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TWI571905B - 圖案形成方法及圖案形成裝置 - Google Patents

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TWI571905B
TWI571905B TW100133125A TW100133125A TWI571905B TW I571905 B TWI571905 B TW I571905B TW 100133125 A TW100133125 A TW 100133125A TW 100133125 A TW100133125 A TW 100133125A TW I571905 B TWI571905 B TW I571905B
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Inventor
兒玉淳
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富士軟片股份有限公司
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Description

圖案形成方法及圖案形成裝置
本發明係有關一種圖案形成方法及圖案形成裝置，特別是有關使用噴墨方式的微細圖案之形成技術。
近年來，使用噴墨方式的液體吐出頭(噴墨頭)在基板上形成電氣配線圖案或遮罩圖案等之微細圖案的技術受到矚目。例如，使金屬粒子或樹脂粒子既呈擴散的液體之液滴從噴墨頭吐出並配置於基板上，利用前述液體將圖案描繪於基板上，藉加熱等方式使其硬化，以形成電氣配線圖案或遮罩圖案。在有關使用噴墨方式的圖案之描繪的課題方面，可例舉：因彈著於基板上的複數滴液滴合一而產生膨脹(匯集)、或因液滴的飛翔方向偏斜或彈著於基板上的液滴之移動而產生鋸齒等因素致使油墨滲出。
圖31A及31B係說明使用相關技術的噴墨方式之微細圖案形成方法的課題之圖，係圖示出基板1的圖案形成面1A。圖31A中圖示出彈著於基板1的圖案形成面1A之複數滴液滴2合一而成一個大的液滴3之狀態(產生膨脹的狀態)。又，圖31B中圖示出在彈著於基板1的圖案形成面1A上的液滴2發生彈著位置之偏差，產生鋸齒的狀態。圖31A及31B皆是原本應形成的圖案係利用賦與標號4的虛線所表示的形狀。為解決此種課題而進行了各種檢討。
非專利文獻1係揭示一種應用光微影技術使基板的表面能量部份地改變之後，使用噴墨方式將液滴配置於基板上，藉以正確地描繪細圖案之手法。
又，專利文獻1係揭示一種液體吐出裝置，其建構成：朝由雷射光所包圍的領域吐出液滴，使偏離規定的軌道之液滴返回規定的軌道，使該液滴彈著於被雷射光所包圍的領域內。
專利文獻2係揭示一種藉噴墨方式噴射含有機能性材料的溶液，使機能性材料殘留於基體上以製造機能性基體的方法。以專利文獻2所揭示的技術而言，係建構成在噴射機能性材料的溶液之前，將雷射光照射於基體上以進行基體上的溶液附著力改質。又，專利文獻2係揭示單獨的圓點之尺寸(直徑15μm)大於雷射光點尺寸(直徑10μm)之要旨。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2004-276591號公報
[專利文獻2]日本專利特開2005-081159號公報
[非專利文獻]
[非專利文獻1]鈴木幸榮，「可撓式電泳顯示用全印刷有機TFT陣列」，(日本)，顯示器，TECHNO公司，2010年5月，第16巻，第5號，p.35-40
然而，非專利文獻1所揭示的手法在事前是需要光罩的，且需要光罩和基板之對準步驟。再者，由於無法使光罩對應於基板的變形(變形)，所以無法讓變化基板表面能量之處理追隨基板的變形等。因此，產生所謂起因於基板的變形等所導致描繪的圖案偏差的問題等。
又，專利文獻1所揭示的液體吐出裝置雖能避免液滴之飛翔方向的偏斜，但並非能回避彈著後的液滴移動的情況。因此，難以避免基板上中的液滴之合一而導致膨脹的產生、及依彈著後的液滴之移動所產生之鋸齒而導致圖案滲透。
專利文獻2所揭示的機能性基體之製造方法由於是使雷射光點尺寸形成比單獨的圓點之尺寸還小，因而在機能性材料的圖案之邊緣部發生鋸齒，致使機能性材料之圖案的品質降低。再者，機能性材料的溶液之濡濕擴展受限於雷射光的照射領域，難以獲得規定尺寸的圓點。
本發明係有鑒於這樣的問題而完成者，目的在於提供一種防止在使用噴墨方式形成微細圖案時之圖案滲透且實現形成追隨(對應)基板的變形之較佳的微細圖案之圖案形成方法及圖案形成裝置。
為達成上述目的，本發明之一個態樣的圖案形成方法為具備：對應形成於基體的圖案形成面之圖案，對該圖案形成面內之至少包含形成前述圖案之領域的寬度方向兩側的外緣之處理對象領域，照射具有未滿構成該圖案的圓點之直徑的寬度之光線，藉以在該處理對象領域施作改質處理的改質處理步驟；及對形成包含既施作前述改質處理的處理對象領域之圖案的領域，利用噴墨方式將機能性液體的液滴吐出並配置的液滴配置步驟。
依據此種態樣，對應形成於基體的圖案形成面之圖案，對至少包含圖案的寬度方向兩側的外緣之處理對象領域，照射具有未滿構成該圖案的圓點之直徑的寬度之光線以施作改質處理，藉此，即便在圓點的彈著位置發生偏差，仍可使圓點被拉近於規定位置，防止起因於圓點的位置偏差或其位置偏差所導致圓點合一的情況。
