(57)【要約】【課題】導電性の配線パターンを形成する際、配線を形成する材料の使用効率を改善するとともに、配線パターンの微細化に適したパターン形成方法、パターン形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】光エネルギーによって溌液性から親液性に改質する表面改質剤を含む処理液を基板１００の表面に塗布することで溌液層１１０が形成される。溌液層１１０に配線パターンに対応する光エネルギーを照射する。この結果、光エネルギーが照射された領域は溌液性から親液性に改質されるとともに、改質によって生じた成分の一部が蒸発し、配線パターンに対応する領域に親液性に改質された溝１２０が形成される。そして、溝１２０に金属インク１３０を供給することで配線パターンを形成することができる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に導電性の配線パターンを形成するパターン形成方法であって、
光エネルギーによって溌液性から親液性に改質する表面改質剤を含む処理液を前記基板の表面に塗布し、前記基板の表面に溌液性の層を形成する溌液層形成工程と、
溌液層が形成された前記基板の表面に前記配線パターンに対応する光エネルギーを照射し、前記配線パターンに対応する領域を親液性に改質された溝として形成するパターニング工程と、
前記溝に導電性材料を供給する供給工程と、
を備えることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項２】
前記供給工程は、
前記基板の表面に前記導電性材料を塗布する工程と、
前記基板の表面に残留する前記導電性材料を前記溝に誘導する誘導工程と、を含む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】
前記誘導工程は、前記基板の一方側から他方側に向けて前記導電性材料を前記溝に誘導することを特徴とする請求項２に記載のパターン形成方法。
【請求項４】
基板の表面に導電性の配線パターンを形成するパターン形成装置であって、
光エネルギーによって溌液性から親液性に改質する表面改質剤を含む処理液を前記基板の表面に塗布し、前記基板の表面に溌液性の層を形成する溌液層形成部と、
溌液層が形成された前記基板の表面に前記配線パターンに対応する光エネルギーを照射し、前記配線パターンに対応する領域を親液性に改質された溝として形成するパターニング部と、
前記溝に導電性材料を供給する供給部と、
を備えることを特徴とするパターン形成装置。
【請求項５】
前記供給部は、
前記基板の表面に前記導電性材料を塗布するノズルと、
前記基板の表面に残留する前記導電性材料を前記溝に誘導する誘導機構と、を有することを特徴とする請求項４に記載のパターン形成装置。
【請求項６】
前記誘導機構は、
前記基板の表面に向けて気体を噴出する噴出口を有する気体噴出ノズルと、
前記気体噴出ノズルを前記基板の表面に対して平行に相対移動させる移動機構と、を有し、
前記気体噴出ノズルは、前記移動方向と直交する前記基板の幅方向の領域に前記気体を噴出可能であり、前記幅方向に対して傾斜して設けられてい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、パターン形成方法およびパターン形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子・電気機器などの基板に用いられる配線のパターニングは、フォトリソグラフィ法や印刷法を用いて行われている。
【０００３】
フォトリソグラフィ法を用いて配線パターンを形成する場合、銅箔にレジスト層を積層し、配線パターンと対応するフォトマスクを介して光照射し、次いで現像した後に、不要なレジスト層を除去する手法により形成されている。よって、微細な配線を形成することができる（特許文献１）。
【０００４】
また、印刷法を用いて配線パターンを形成する場合、銅等を含有する金属インクを直接基板に印刷することにより配線パターンが形成されている。そのため、必要な部分にのみ金属インクを転写することができ材料の使用効率を高くすることができる（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２１４１８５号公報
