細いパターンが描ける。一方パターン幅を広くする領域Ａ２では複数の処理装置３２１に制御信号Ｓpを交互に供給する。制御信号Ｓpが供給されると制御信号の量に応じて、液滴の着弾位置が変動する。例えば制御回路３２１ａに制御信号を加えるとエネルギー７２１ａが供給され位置Ｐ１に着弾する。制御回路３２１ｂに制御信号を加えるとエネルギー７２１ｂが供給され位置Ｐ２に着弾する。インクジェット式記録ヘッド２に供給する制御信号Ｓhに同期させて制御信号Ｓpを制御回路３２１ａと３２１ｂとに交互に供給すれば、液滴１１が吐出されるごとに着弾位置が変化する。その結果として着弾した場合の直径よりも広い幅のパターン形成領域に流動体を充填させることができる。
【０１１１】
本実施形態１１によれば、制御回路３２１が出力するエネルギーを制御することで任意のパターン幅でパターンを形成することができる。
【０１１２】
（実施形態１２）
本発明の実施形態１２は物理化学的作用として流動体の液滴に反応液の液滴を衝突させて化学反応を促進する処理に関し、主に上記第３の配置において用いられる。
【０１１３】
図１６に本実施形態１２の処理概念を説明する側面図を示す。本実施形態１２において処理装置３２２は第３の配置を採り、インクジェット式記録ヘッド２から射出された液滴に空中で反応液７２２を混合可能に構成される。処理装置３２２は反応液を制御可能に吐出するために、例えばインクジェット式記録ヘッド２と同様な構成を備える。処理装置３２２からの反応液７２２の弾道は、インクジェット式記録ヘッド２からの液滴１１の弾道となるべく浅い角度になるように調整される。角度が浅いほど、両液滴が接触可能となる期間が長くなるからである。制御回路５はインクジェット式記録ヘッド２に供給する制御信号Ｓhに同期させて処理装置３２２に制御信号Ｓpを供給可能に構成される。
【０１１４】
上記構成においてインクジェット式記録ヘッド２から流動体の液滴１１が吐出されると、ほぼ同時に反応液７２２が処理装置３２２から吐出される。両者は基板１に到達する前に接触し化学反応等を生じ、反応中または反応後に基板１に着弾する。
【０１１５】
本実施形態１２によれば、空中に反応を生じさせることができるので、吐出時には反応していては困るが着弾時には反応していることが望ましい場合に適する。例えば反応すると固化が始まったり腐食性が発生したりする場合に適用できる。
【０１１６】
（実施形態１３）
本発明の実施形態１３は流動体の液滴の検出と補正処理に関し、主に上記第３の配置において用いられる。
【０１１７】
図１７に本実施形態１３のブロック図を示す。同図は図１とほぼ同等の構成を備えるが、処理装置３３０およびその検出手段３３１を備える点で異なる。処理装置３３０は、制御信号Ｓp1に応じてレーザ光等直進性のよい光をインクジェット式記録ヘッド２から吐出された液滴１１の弾道を横切って射出可能に構成され、例えばレーザ発光用ダイオード、レンズおよびアクチュエータ等を備えている。検出手段３３１は、処理装置３３０から射出された光を検出可能に構成され、例えばフォトデテクタで構成される。制御回路５は検出手段３３１からの検出信号を入力し、液滴１１の吐出タイミング、位置、方向、速度、大きさ等を検出可能に構成される。そしてインクジェット式記録ヘッド２の使用による特性変化を制御信号にフィードバック可能に構成される。例えば、吐出タイミングが基準よりずれている場合にはそのずれを補償するようにインクジェット式記録ヘッド２の流動体吐出を制御する制御信号Ｓhのタイミングを補正する。位置や方向がずれている場合には液滴の着弾位置がずれてしまうので、このずれを補償するようにモータＭ１に対する駆動信号ＳxまたはモータＭ２に対する駆動信号Ｓyを供給する。これにより基板１に対するインクジェット式記録ヘッド２の相対位置が補正され、流動体をパターン形成領域に沿って適正な位置に着弾させることができる。液滴の速度の検出は、検出信号Ｓp2中のパルスの幅に応じて計算する。すなわちフォトデテクタの検出面積が決まっているので、液滴の通過によるパルスの幅が小さければ速度が早く、パルスの幅が大きければ速度が遅いと考えられる。これらは線形的に対応する。液滴の速度が基準よりずれた場合、基準時より早くまたは遅く液滴が基板に着弾することになる。このずれを補償するために、制御回路５はＹ軸方向の相対位置を調整すべくモータＭ２に制御信号Ｓyを供給する。的的の大きさの検出は、検出信号Ｓp2のパルスの振幅から検出する。液滴の径が大きければ光を遮る面積が大きいので、検出信号中のレベル変動も大きくなるからである。液滴の大きさが許容値よりもずれた場合、適正な着弾が担保できなくなるので、制御回路５はヘッドのクリーニングをしたり警報を出力したりする措置をする。