又，藉由以超過圓點之解析度(描繪解析度)的解析度施作改質處理，由於圓點的定影位置被以改質處理的解析度之等級調整，故圖案的品質(描繪品質)提升。
特別是，由於在圖案的邊緣部份(圖案的寬度方向之兩端部)產生的鋸齒會模擬改質處理的解析度，故鋸齒變得難以被視認，該圖案的邊緣部份之品質提升。
又，對應於圖案的改質處理之處理對象領域，以設成圖案的寬度方向之兩側的外緣及圖案的內部是由構成圖案的液體所被覆的全領域者較佳。
適用於改質處理的光線係可適用雷射光線(雷射的點光)。例如，在大氣中基板表面一照射雷射光時，照射領域與非照射領域相較之下親液性變高。
較佳為，基體是基板。
依據此種態樣，係利用噴墨方式在基板上直接形成較佳的微細圖案。
在此種態樣方面，以進一步具備使噴墨頭和基板相對地搬運之相對搬運步驟的態樣較佳。
又較佳為，進一步在改質處理步驟中、液滴配置步驟中、及液滴配置步驟之後當中至少任一，具備有調整基板的溫度之溫度調整步驟。
依據此種態樣，藉由在改質處理步驟中調整基板的溫度，可促進改質處理。
又，藉由在液滴配置步驟中，或液滴配置步驟之後調整基板的溫度，可適度調整機能性液體之液滴的形狀(厚度、圓點徑)。
又較佳為，進一步具備：圖案形成方法係在液滴配置步驟之後，對所配置的液滴照射輔助光的輔助光照射步驟。
依據此種態樣，可促進藉由液滴配置步驟而配置的機能性液體的液滴(圓點)之硬化，並且控制該圓點的形狀。
在此種態樣方面，作為機能性液體，適用可藉由輔助光的照射促進硬化的液體。
關於此種態樣中的輔助光，可例舉紫外線。藉由調整紫外線的照射光量，可控制(調整)機能性液體之液滴(圓點)的硬化狀態。
又較佳為，基體是中間轉印體，圖案形成方法係進一步具備將形成於中間轉印體的圖案轉印於基板的轉印步驟。
依據此種態樣，在中間轉印方式中，可在基板上形成較佳的微細圖案。
又較佳為，圖案形成方法係進一步在轉印步驟中及轉印步驟之後當中至少任一具備有調整基板的溫度之溫度調整步驟。
依據此種態樣，可促進轉印於基板上的圖案之硬化。
又，在液滴配置步驟中調整中間轉印體的溫度之態樣亦較佳。
又較佳為，圖案形成方法係進一步具備在轉印步驟之後，對所轉印的圖案照射輔助光的輔助光照射步驟。
依據此種態樣，可促進轉印於基板上的圖案之硬化。
又較佳為，圖案形成方法係進一步具備：檢測基板的變形之檢測步驟；依據所檢測之基板的變形，生成光線的照射資料及液滴之配置資料的補正資料之補正資料生成步驟，且於改質處理步驟中，依據補正資料，對該處理對象領域照射光線，於液滴配置步驟中，依據補正資料，對既經施作改質處理的處理對象領域，利用噴墨方式吐出液滴並作配置。
依據此種態樣，係將檢測步驟中所檢測之基板的變形資訊作為共通的檢測結果，由於改質處理資料的補正資料及液滴配置資料的補正資料是隨選生成，所以會執行與各基板的變形相對應之較佳的改質處理及圖案形成。
較佳為，檢測步驟係具備：讀取被設於基板的圖案形成面之被讀取部之讀取步驟；及依據讀取結果(讀取信號)取得變形資訊的變形資訊取得步驟之態樣。
又較佳為，改質處理步驟係包含對被照射光線的領域供給反應氣體之反應氣體供給步驟。
依據此種態樣，藉由在反應氣體環境下執行改質處理，得以提升改質處理效率。又，藉由選擇地切換反應氣體的種類，可選擇地切換改質處理的內容。
例如，當使用氧系氣體或氮系氣體作為反應氣體時，改質處理成為親液化處理，而當使用氟系氣體作為反應氣體時，改質處理成為撥液化處理。
又較佳為，在改質處理步驟中，將圖案的內部作為改質處理領域而照射光線。
依據此種態樣，可使機能性液體的液滴(圓點)被拉近於被施作改質處理的圖案內部，防止圓點朝圖案的外側露出並定影的情況。
在此種態樣方面，藉由利用水系溶媒的液體形成圖案的情況為，於改質處理步驟中作親水化處理，而藉由利用有機溶媒的液體形成圖案的情況為，於改質處理步驟中作疏水化處理。
又較佳為，在改質處理步驟中，對圖案的寬度方向兩側的外緣分別照射具有圖案全寬的1/2以下之照射寬度的光線。
依據此種態樣，藉由對圖案的外緣施作改質處理，由於經改質處理的部份成為障壁而將機能性液體的液滴(圓點)保持於圖案的內部，得以防止形成圖案的圓點露出於圖案的外側並定影的情況。
此種態樣中，藉由利用水系溶媒的液體形成圖案的情況為，於改質處理步驟中作疏水化處理，而藉由利用有機溶媒的液體形成圖案的情況為，於改質處理步驟中作親水化處理。
又較佳為，在改質處理步驟中，對包含圖案的寬度方向的兩側的外緣的外側之處理對象領域施作改質處理。
在此種態樣方面，以改質處理是撥液化處理的態樣較佳。
又較佳為，在改質處理步驟中，照射具有圓點直徑的1/10以下的寬度之光線。
在此種態樣方面，以將1光束的照射徑設為圓點徑的1/10以下的態樣較佳。
又較佳為，在改質處理步驟中，以超過圓點之配置解析度的解析度照射光線。
此種態樣中的「圓點解析度」係以圖案形成面的毎單位面積(長度)的圓點數表示。又，「光線的解析度」可以是圖案形成面的每單位面積之照射(點)數，在藉由光線沿規定的方向掃描圖案形成面的態樣中，亦可以是圖案形成面的每單位長度的掃描數。
又較佳為，在改質處理步驟中，以圓點之配置解析度的10倍以上的解析度照射光線。
在此種態樣方面，以光線的照射間距是未滿光線的光徑(照射徑)者較佳。
為達成上述目的，本發明之一個態樣的圖案形成裝置為具備：改質處理手段，係對應形成於基體的圖案形成面之圖案，對該圖案形成面內之至少包含形成圖案的領域的寬度方向兩側的外緣之處理對象領域，照射具有未滿構成該圖案的圓點之直徑的寬度之光線，藉以在該處理對象領域施作改質處理；及噴墨頭，係對形成包含既施作改質處理的處理對象領域之圖案的領域，利用噴墨方式將機能性液體的液滴吐出並作配置。