【特許文献２】特開２０１３−１１８２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、フォトリソグラフィ法による配線方法では銅箔をエッチングすることにより配線パターンが形成されているため、銅の使用効率が低いという問題がある。
【０００７】
また、印刷法では配線パターンの線幅は印刷方式に依存する。そのため、配線の高アスペクト比を実現するためには、例えばスクリーン印刷法を採用することになるが配線パターンのアスペクト比を高くするためには、目の粗いスクリーンメッシュを用いることになり微細な配線を形成することが困難となる。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、配線を形成する材料の使用効率を改善するとともに、配線パターンの微細化に適したパターン形成方法、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】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、基板の表面に導電性の配線パターンを形成するパターン形成方法であって、光エネルギーによって溌液性から親液性に改質する表面改質剤を含む処理液を前記基板の表面に塗布し、前記基板の表面に溌液性の層を形成する溌液層形成工程と、溌液層が形成された前記基板の表面に前記配線パターンに対応する光エネルギーを照射し、前記配線パターンに対応する領域を親液性に改質された溝として形成するパターニング工程と、前記溝に導電性材料を供給する供給工程と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のパターン形成方法であって、前記供給工程は、前記基板の表面に前記導電性材料を塗布する工程と、前記基板の表面に残留する前記導電性材料を前記溝に誘導する誘導工程と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のパターン形成方法であって、前記誘導工程は、前記基板の一方側から他方側に向けて前記導電性材料を前記溝に誘導することを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、基板の表面に導電性の配線パターンを形成するパターン形成装置であって、光エネルギーによって溌液性から親液性に改質する表面改質剤を含む処理液を前記基板の表面に塗布し、前記基板の表面に溌液性の層を形成する溌液層形成部と、溌液層が形成された前記基板の表面に前記配線パターンに対応する光エネルギーを照射し、前記配線パターンに対応する領域を親液性に改質された溝として形成するパターニング部と、前記溝に導電性材料を供給する供給部と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のパターン形成装置であって、前記供給部は、前記基板の表面に前記導電性材料を塗布するノズルと、前記基板の表面に残留する前記導電性材料を前記溝に誘導する誘導機構と、を有することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のパターン形成装置であって、前記誘導機構は、前記基板の表面に向けて気体を噴出する噴出口を有する気体噴出ノズルと、前記気体噴出ノズルを前記基板の表面に対して平行に相対移動させる移動機構と、を有し、前記気体噴出ノズルは、前記移動方向と直交する前記基板の幅方向の領域に前記気体を噴出可能であり、前記幅方向に対して傾斜して設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１ないし請求項６に記載の発明によれば、光エネルギーによって親溌液性が改質する表面改質剤を含む処理液を基板の表面に塗布し、光エネルギーを照射しパターニングすることで、改質によって生じた成分の一部が蒸発し、配線パターンに対応する親液性に改質された溝が形成される。当該溝に導電性材料を塗布することで基板の表面に導電性の配線パターンを形成する。これにより、配線を形成する導電性材料の使用効率を改善するとともに、配線パターンの微細化を実現することができる。