【０１１８】
本実施形態１３によればインクジェット式記録ヘッドからの液滴の弾道を検出して補正するので、ヘッドを長時間使用して特性変化が生じた場合やヘッドに癖がある場合でも正確なパターン形成が可能である。
【０１１９】
（その他の変形例）
本発明は上記実施形態によらず種々に変形して適用することが可能である。すなわちインクジェット式記録ヘッドから流動体を吐出する他に、その吐出前やその吐出後に、または基板に液滴が着弾する前に処理を行うものであれば、本発明の思想の範囲に入る。例えば上記各実施形態ではパターン形成を目的としていたが、これに拘るものではない。工業的用途であると民生的用途であるとを問わず、インクジェット式記録ヘッド等からインクを吐出して特定の効果を得るものであれば種々に適用することが可能である。
【０１２０】
また、上記各実施形態は独立に適用しても複数を同時に適用してもよい。特にパターン形成が複数工程によって完了する場合には、複数の処理装置により処理することは好ましい。例えば、液滴吐出前に表面改質を第１の配置の処理装置により行って液滴を基板に密着し易くし、吐出された流動体の液滴の属性を検出しその位置補正を行う処理を第３の配置の処理装置で行い、最後に基板上の液滴の濃縮を第２の配置の処理装置で行う等が考えられる。
【０１２１】
【発明の効果】
本発明によれば、基板上に流動体が吐出される前に処理可能に構成したので、インクジェット方式を利用したパターン形成を前処理により促進可能である。したがって、大がかりな工場設備を利用することなく、安価に基板に任意のパターンを形成することができる。
【０１２２】
本発明によれば、基板上に流動体が吐出された後に処理可能に構成したので、インクジェット方式を利用してパターン形成を後処理により促進可能である。したがって、大がかりな工場設備を利用することなく、安価に基板に任意のパターンを形成することができる。
【０１２３】
本発明によれば、流動体が吐出された瞬間に処理可能に構成したので、空中で液滴を反応させたりエネルギーを加えたりできる。したがって、大がかりな工場設備を利用することなく、安価に基板に任意のパターンを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における基板製造装置の構成図である。
【図２】第１の配置（前処理）の説明図である。
【図３】第２の配置（後処理）の説明図である。
【図４】第３の配置（吐出直後処理）の説明図である。
【図５】実施形態１の処理概念を示す側面図である。
【図６】実施形態２の処理概念を示す側面図である。
【図７】実施形態３の処理概念を示す平面図である。
【図８】実施形態４の処理概念を示す平面図である。
【図９】実施形態５の処理概念を示す側面図である。
【図１０】実施形態６の処理概念を示す平面図である。
【図１１】実施形態７の処理概念を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図１２】実施形態８の処理概念を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図１３】実施形態９の処理概念を示す側面図である。
【図１４】実施形態１０の処理概念を示す側面図である。
【図１５】実施形態１１の処理概念を示す平面図である。
【図１６】実施形態１２の処理概念を示す平面図である。
【図１７】実施形態１３の処理概念図である。
【図１８】インクジェット式記録ヘッドの分解斜視図である。
【図１９】インクジェット式記録ヘッドの主要部の斜視図一部断面図である。
【図２０】インクジェット式記録ヘッドの吐出原理説明図である。
【符号の説明】
１…基板
２…インクジェット式記録ヘッド
３、３０１〜３３０…処理装置
４…駆動手段
５…制御回路
７、７０１〜７３０…処理の内容
【図１】
0004003273.tif 000002
【図２】
0004003273.tif 000003
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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