較佳為，基體是基板。
在此種態樣方面，圖案形成裝置係進一步具備使噴墨頭和基板相對地搬運的相對搬運手段之態樣者較佳。
又較佳為，圖案形成裝置在改質處理中、液滴配置中、及液滴配置之後至少任一，係進一步具備調整基板的溫度之溫度調整手段。
又較佳為，圖案形成裝置係進一步具備對所配置的液滴照射輔助光的輔助光照射手段。
又較佳為，基體是中間轉印體，圖案形成裝置係進一步具備將形成於中間轉印體的圖案轉印於基板的轉印手段。
又較佳為，圖案形成裝置係進一步在轉印中、及轉印之後當中至少任一具備有調整基板的溫度之溫度調整手段。
又較佳為，圖案形成裝置係進一步具備對所轉印的圖案照射輔助光的輔助光照射手段。
又較佳為，圖案形成裝置係進一步具備：檢測基板的變形之檢測手段；及依據所檢測之基板的變形，生成光線的照射資料及液滴之配置資料的補正資料之補正資料生成手段，改質處理手段係依據補正資料對該處理對象領域照射光線，噴墨頭，係依據補正資料，對既施作改質處理的處理對象領域吐出液滴並作配置。
又較佳為，改質處理手段係包含對被照射光線的領域供給反應氣體的反應氣體供給手段。
又較佳為，改質處理手段係將圖案的內部作為改質處理領域而照射光線。
又較佳為，改質處理手段係對圖案的寬度方向兩側的外緣分別照射具有圖案全寬的1/2以下之照射寬度的光線。
又較佳為，改質處理手段係對包含圖案的寬度方向兩側的外緣的外側的處理對象領域施作改質處理。
又較佳為，改質處理手段係照射具有圓點直徑的1/10以下的寬度之光線。
又較佳為，改質處理手段係以超過圓點之配置解析度的解析度而照射光線。
又較佳為，改質處理手段係以圓點之配置解析度的10倍以上的解析度照射光線。
依據本發明，藉由在對應被形成在基板的圖案形成面之圖案的處理對象領域，施作改質處理，即便在圓點的彈著位置發生偏差，圓點仍會被拉近於規定位置，故防止圓點的位置偏差，防止起因於圓點的位置偏差而導致圓點合一的情況。又，藉由利用具有未滿圓點的直徑之寬度的光線施作改質處理，圓點的定影位置係以光線寬度的等級調整，故圖案的品質(描繪品質)提升。特別是，在圖案的邊緣部份(圖案的寬度方向之兩端部)產生的鋸齒會模擬改質處理的寬度，故鋸齒變得難以被視認，該圖案的邊緣部份之品質提升。又，藉由檢測基板的變形以變更改質圖案，可以隨選補正圖案偏差，提升描繪的品質。
 [用以實施發明之形態]
以下，按照所附的圖面就本發明的較佳實施形態作詳細說明。
[圖案形成方法之說明]
本發明之實施形態的圖案形成方法為，在玻璃基板、矽基板(矽晶圓)、矽樹脂基板、膜基板、以及被絕緣加工的金屬板等之基板(基體)的圖案形成面形成電氣配線圖案或遮罩圖案(光阻圖案)等之微細圖案者。本實施形態的圖案形成方法係包含：在對應於形成配線圖案的領域之改質處理領域施作改質處理之改質處理步驟；將溶媒中分散有金屬粒子的金屬粒子分散液或溶媒中分散有樹脂粒子的樹脂粒子分散液等之機能性液體(以下，會有僅記載「液體」的情況。)的液滴配置於經改質處理後的基板上之噴墨沉積步驟(圖案形成步驟)。
圖1係本實施形態的圖案形成方法中改質處理步驟之概念圖。圖1所示的改質處理步驟為，對形成在基板10的圖案形成面10A中直線狀的微細圖案12(利用鏈線表示)的領域，從改質能源賦與部14賦與改質處理能源(以白色箭頭線表示)以施作改質處理的步驟。
基板10係適用玻璃基板、矽基板(矽晶圓)、膜基板、矽樹脂基板、絕緣的金屬板等。作為玻璃基板的材料，可例舉：石英、LCD用無鉛玻璃。再者，亦可適用將玻璃和環氧樹脂混合而成的玻璃環氧樹脂基板等。
又，作為膜基板的材料，可例舉：聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚醚碸(PES)等。
膜基板亦可以是包含障壁層或導電層者。作為被絕緣加工的金屬板的材料，可例舉使鋁的表面氧化後的氧化鋁基板等。
本實施形態所示的改質處理步驟中的改質能源係適用雷射光線(點光)。例舉該雷射光線的例子，即波長是300nm、365nm、405nm等之紫外線領域或可見光領域，而輸出是10～數百mJ/cm2，雷射光線的光徑(點徑)是1～2μm。
當然，不光是紫外線領域、可見光領域，亦可適用紅外光域的雷射光。又可適用半導體雷射、固體雷射、液體雷射、氣體雷射等各種媒體。
雷射光線可適用作為改質能源的改質能源賦與部14，係具備：使雷射光產生的雷射光源單元(振盪器)；及將藉由光學系而限縮成規定的光徑之雷射光線照射於基板之曝光頭。雷射光源可內建於曝光頭，亦可設置在曝光頭的外部。
在改質處理的例子方面，可例舉：親液化處理及撥液化處理。藉由切換使用於改質處理的反應氣體，可選擇地切換親液化處理和撥液化處理。
例如，在被供予來自反應氣體(環境氣體)供給部16之含氧的反應氣體或含氮的反應氣體之環境中置放改質處理對象的基板10，當雷射光線照射於該反應氣體環境下的基板10時，被照射該雷射光線的照射領域係改質成具有比未被照射雷射光線的非照射領域還高的親液性。
另一方面，當置於氟系氣體環境的基板10一被照射雷射光線時，被照射該雷射光線的照射領域係改質成具有比未被照射雷射光線的非照射領域還高的撥液性。
此外，所謂的「具有高撥液性的狀態」係指液滴對基板10的接觸角相對為小的狀態，而「具有高撥液性的狀態」係指液滴對基板10的接觸角相對為大的狀態。