【００１６】
特に請求項２または請求項５に記載の発明によれば、基板の表面に残留する導電性材料を溝に誘導することで、導電性材料の使用効率を向上させることができる。
【００１７】
特に、請求項３に記載の発明によれば、基板の表面に残留する導電性材料を一方側から他方側に誘導することで導電性材料の使用効率をさらに向上させることができる。
【００１８】
特に、請求項６に記載の発明によれば、気体噴出ノズルを幅方向に対して傾斜して設けられていることで、基板の表面に残留する導電性材料を基板の一方側から他方側に誘導しつつ溝に供給することができるため導電性材料の使用効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】パターン形成装置の概略平面図である。
【図２】塗布部を説明するための斜視図である。
【図３】塗布部を説明するための概略上面図である。
【図４】スリットノズルを説明するための図である。
【図５】パターン形成処理の流れを示したフローチャートである。
【図６】デバイス用配線体の生成過程を示す図である。
【図７】溌液層に溝が形成される原理を説明する図である。
【図８】誘導機構の他の実施形態を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
＜１．１  パターン形成装置１０の構成＞
図１は、本発明にかかるパターン形成装置１０を示す概略平面図である。パターン形成装置１０は、電子・電気機器などに用いられるデバイス用配線を製造するための基板（以下、単に基板と称する。）１００を処理する。基板としては、例えば平面状のガラス基板やシリコン基板等が用いられる。
【００２１】
このパターン形成装置１０は、装置内部に搬入される基板１００に表面改質剤を含む処理液を塗布し、基板１００の表面に溌液性を有する層（以降では、溌液層と称する）を形成する（溌液層形成処理）。また、溌液層が形成された基板１００の表面に配線パターンに対応し親液性を有する溝１２０を形成する（パターニング処理）。そして、パターニング処理によって基板１００の表面に形成された溝１２０に導電性材料を供給する（供給処理）。これにより、溝１２０に導電性材料が充填され基板１００上にデバイス用配線パターンが形成される。なお、各処理の詳細については後述する。
【００２２】
上述した各処理を行うためのパターン形成装置１０の一例について図１を参照しつつ説明する。
【００２３】
パターン形成装置１０は、複数の処理部として搬入部７、塗布部１、前熱処理部２、露光部３、露光後熱処理部４、塗布部５、焼成部６、搬出部８、各処理部に基板１００を搬入出する搬送ロボットＲ１〜Ｒ３、および各部を制御する制御部（図示省略）を備えている。パターン形成装置１０の各処理部は、図１に示すように搬送ロボットＲ１〜Ｒ３の周囲に隣接して配置される。基板１００は、搬送ロボットにより処理の進行に従って各処理部へ搬送される。
【００２４】
搬入部７は、パターン形成装置１０において処理される基板１００を、パターン形成装置１０の外部から装置内部に受け入れる部分である。搬入部７には図示を省略する基板載置部が配設されており、例えば搬送コンベアや搬送ロボットによって装置外部から搬入部７に基板１００が搬入され基板載置部に載置される。そして載置された基板１００を搬送ロボットＲ１に引き渡す。
【００２５】
塗布部１は、搬送ロボットＲ１によって載置された基板１００の表面に処理液を塗布する。本実施形態の塗布部１では、基板１００の表面に処理液として光エネルギーによって溌液性から親液性に改質する表面改質剤を含む、感光性レジスト液を塗布する。このような塗布部１としては、基板を回転させることで基板表面に膜を形成するスピン塗布や、基板上を走査しつつスリット状の吐出口から処理液を塗布することで基板表面に膜を形成するスリット塗布技術等を採用することができる。
【００２６】
前熱処理部２は、塗布部１において基板１００の表面に均一な膜厚で塗布された感光性レジスト液の液膜を加熱し、感光性レジスト液に含まれる溶剤の一部を除去する熱処理部である。このような前熱処理部２として、チャンバ内に設けられたホットプレート上に基板１００を載置し加熱する装置を採用することができる。前熱処理を施すことで、基板１００の表面に形成された感光性レジスト液の液膜が硬化され薄膜が形成される。これにより基板上での感光性レジスト液の流動を防ぐとともに、後工程の露光部３での配線パターンを所望の解像力でパターニングできるようにする。なお、前熱処理部２での加熱温度や加熱時間は感光性レジスト液に含まれる材料に応じて適宜設定される。
【００２７】
以上、塗布部１で基板１００の表面に感光性レジスト液が塗布され、前熱処理部２にて感光性レジスト液の薄膜が形成されることで、基板１００の表面には溌液性を有する層が形成される。なお、前熱処理部２は必ずしも必要ではなく、感光性レジスト液の性質に応じて液膜を乾燥させる必要がある場合に設ければ良く、塗布部１による感光性レジスト液の塗布のみで液膜が乾燥され薄膜を形成するのであれば、塗布部１のみで溌液層形成処理を行うことができる。
【００２８】
次に露光部３は、搬送ロボットＲ２によって載置された表面に配線パターンが対応するマスクを通して光エネルギーである露光ビーム（例えば、紫外光等）を照射し、溌液性を有する感光性レジストの薄膜に配線パターンをパターニングする。これにより、露光ビームが照射された領域は、感光性レジスト液の液膜に含まれる改質剤によって溌液性から親液性に改質される。これと同時に、露光ビームが照射された領域では、改質によりレジストの成分が揮発しやすい成分へと変化し、液膜中から排出される。感光性レジスト膜の改質によって排出されたレジストの成分に相当する量だけ、膜中の体積が減少することで感光性レジスト膜に配線パターンに対応する溝が形成される。なお、溝が形成される原理については後述する。
【００２９】
つまり、露光部３は、基板１００表面の溌液層１１０に配線パターンに対応する親液性を有する溝１２０（図６）を形成する。なお、本実施形態の露光部３ではマスクを通して光エネルギーを照射したがこれに限定されるものではなく、例えばマスクを用いず配線パターンに沿って光エネルギーを照射する直接描画装置等で構成しても良い。
【００３０】
露光後熱処理部４は、露光部３で配線パターンの露光が行われた基板１００を加熱し、感光性レジスト膜に含まれる酸発生剤から酸をさらに除去する。これにより、配線パターンに対応する溝をより深く形成することができ、結果として配線パターンのアスペクト比をさらに大きくすることができる。
【００３１】
以上、露光部３による露光処理と、露光後熱処理部４による露光後熱処理によって基板１００の表面に、親液性を有する溝１２０を配線パターンとして形成するパターニング処理を行うことができる。なお、感光性レジスト液に含まれる材料によっては、露光処理で発生する熱のみで十分な深さの溝１２０が形成することも可能であり、露光後熱処理部４は必須ではない。この場合、露光部３のみでパターニング処理を行うことができる。
【００３２】
塗布部５は、搬送ロボットＲ３によって載置された、配線パターンに対応する溝１２０が形成された基板１００の表面に導電性材料である金属インクを塗布する。このような金属インクとしては電気的に導電性の性質を有すればよく既知の各種材料を用いることができる。
【００３３】
塗布部５は、上記に例示した金属インクを溝１２０へ供給する供給処理が行われる。このような塗布部５としては、基板上を走査しつつスリット状の吐出口から金属インク１３０を供給するスリット塗布技術を採用することが好ましい。なお、塗布部５の詳細については後述する。
【００３４】
焼成部６は、金属インクが溝１２０に供給された基板１００に対して焼成処理が行われる。これにより、金属インクが焼成され基板１００の表面に導電性の配線パターンが形成される。このような焼成部６として、容器内で基板１００を保持し１００度から３００度程度で加熱を行うものや、レーザー照射やマイクロ波照射等を照射するものを採用することができる。
【００３５】
以上、塗布部５で溝１２０に金属インク１３０を供給し、焼成部６で焼成処理を行うことで基板１００の表面に導電性の配線パターンが形成される。なお、言うまでもないが焼成処理が不要の金属インクを用いれば焼成処理が不要となるため焼成処理は必須ではない。
【００３６】