在「具有高撥液性的狀態」的具體例方面，可例舉：液滴對基板10的接觸角是45°以下的狀態。又，在「具有高撥液性的狀態」的具體例方面，可例舉：液滴對基板10之接觸角是80°以上的狀態。
圖1圖示了保持於載台18上的基板10一邊沿規定的移動方向移動(以箭頭線表示移動方向)一邊被照射雷射光線的態樣。關於和基板10的移動方向正交的方向，利用雷射光線沿著相同方向掃描基板10亦可，亦可適用對應於基板10的相同方向之長度(全寬)而具備多數個點光之照射口，同時照射雷射光線的多重曝光。以利用1道雷射光線掃描基板10的態樣而言，1次的掃描寬度係對應於點光的光徑。
又，亦可為使曝光頭(改質能源賦與部14)相對於被固定的基板10移動的態樣。亦即，亦可為利用支持曝光頭並使之二維地移動的移動機構一邊移動曝光頭一邊以雷射光照射規定的照射領域之態樣。
圖2係示意地圖示對形成微細圖案12的領域(配置用以構成微細圖案的圓點的領域之內緣的內側，且被後述的液體(圓點)所被覆的領域)施作改質處理的狀態之說明圖。
圖2中，係利用鏈線表示微細圖案12的形狀。改質處理步驟中，照射於基板10(參照圖1)之雷射光線的光徑(曝光徑)Db是2μm，雷射光線的曝光間距Pb成為未滿2μm。
此外，圖2中，賦與標號20所表示之1光束雷射光線的照射領域，在圖示方便上，係呈相鄰而彼此未重疊，但實際上是相鄰且彼此重疊，圖案12的內部全區域被施作改質處理。
亦即，供形成微細圖案12的領域即改質處理對象領域係被每1道光束具有2μm的曝光徑(曝光寬度)之雷射光線以無間隙且掩埋供形成微細圖案12的領域的方式照射。
雷射光線的曝光徑(曝光寬度)Db係比後述的圓點之直徑Dd(參照圖4)小得多，雷射光線的曝光間距Pb係比圖案的圓點間距Pd(參照圖4)小得多(細)。
圖3係本實施形態所示的圖案形成方法中的噴墨沉積步驟(圖案形成步驟)之概念圖。圖3所示的噴墨沉積步驟為，從噴墨頭22對經改質處理後的基板10吐出液滴24，藉由彈著於基板10的圖案形成面10A的液滴24形成圓點26的步驟。
可適用本步驟的液體係具有能藉由噴墨方式吐出的物性(黏度等)，有關該例子方面，可例舉：使銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)等之金屬的粒子或含彼等金屬的合金之粒子分散在規定的溶媒中的金屬粒子分散液、或含上述金屬之前驅物溶液等之配線油墨。利用此種配線油墨形成具有10μm至數十μm的微細寬度之電氣配線。
又，除了使用上述配線油墨形成電氣配線圖案以外，亦可使用溶媒中分散有樹脂粒子等之絕緣體粒子的液體(例如，光阻油墨)來形成遮罩圖案，或使用溶媒中分散有半導體，、有機EL發光材等的電子材料油墨來形成圖案。如此，基於噴墨方式的圖案形成係可以隨選進行形成無遮罩化之微細圖案。
圖3例示了使基板10沿著規定的移動方向(以箭頭線表示)一邊移動一邊進行圖案形成的態樣。關於和基板10的移動方向正交的方向，可為藉由利用噴墨頭22沿相同方向掃描基板10的序列方式進行圖案形成的形態，亦可為具備遍及基板10之相同方向的長度(全寬)配置多數個噴嘴之全行式噴墨頭並就相同方向同時地吐出液滴進行圖案形成的形態。
圖4係示意地圖示在經施作改質處理的領域形成圓點26的狀態之說明圖。圖4所示的圓點26之直徑Dd係比雷射光線的曝光徑Db還大得多，圖4所示的圓點26之直徑Dd係雷射光線的曝光徑Db的10倍。
又，圓點間間距Pd係成為雷射光線的曝光間距Pb的10倍。換言之，圓點解析度係成為改質處理的解析度的1/10。此外，圖4中雖圖示出以鄰接的圓點26的一部份稍微重疊的方式配置圓點26的態樣，但亦能以鄰接的圓點26之重疊部份變更多的方式配置圓點26。
亦即，以本實施形態所示的圖案形成方法而言，藉由將改質處理的解析度設成比圓點解析度高很多(細)，圓點26的彈著位置之偏差可因應改質處理的解析度之等級進行補正。
因此，圓點26的定影位置之精度成為改質處理的解析度之等級，變得比未施作改質處理的情況高得多，得以抑制起因於圓點26的位置偏差所導致之鋸齒或膨脹的產生。
又，經施作改質處理的領域由於圓點的定影性(基板10和圓點26之間的接合性能)變高，所以圓點係模擬改質處理的解析度而定影，即使產生鋸齒，該鋸齒也只是難以被視覺辨認的程度之小尺寸。
圖4雖例示出將圓點解析度設成改質處理的解析度之1/10左右的態樣，但較佳為，將圓點解析度設成比改質處理的解析度之1/10倍還更低，而將改質處理的解析度相對地設高。
圖5係表示適用本實施形態所示的圖案形成方法，係形成有配線圖案的印刷配線基板的圖案形成面之俯視圖。
圖5所示的印刷配線基板10係形成有與形成在邊緣部10B的複數個電極(墊)30連接之複數個電氣配線圖案12。該複數個電極30係與安裝在該邊緣部10B的卡邊緣連接器對應，且其配置間距為從10μm到數十μm。又，配線圖案12之寬度及配置間距亦成為10μm至數十μm。
圖5所示的配線圖案12的彎曲部32，係在形成圖案時因圓點的定影位置之偏差而產生鋸齒或膨脹時很容易產生圖案缺口等之缺陷的部份，因而特別要求圓點的定位精度。
因此，藉由適用本實施形態所示的圖案形成方法，可抑制鋸齒或膨脹之發生，防止在配線圖案12的彎曲部32中產生圖案12的缺陷。
圖6示意地圖示在圖5所示的配線圖案12的彎曲部32施作改質處理的狀態。
圖6中放大圖示的配線圖案12(彎曲部32)係曲率半徑R=20μm，線寬=50μm。此外，圖5中圖示了彎曲部32的彎曲角度是約45°的情況，而圖6則圖示了有關彎曲部32的形狀是極端的情況方面，彎曲角度是約90°的情況。