パターン形成装置１０の各処理部で処理が施された基板１００は、搬出部８に搬送される。そして搬出部８からパターン形成装置１０の外部へ搬出される。
【００３７】
＜１．２  塗布部１の構成＞
図２、３を参照しつつ、塗布部５について説明する。なお、本実施形態においては、塗布部１と塗布部５は、ほぼ同様の構成を有している。これら塗布部１，５は、基板１００の表面に塗布液を塗布するスリットコータとも呼称される塗布装置である。なお、塗布部１と塗布部５とで異なる構成については、適宜その旨記載し説明を行う。なお、図２は、塗布部５の斜視図であり、図３は、塗布部５の概略上面図である。
【００３８】
塗布液としては、塗布部１では、光エネルギーによって溌液性から親液性に改質する表面改質剤を含む処理液である感光性レジスト液が用いられ。また、塗布部５では導電性材料である金属インク１３０が塗布液として用いられる。
【００３９】
この塗布部５は、基板１００をその下面から支持するためのステージ４１と、このステージ４１上に支持された基板１００に塗布液を塗布するためのスリットノズル４２と、塗布液の塗布に先だってこのスリットノズル４２の調整処理を実行するノズル調整部４０とを備える。
【００４０】
ステージ４１は、略直方体の形状を有する花崗岩等の石材からなる石定盤から構成されている。このステージ４１の表面は、略水平に平坦に加工されて基板１００の支持面として機能する。図示は省略するが、このステージ４１の表面には基板１００を昇降するための複数の支持ピンが配設されるとともに、多数の真空吸着口が分散して形成されている。基板１００は、支持ピンにより支持されてステージ４１上に搬送ロボットＲ３により搬入・搬出されるとともに、真空吸着口により基板１００が吸着されることにより、塗布処理の際に基板１００が所定の位置に水平状態に保持される。
【００４１】
スリットノズル４２は、図外の供給機構から供給される塗布液を、スリット状の吐出口から基板１００の上面へ吐出するためのものである。このスリットノズル４２は、その吐出口がステージ４１の表面に対して略平行なＹ軸方向に沿って延び、かつ、鉛直下方（−Ｚ軸）に向けて塗布液を吐出可能に、ノズル支持部４４によって支持される。ノズル支持部４４は、Ｙ軸方向を長手方向とする梁部材により構成される。そして、ノズル支持部４４の両端部は、一対の昇降機構５１により昇降可能に支持されている。
【００４２】
なお、スリットノズル４２は、加工精度を高く維持することができ、また加工費用が安価であることから、一般的にその材質として金属が採用されている。
【００４３】
一対の昇降機構５１は、各々その内部にモータおよびボールネジ等を備え、ノズル支持部４４およびそこに支持されたスリットノズル４２を鉛直方向（Ｚ軸方向）に昇降する構成となっている。これら一対の昇降機構５１により、スリットノズル４２の下端部とステージ４１に支持された基板１００の表面との間隔や、基板１００に対するスリットノズル４２の姿勢等が調整される。
【００４４】
一対の昇降機構５１は、ステージ４１の両端部に配設された一対のガイドレール５２に沿って移動可能となっている。一対の昇降機構５１は、ガイドレール５２に沿って配設された固定子５３ａと、昇降機構５１に付設された移動子５３ｂからなるリニアモータ５３の駆動により移動する。一対の昇降機構５１が同期して移動することにより、ノズル支持部４４に支持されたスリットノズル４２が、ステージ４１に支持された基板１００の表面に沿って移動する。一対の昇降機構５１の位置は、リニアモータ５３の固定子５３ａの下方に配置されたスケール部５４ａと、リニアモータ５３の移動子５３ｂに付設された検出部５４ｂからなるリニアエンコーダ５４により検出される。
【００４５】
図３、図４を参照しつつ塗布部１と塗布部５との相違点を説明する。塗布部１と塗布部５の大きな違いは、誘導機構６０の有無と、スリットノズル４２を加熱するためのヒーター４３の有無である。塗布部５には誘導機構６０とヒーター４３が配設されているが塗布部１にはこれらの機構は配設されていない。
【００４６】
誘導機構６０は、基板１００の表面に残留する金属インク１３０を溝１２０に誘導するための機構である。基板１００の表面は溌液層形成処理によって溌液性を有する領域と、パターニング処理によって親液性を有する溝１２０の領域とを含む。誘導機構６０は、溌液性を有する領域に残留する金属インク１３０を溝１２０に誘導する誘導処理を行う。
【００４７】
このような、誘導機構６０は、基板１００に向けて気体を噴きつける気体噴出ノズル６２と、気体噴出ノズル６２の両端部に設けられた一対の移動機構６１により構成される。
【００４８】
気体噴出ノズル６２は、図外の気体供給機構から供給される気体を、スリット状の吐出口から基板１００の上面に向けて吐出するためのものである。この気体噴出ノズル６２は、その吐出口がステージ４１の表面に対して略平行なＹ軸方向に沿って延び、かつ、鉛直下方（−Ｚ軸）に向けて気体を吐出可能に、支持部材によって支持される。
【００４９】
一対の移動機構６１は、ステージ４１の両端部に配設された一対のガイドレール５２に沿って移動可能となっている。なお、移動機構６１の構成は基本的には昇降機構５１と同様の構成となっているため説明を省略する。
【００５０】
気体噴出ノズル６２は、スリットノズル４２によって基板１００の上面に金属インク１３０が塗布された後、基板１００の上面に吐出口から気体をカーテン状に噴きつけながら、移動機構６１によって基板１００の全面を走査する。これにより、基板１００の上面に形成される溌液性を有する領域上に残留する金属インク１３０を溝１２０に誘導することができる。
【００５１】
より具体的には、気体噴出ノズル６２が移動機構６１の移動方向と直交する方向（Ｙ軸方向）である基板１００の幅方向の領域に気体を噴出可能に構成されている。つまり、吐出口のＹ軸方向の長さ寸法は少なくとも基板１００のＹ軸方向の長さ寸法よりも長い。さらに、気体噴出ノズル６２は、Ｙ軸方向に対して傾斜して設けられているため、基板１００の紙面上で右側に残留する金属インク１３０が噴き付けられた気体により徐々に左側（−Ｙ方向）に移動しつつ溝１２０に誘導される。これにより、基板１００上に残留する金属インク１３０を効率的に溝１２０に誘導することができる。その結果、金属インク１３０の使用効率を向上させることができる。
【００５２】
また、溝１２０に選択的に金属インク１３０を供給する場合に比べて簡易な構成で実現することができるため、制御も容易となり結果的に装置価格を低くすることができる。
【００５３】
なお、気体噴出ノズル６２から噴出される気体としては空気であってもよく、金属インク１３０に含まれる溶媒と同一又は類似する性質を有するガスを噴出しても良い。金属インク１３０に含まれる溶媒又は類似する溶媒を供給することで金属インク１３０の乾燥速度を制御することができる。また、気体噴出ノズル６２は気体を噴出する点から考えると、気体噴出ノズル６２の移動方向に吐出口を向けるように僅かに傾斜させる構成としても良い。
【００５４】
図４（ａ）はスリットノズル４２の側面図であり、図４（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。ヒーター４３は、スリットノズル４２の側面に配設されている。そして、図示を省略する制御部により一対のヒーター４３のＯＮ、ＯＦＦが制御され、スリットノズル４２を加熱する。これにより、その内部を流れる金属インク１３０が加熱され、金属インク１３０の粘性を低下させることができる。このように金属インク１３０を加熱する機構を有することで、固形分濃度（金属材料の濃度）の高い（例えば、粘度が１００００Ｃｐ程度）金属インクであっても粘度を一時的に低下させ容易に塗布することができる。
【００５５】
高粘度の金属インクを塗布することができるため、配線パターンに対応する溝１２０に供給された金属インク１３０から溶媒が除去された際の体積の収縮が小さくなる。よって、アスペクト比をさらに高くすることが可能となる。なお、ヒーター４３は必ずしも２つ設けられている必要はない。
【００５６】
＜２．１  パターン形成処理の流れ＞
続いて、このパターン形成装置１０におけるパターン形成処理について図５と図６を参照しつつ説明する。図５は、パターン形成装置１０におけるパターン形成処理の流れを示したフローチャートである。図６は、パターン形成処理によって生成されるデバイス用配線体１４０の生成過程を示す図である。
【００５７】