又，基板10(參照圖5)係厚度是0.1mm的PET膜基板，改質能源係適用輸出是100mJ/cm2，波長是405nm且光束徑Db是2μm的雷射光線。
再者，在反應氣體方面可適用含氧的氣體(大氣亦可)，改質處理後的處理對象領域(配置圓點26(參照圖4)的領域)係具有親液性。
如圖6所示，由於以比圓點解析度高得多的解析度(圖6的例子為10倍左右)施作改質處理，所以相對於圖案12的曲線雖然多少會存在改質處理的缺損(沒有表示改質部份的圓形之部份)，但在圖案的彎曲部32的邊緣亦實質能獲得和直線部份大致相同的改質解析度。
圖7係示意地圖示在改質處理(親液化處理)後的基板10上配置了銀油墨(或銅油墨)的液滴之狀態說明圖。又，圖8A及8B係示意地圖示彈著後的液滴(圓點)26之狀態變化說明圖(斷面圖)。
如圖8A所示，彈著後不久的液滴(圓點)26雖具有半球形狀，但隨著時間經過，會從中心濡濕擴展成放射狀，直徑變大並且高度變低。
以圖8A所示的例子而言，彈著時的圓點26之直徑是30μm，濡濕擴展穩定後的圓點之直徑是50μm。如圖8B所示，濡濕擴展的圓點26一與彈著於鄰接的位置的圓點26接觸時，圓點26係藉相互的表面張力而彼此拉近並如圖8B所示一體化，形成圖9所示的配線圖案12。
亦即，就算在液滴(圓點)26的彈著位置產生圖7所示那樣的位置偏差，又，就算濡濕擴展的圓點26滲出於未進行改質處理的領域，圓點26還是會被拉近於經改質處理之具有親液性的領域。
又，鄰接的圓點彼此一體化時，圓點26亦會模擬經施作改質處理的圖案(曝光圖案)，所以形成配線圖案12的圓點26收斂在被改質處理之具有親液性的領域，並無露出於非改質領域的情況。
再者，由於改質處理的解析度比圓點解析度高得多，所以產生在圖案邊緣的鋸齒係模擬改質處理領域的邊緣形狀而變得不明顯，配線圖案(特別是配線圖案的邊緣部)的品質提升。
如此，藉由將改質處理中的處理解析度設成比圖案描繪的圓點解析度高得多，液滴(圓點)的定影位置之精度遂提升，可使圖案高品質化。
特別是，描繪圖案的邊緣部中形狀穩定變成無鋸齒，能獲得更高的描繪品質。
又，藉由使用雷射光線作為改質能源，使以高能量進行效率佳的改質處理成為可能，而可在不仰頼基板的材質、形狀之下進行高速且高品質的改質處理。
再者，藉由適度選擇被導入於改質處理環境的反應氣體，可選擇改質處理的內容，可因應各種材質的基板或具有各種物性的液體。而且，能提升圓點(圖案)和基板之接合力，所以即便是平滑面亦能使液滴高精度地定影，所形成的圖案成為即便是基板彎曲也不易剝離且能耐久性提升。
有關適用本實施形態所示圖案形成方法製作的製品方面，可例舉：印刷配線基板、撓性配線基板、撓性有機EL顯示器(有機EL顯示器面板)、電子紙、太陽能電池板等。
例如，利用本實施形態所示的圖案形成方法，可製作TFT間距是10μm×100μm至200μm×200μm左右、閘極線及源極線的最小線寬是40μm、間隔是20μm、源極電極的最小線寬是20μm且通道寬是5μm的TFT陣列。
又，本實施形態所示的圖案形成方法在彼等電氣配線圖案、用以形成元件的半導體層或其他遮罩圖案形成上亦可適用。此外，將本實施形態所示的圖案形成方法適用於製作上述製作物的步驟之一部份，亦可和其他的手法的步驟併用。
[圖案形成裝置的說明]
其次，針對用以將上述圖案形成方法實現之裝置構成作說明。
圖10係本發明之實施形態的圖案形成裝置100之概略構成圖。圖10所示的圖案形成裝置100係具備：檢測基板102的變形之變形檢測部110；在基板102施作改質處理的改質處理部120；及在改質處理後的基板102形成微細圖案的圖案形成部(噴墨吐出部)130。
變形檢測部110係以包含支持基板102的搬運機構112、及檢測基板102的變形之感測器114所構成。搬運機構112係使在感測器114的檢測領域中基板102一邊保持成規定的姿勢一邊沿規定的方向移動。搬運機構112可以是將基板102沿一個方向搬運的形態，亦可以是將基板102沿正交的二個方向(例如XY方向)搬運的形態。
感測器114係適用具備半導體雷射或LED等之光源和CCD等之攝影元件的光學式檢測系統。亦即，感測器114係攝影預設於基板102的對準標記(圖10中未圖示，在圖20中賦與標號303加以表示)，將其攝影信號送出於控制系(詳細圖示於圖18)。
以該控制系而言，係依據從感測器114所獲得之檢測信號(攝影信號)，檢測基板102自體的變形及描繪的變形，以消除其變形的方式生成圖案的補正資料，並且生成與該圖案的補正資料對應之改質處理的補正資料。亦即，隨選地執行與圖案形成前的基板102之變形對應的補正。
此處所說的「基板的變形」除了基板102自體的變形以外，亦包含描繪的變形。在有關基板102自體的變形方面，可例舉：基板102從規定位置朝縱方向或橫方向偏離的情況、朝高度方向偏離的情況、或旋轉的情況等。
又，描繪的變形除了描繪位置的偏差以外，還可例舉：描繪形狀被放大的情況、被縮小的情況、變形成梯形狀的情況等。
此外，亦可為使感測器114一邊二維地移動，一邊檢測被固定之基板的變形之形態，或使基板102(搬運機構112)及感測器114兩者相對地一邊移動，一邊檢測基板的變形之形態。
上述之變形檢測部110的機能，亦可建構成在先前說明過的圖案形成方法中作為變形檢測步驟。亦即，上述之圖案形成方法亦可建構成：具備檢測基板10的變形之變形檢測步驟；及對應於由變形檢測步驟所檢測之基板10的變形以生成改質處理的補正資料及圖案形成的補正資料之補正資料生成步驟，且依據該補正資料執行改質處理步驟及圖案形成步驟。