図示を省略する基板搬送機構により基板１００が搬入部７を介してパターン形成装置１０に搬入される（ステップＳ１１）。
【００５８】
搬入部７に搬入された基板１００は、搬送ロボットＲ１によって塗布部１に搬入される。塗布部１に搬入された基板１００はステージ４１の上面に水平に載置される（図６（ａ））。ステージ４１上の載置された基板１００の上面に感光性レジスト液が均一な膜厚となるように塗布され（ステップＳ１２）、基板１００の表面には感光性レジストの薄膜である溌液層１１０が形成される（図６（ｂ））。
【００５９】
溌液層１１０が形成された基板１００は、搬送ロボットＲ１によって前熱処理部２に搬入される。前熱処理部２では、基板１００を水平に載置しつつ加熱する前熱処理が行われる（ステップＳ１３）。前熱処理では、基板１００を加熱することで基板１００の表面に形成された溌液層１１０の膜を硬化させる。これにより、溌液層１１０である感光性レジスト液の基板上での流動を防ぐとともに、後工程の露光部３での配線パターンを所望の解像力でパターニングできるようにする。
【００６０】
前熱処理がおこなわれた基板１００は、搬送ロボットＲ１よって前熱処理部２から搬出され、搬送ロボットＲ２に受け渡される。そして、搬送ロボットＲ２によって露光部３に基板１００が搬入される。露光部３では、基板１００の表面に形成された溌液層１１０に対して、配線パターンに対応するマスク３１を通して光エネルギーである露光ビームＬが照射され、基板１００の溌液層１１０に配線パターンを形成する露光処理が行われる（ステップＳ１４）。
【００６１】
露光ビームＬが照射された溌液層１１０の領域は、図７に記載するような現象が生じる。感光性レジスト液には、主鎖１５２に連結された親液基１５１と、親液基１５１に連結された疎水基１５０が含まれている。そのため、感光性レジスト液が塗布された状態では溌液性を有している（図７（ａ））。この溌液性を有する溌液層１１０に露光ビームＬが照射されると、照射された領域において、光エネルギーによって疎水基１５０と親液基１５１の結合が切断され、疎水基１５０が親液基１５１から分離されることとなる（図７（ｂ））。疎水基１５０が分離することで、当該領域の性質が溌液性から親液性に改質される。この改質により生じた疎水基１５０が蒸発することで溌液層１１０の体積が減少し、当該領域に親液性に改質された溝１２０が形成される。つまり、露光処理によって、配線パターンに対応する領域は親液性に改質された溝１２０として形成される。そして、溝１２０の内側面１２１は親液性の性質を有する（図６（ｃ））。
【００６２】
露光処理が行われた基板１００は、搬送ロボットＲ２によって露光部３から搬出され、露光後熱処理部４に搬入される。露光後熱処理部４では、露光後熱処理として基板１００を加熱し溌液層１１０に含まれる、改質によって生じた成分の一部である疎水基１５０をさらに除去する。これにより、配線パターンに対応する溝をより深く形成することができる（ステップＳ１５）。なお、露光後熱処理は露光処理で所望の深さの溝１２０が得られていれば行わなくても良い。この場合、露光処理がパターニング処理となる。
【００６３】
露光後熱処理が行われた基板１００は、搬送ロボットＲ２によって露光後熱処理部４から搬出され、搬送ロボットＲ３に受け渡される。そして、搬送ロボットＲ３によって塗布部５に基板１００が搬入され、ステージ４１の上面に水平に載置される。塗布部５では、基板１００の表面に導電性材料である金属インク１３０の塗布が行われる（ステップＳ１６）。塗布された金属インク１３０の一部は溝１２０の内部に流れ、一部は溌液層１１０の上面に残留する。溌液層１１０の表面は溌液性を有している。そのため、溌液層１１０上の金属インク１３０は接触角が大きくなり液滴状態となる（図６（ｄ））。
【００６４】
次に、基板１００の表面に残留する金属インク１３０を溝１２０に誘導する誘導処理が行われる（ステップＳ１７）。本実施形態では誘導処理は塗布部５で行われる。塗布部５では、基板１００の表面に向けて気体噴出ノズル６２から気体を噴出しながら、一方側から他方側に向けて移動する。この時、気体噴出ノズル６２は移動方向と直交する方向に対して傾斜して設けられているため、溌液層１１０上に残留する金属インク１３０は隣接する溝１２０に誘導される（図６（ｅ））。これにより、溝１２０の深さに対して十分な金属インク１３０の充填が可能となる。また、塗布された金属インク１３０を効率よく溝１２０に充填できるため材料の使用効率を高くすることができる。なお、本実施形態では誘導処理は塗布部５で行われたが、別の装置で独立して同様の処理を行なっても良い。
【００６５】
溝１２０に金属インク１３０が充填された基板１００は、塗布部５から搬送ロボットＲ３によって搬出され、焼成部６へ搬入される。焼成部６では、基板１００が焼成処理される（ステップＳ１８）。焼成された基板１００では、溝１２０に充填された金属インク１３０から溶剤が完全に除去される。そして、金属インク１３０が充填された溝１２０が配線パターンとして機能するデバイス用配線体１４０が作製される。なお、金属インク１３０に含まれる組成によれば、焼成処理が不要となる場合もある。この場合、塗布部５による金属インク１３０の充填が行われた基板１００がデバイス用配線体１４０として機能する。
【００６６】
焼成部６で焼成された基板１００は搬送ロボットＲ３によって搬出され、搬出部８を介してパターン形成装置１０の外部に搬出される（ステップＳ１９）。
【００６７】
本実施形態にかかるパターン形成方法によれば、基板表面に溌液層を形成し、溌液層に光エネルギーを照射することによって配線パターンに対応する溝を形成する。そして、形成された溝に対して導電性材料を供給することで配線パターンを形成する。これにより、配線パターンのアスペクト比を高くするとともに、導電性材料等の使用効率を高くすることができる。
【００６８】
＜３．１  変形例＞
以上、本発明の実施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。
【００６９】
上記実施形態では、金属インク１３０の粘度を低下させるためスリットノズル４２の側面に一対のヒーター４３を設けたが、同様の効果を得る上で、スリットノズル４２に金属インクを供給する配管の経路途中に加熱機構を設けても良い。また、金属インク１３０を貯留する貯留部に加熱機構を設けても良い。
【００７０】
また、上記実施形態において気体噴出ノズル６２の吐出口はスリット状であったがこれに限定されるものではなく、複数の孔が配列される構成であっても良い。
【００７１】
また、スリットノズル４２は長尺状のものを採用したがこれに限定されるものではない。例えば、図８（ａ）に示すように、基板１００の中央位置近傍で僅かに屈曲する逆∨字型の気体噴出ノズルを誘導機構として用いてもよい。この構成によれば、溌液層上に残留する金属インク１３０は両側に向けて誘導することができる。また、図８（ｂ）に示すように、∨字型の気体噴出ノズルを千鳥状に複数配置することも可能である。
【００７２】
また、誘導機構６０として気体を噴出する気体噴出ノズル６２ではなく、弾性部材で作られたスキージ等によって基板１００の表面に残留する金属インク１３０を溝１２０に誘導しても良い。また、ステージ４１に傾斜機構を設け、金属インク１３０が塗布された後にステージ４１を傾斜させる構成を採用することもできる。
【００７３】
また、塗布部５に金属インク１３０を回収する回収機構を設けても良い。この場合、ステージ４１を基板１００より僅かに小さい形状とするとことで、傾斜して設けられた気体噴出ノズル６２の一端側に回収機構を設置し、気体噴出ノズル６２によって誘導され溝１２０に誘導されなかった金属インク１３０を回収することができる。
【００７４】
移動機構６１によって気体噴出ノズル６２を移動させたが、ステージ４１を気体噴出ノズル６２に対して移動させてもよい。言い換えると気体噴出ノズル６２とステージ４１に載置される基板１００とが相対移動していれば良い。
【符号の説明】
【００７５】
１，５    塗布部
３    露光部
１０    パターン形成装置
６０    誘導機構
６１    移動機構
６２    気体噴出ノズル
１００    基板
１１０    溌液層
１２０    溝
１３０    金属インク
【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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