改質處理部120係具備：充填有規定的反應氣體之腔室122；在腔室122內保持基板102並使之朝規定的移動方向移動的搬運機構124；及對基板102的規定領域照射雷射光線的曝光頭126。
圖11係表示曝光頭126的概略構成之構成圖。圖11所示的曝光頭126係建構成：具備雷射振盪器126A、快門機構126B、准直透鏡126C、調整雷射光的光束之透鏡系126D、以及對曝光對象面照射必要的點徑之雷射光線的末端光學系(反射鏡、透鏡等)126E，且將具有規定的曝光徑之點光照射於基板。
以本實施形態而言，係適用於序列方式，即利用曝光頭126沿著與基板102的移動方向正交的方向掃描基板102，針對在同方向中以一次掃描可進行改質處理的領域執行改質處理，當該掃描方向的一次改質處理完成後，使基板102移動規定量再針對下個領域執行改質處理，藉由反覆該動作而遍及基板102的全面施作改質處理之方式。
當然，亦可為取代利用曝光頭126掃描基板102，改為使用掃描光學系以雷射光線自體掃描基板102的形態。又，亦可為遍及基板102的全寬配列多個點光端，使基板102一邊移動一邊遍及基板102的全寬，同時地照射雷射光線的形態。
圖10所示的圖案形成部130係包含有一邊保持基板102一邊使之朝規定的方向移動的搬運機構132、以及噴墨頭134所構成。配置了從噴墨頭134所吐出的液滴而形成有規定的圖案之基板102係從未圖示的基板排出部被排出。
又，圖10所示的圖案形成裝置100係具備：在變形檢測部110和改質處理部120之間進行基板102之收授的收授部140；及在改質處理部120和圖案形成部130之間進行基板102之收授的收授部142。
圖12係表示圖案形成部130之一個態樣的構成圖。有關圖12所示的圖案形成部130之採用噴墨頭134的掃描方式方面，係適用序列方式。
亦即，圖案形成部130係具備：使搭載有噴墨頭134的載具150沿著主掃描方向M移動的掃描機構152；及使支持基板102的載台156沿著副掃描方向S移動的搬運機構132。
圖12所示的掃描機構152的作為載具150之進給機構可適用滾珠螺桿154，而作為載具150的支持構件可適用導引構件158。又，搬運機構132的作為載台156之進給機構可適用滾珠螺桿160。
此外，可適用線性滑塊等之線性致動器，以取代滾珠螺桿160，亦可適用xy工作台。
圖13A係表示噴墨頭134的噴嘴配置之噴墨頭134的噴嘴面之俯視圖。如圖13A所示，噴墨頭134係具有複數個噴嘴170以配置間距Pn在副掃描方向(圖13A中的上下方向)排列成一列的構造。
為了縮小噴嘴170的配置間距使噴墨頭134的噴嘴配置高密度化，可將如圖13B所示複數個噴嘴170配置成棋盤格狀，亦可將複數個噴嘴170配列成矩陣狀(參照圖17)。圖13B所示的棋盤格配置中的噴嘴170之實質的配置間距Pn’係成為圖13A所示的噴嘴170之配置間距Pn的1/2。
圖14係表示成為構成噴墨頭134的記錄元件單位之1通道份的液滴吐出元件(對應於1個噴嘴170的油墨室單元)之立體構成的斷面圖。
如圖14所示，本實施形態的噴墨頭134係由形成有噴嘴170的噴嘴板172和形成有壓力室174或共通流路176等之流路的流路板178積層接合的構造所構成。
噴嘴板172係構成噴墨頭134的噴嘴面172A，各自連通於壓力室174的複數個噴嘴170沿著副掃描方向形成一列(參照圖13A)。
流路板178係構成壓力室174的側壁部，且係形成有從共通流路176朝壓力室174導入油墨之作為個別供給路的縮頸部(最狹窄部)之供給口180的流路形成構件。
此外，為便於說明，在圖14中權宜地簡略圖示，流路板178可以是具有一片基板所形成的構造，亦可以是具有積層複數個基板而成的構造。噴嘴板172及流路板178各自可以用矽做為材料並利用半導體製程加工成所要的形狀。
共通流路176係與油墨供給源的油墨槽(未圖示)連通，從油墨槽所供給的油墨係經由共通流路176供給至各壓力室174。
在構成壓力室174一部份的面(圖14中的上表面)之振動板182接合有壓電致動器(壓電元件)190。壓電致動器190係具備上部電極(個別電極)184及下部電極186，且具有在上部電極184和下部電極186之間夾入壓電體188的構造。
將振動板182利用金屬薄膜或金屬氧化膜構成時，其振動板182係作為與壓電致動器190的下部電極186相當之共通電極發揮機能。此外，在利用樹脂等之非導電性材料形成振動板的態樣中，於振動板構件的表面，藉由金屬等之導電材料形成下部電極層。
透過施加驅動電壓於上部電極184，壓電致動器190遂變形而使壓力室174的容積變化，伴隨的是，藉由壓力變化而自噴嘴170吐出油墨。
油墨吐出後，在壓電致動器190回復成原本狀態之際，新油墨從共通流路176通過供給口180填充於壓力室174。
此外，在本實施形態所示的噴墨頭134之吐出方式方面，亦可適用熱感方式。關於熱感方式之詳細的說明係省略，以熱感方式而言，當設置於液室內的加熱器一被施加驅動信號時，液室內的液體被加熱，而利用液室內的液體之膜沸騰現象從噴嘴吐出規定的量。
圖15係表示圖12所示的圖案形成部130之其他態樣的構成圖。圖15所示的圖案形成部130’係具備全行式的噴墨頭134’，以取代序列型的噴墨頭134。
全行式的噴墨頭134’，係具有在遍及與基板102的主掃描方向M的全長對應的長度，排列有噴嘴170(參照圖17)的構造。藉由使噴墨頭134’和基板102在副掃描方向S僅相對地移動1次，可涵蓋基板102的全域進行描繪。
圖16係表示全行式噴墨頭134’的構成例之俯視透視圖(從噴墨頭134’觀察基板102的圖)，圖17係說明圖16所示的噴墨頭134’的噴嘴配置之圖。
圖16所示的噴墨頭134’係將n個噴墨頭模組134A-i(i是從1到n的整數)沿著噴墨頭134’的長邊方向繫接成一列而構成多噴墨頭。
又，各噴墨頭模組134A-i係從噴墨頭134’的短邊方向兩側被噴墨頭罩134B及134C所支撐。此外，亦可將噴墨頭模組134A配置成棋盤格狀以構成多噴墨頭。
利用具有此種構造的噴墨頭134’使記錄媒體相對地僅掃描一次而進行圖案形成，利用所謂的單一路徑方式得到遍及基板10的全面形成微細圖案12(參照圖4)。
構成噴墨頭134’的噴墨頭模組134A-i，係如圖17所示，具有略平行四邊形的俯視形狀，在鄰接的副噴墨頭間設有搭接部。
搭接部為副噴墨頭的繫接部份，係在噴墨頭模組134A-i的排列方向，利用鄰接的圓點不同的副噴墨頭所屬的噴嘴所形成。
如圖17所示，各噴墨頭模組134A-i具有噴嘴170是呈二維狀排列的構造，具備此種噴墨頭模組134A-i的噴墨頭係被稱為所謂的矩陣噴墨頭。
圖17所圖示的噴墨頭模組134A-i，係具有沿著相對於副掃描方向Y(圖15中賦與標號S所示的方向)成角度α的行方向W、及相對於主掃描方向X(圖15中賦與標號M所示的方向)成角度β的列方向V排列有多數的噴嘴170之構造，且主掃描方向X之實質的噴嘴配置呈高密度化。
圖17中，沿著列方向V排列的噴嘴群(噴嘴列)係賦與標號170A表示，沿著行方向W排列的噴嘴群(噴嘴行)係賦與標號170B表示。
此外，關於噴嘴170之矩陣配置的其他例方面，可例舉：沿著主掃描方向X的列方向、及沿著相對於主掃描方向X的斜方向之行方向配置複數個噴嘴170之構成。
圖18係表示圖案形成裝置100的控制系之概略構成的方塊圖。圖案形成裝置100係包含通信介面200、系統控制部202、搬運控制部204、影像處理部206、噴墨(IJ)頭驅動部208、曝光頭驅動部209、影像記憶體210及ROM212。
通信介面200係用以接收從主機214送來的影像資料之介面部。通信介面200可適用USB(Universal Serial Bus)等之序列介面，亦可適用Centronics等之平行介面。
通信介面200亦可搭載用以使通信高速化的緩衝記憶體(未圖示)。
系統控制部202係由中央運算處理裝置(CPU)及其周邊迴路等所構成，作為按規定的程式而控制圖案形成裝置100全體之控制裝置發揮機能，而且作為進行各種運算的運算裝置發揮機能，並且作為影像記憶體210及ROM212的記憶體控制器發揮機能。
亦即，系統控制部202係控制通信介面200、搬運控制部204等各部，進行和主機214之間的通信控制、影像記憶體210及ROM212之讀寫控制等，並且生成控制上述各部之控制信號。
從主機214送出的影像資料係經由通信介面200被取入圖案形成裝置100，且藉由影像處理部206施作規定的影像處理。
影像處理部206係具有進行用以從影像資料生成描繪控制用的信號之各種加工、補正等之處理的信號(影像)處理機能，且將所生成的描繪資料供予噴墨頭驅動部208及曝光頭驅動部209的控制部。
於影像處理部206施加所要的信號處理，依據該影像資料，透過噴墨頭驅動部208進行噴墨頭134的吐出液滴量(配置液滴量)或吐出時序之控制。
藉此，實現所期望的圓點尺寸、圓點配置。此外，在圖18所示的噴墨頭驅動部208，亦可包含用以將噴墨頭134的驅動條件保持成一定的反饋控制系。
曝光頭驅動部209係依據利用影像處理部206所生成之描繪控制用的信號而生成改質處理用的控制信號(改質處理資料)。依據該改質處理資料來決定基於雷射光的照射條件或曝光頭126的掃描條件等。
搬運控制部204係依據利用影像處理部206所生成之描繪控制用的信號來控制基板102(參照圖10)的搬運時序及搬運速度。
圖18中的搬運驅動部216係包含：驅動圖12的滾珠螺桿154的馬達及驅動滾珠螺桿160的馬達、以及在圖10的變形檢測部110中搬運基板102的搬運機構之驅動馬達及改質處理部120中搬運基板102的搬運機構之驅動馬達等。亦即，搬運控制部204係具有作為上述的馬達之驅動器的機能。
影像記憶體(一次性記憶記憶體)210係具有作為將透過通信介面200輸入的影像資料暫時儲存之一次記憶手段的機能、作為記憶於ROM212的各種程式之展開領域及CPU的運算作業領域(例如，影像處理部206的作業領域)之機能。影像記憶體210使用可逐次讀寫的揮發性記憶體(RAM)。
ROM212係儲存有系統控制部202的CPU所執行的程式或控制裝置各部所需的各種資料及控制參數等的記憶手段。ROM212係透過系統控制部202進行資料的讀寫。
ROM212不侷限於由半導體元件構成的記憶體，亦可使用硬碟等磁性媒體。又，亦可將具備連接於系統控制部202的外部介面且將可對其外部介面作裝卸的記憶媒體作為ROM212使用
本實施形態所示的圖案形成裝置100係具備使用者介面220。該使用者介面220係包含操作者(使用者)進行各種輸入用的輸入裝置222、及顯示部(Display)224而構成。
輸入裝置222可採用鍵盤、滑鼠、觸控面板、按鍵等各種形態。操作者藉由操作輸入裝置222，可進行印刷條件之輸入、畫質模式的選擇、附屬資訊之輸入‧編集、資訊之檢索等。又，操作者可透過顯示部224的顯示來確認輸入內容或檢索結果等之各種資訊。
該顯示部224亦作為顯示錯誤訊息等之警告的手段而發揮機能。此外，圖18的顯示部224可適用於作為告知異常的報知手段之顯示器。
參數記憶部230係記憶有圖案形成裝置100之動作所需的各種等控制參數之記憶手段。系統控制部202係將控制所需之參數從參數記憶部230適度讀出，並且因應必需而執行更新(覆寫)被記憶在參數記憶部230的各種參數。
程式儲存部232係儲存有使圖案形成裝置100動作用的控制程式之記憶手段。
環境氣體調整單元234係控制組件，其係用以因應於系統控制部202的指令信號，調整被填充於圖10所示的腔室122內之反應氣體的濃度(充填量)等之腔室122內的環境。在圖案形成裝置100是被建構成可將複數種反應氣體選擇地填充於腔室122內的情況，環境氣體調整單元234係控制反應氣體的排出及填充。
對準位置檢測單元236係依據從變形檢測部110(感測器114)獲得之檢測信號，生成基板102(參照圖10)的變形資訊(及描繪的變形資訊)之組件。
該基板102的變形資訊係從對準位置檢測單元236經由系統控制部202朝影像處理部206送去。影像處理部206係依據基板102的變形資訊，生成曝光用(改質處理用)的補正資料及描繪用的補正資料。
例如，基板102的位置是處在對規定位置旋轉的狀態時，以算出其旋轉量且消除其旋轉的方式隨選生成圖案的補正資料，並且隨選生成與該圖案的補正資料對應之曝光用的補正資料。
此處所說的「補正資料」，有對曝光用的資料及描繪用的圓點資料(構成圖案之圓點的位置資訊)施作移位處理(面方向的偏差補正)、平移處理(厚度方向的偏差補正)、旋轉處理者，或放大處理、縮小處理、梯形補正處理(將變形成梯形狀的圖案補正成矩形狀的處理)者。
亦即，改質處理部120及圖案形成部130係建構成：具有共通的反饋迴路，依據從變形檢測部110獲得之相同的(共通的)基板102的變形資訊，進行曝光補正及描繪補正。
依據如上述構成的圖案形成方法及圖案形成裝置，係藉由將屬雷射光線的曝光解析度之改質處理的解析度設成比圖案形成(描繪)的圓點解析度高得多，而使改質處理的精度提升。藉此，由於形成圖案的圓點之固定位置的精度提升，從而防止鋸齒或膨脹之發生。再者，基板和圖案之接合力遂提升，成為即便是基板彎曲圖案亦難剝離，圖案的耐久性提升。
又，由於依據從變形檢測部110所獲得之基板102及描繪的變形資訊，隨選地生成改質處理的補正資料及圖案形成的補正資料，所以可實現對應各基板的個體差之最佳改質處理及圖案形成作業。
再者，透過選擇被導入改質處理時的環境之反應氣體的種類，施作因應於基板的種類、液體的種類之改質處理，以適合於各式各樣種類的基板及液體的條件執行圖案形成作業。
本實施形態雖例示了在基板形成電氣配線圖案的態樣，但本發明亦可適用針對於紙或樹脂等之片狀的媒體之圖解印刷。亦即，在圖解用的印刷媒體的表面施作改質處理後而形成所期望的影像之影像形成裝置，亦可適用本發明的圖案形成方法及裝置。
[應用例]
其次，針對本發明之應用例的圖案形成方法作說明。本應用例的圖案形成方法為，從上述的實施形態的圖案形成方法變更改質處理步驟。此外，在以下的說明中，對與先前說明過的內容相同或類似的部份賦與相同的標號且省略其說明。
圖19係適用本實施形態的圖案形成方法之改質處理步驟的說明圖。如圖19所示，以本實施形態所示的改質處理步驟而言，微細圖案12的外緣部12A之外側被照射雷射光線(在雷射光線的照射部份賦與標號20’表示)，在經施作改質處理的領域之內側形成圓點26。
藉由將水用於溶媒的液體形成微細圖案12的情況為，對圖案12的外緣部12A的外側施作撥水化處理，而藉由使用有機溶媒的液體形成圖案12的情況為，對圖案12的外緣部12A的外側施作親水化處理。
將與形成在基板10(參照圖1)上的微細圖案12對應之負片圖案的邊緣部份作為改質處理領域，以鑲嵌圖案12的外緣部12A的外側的方式施作改質處理。
如此一來，即便圓點(液體)26露出並彈著於微細圖案12的外緣部12A的外側，經改質處理的領域(賦與標號20’所表示之雷射光線的照射部份)會成為障壁，圓點26被拉近於藉由經改質處理的領域所包圍兩側的部份。
又，並不是對微細圖案12的非形成領域的全面施作改質處理，藉由僅對微細圖案12的外緣部12A的外側之附近施作改質處理，而得以縮短改質處理步驟的處理時間。再者，由於以比圓點解析度高得多的高解析度施作改質處理，所以圓點26的定影位置穩定，而且定影位置的精度提升。
此外，在圖19中，關於微細圖案12的外緣部12A外側的附近之一例子，圖示了具有雷射光線之點徑Db(參照圖4)的寬度之領域。
當然，亦可為與使用圖1～圖9作說明的圖案形成方法之組合。亦即，在藉由將水用作溶媒的液體形成圖案12之際，在圖案12的外緣部12A施作撥水化處理，且在圖案12的內緣之內側施作親水化處理，使圓點26被拉近於包含圖案12的內緣部之內側，藉以防止圓點26朝比圖案的外緣部12A還外側露出並定影的情況。
以本實施形態而言，雖係例示了進行基板上的配線圖案或遮罩圖案等之圖案描繪的方法及裝置，但本發明亦可適用於在紙等之記錄媒體上形成影像的圖解印刷或製作有機EL面板等之薄型面板，能獲得同樣的效果。
[第2實施形態]
其次，針對本發明第2實施形態作說明。圖20係表示本發明第2實施形態的圖案形成裝置300之概略構成的立體圖，圖21係從搬運鼓301的側面側觀察圖20所示的圖案形成裝置300之側面圖。
本實施形態的圖案形成裝置300係具備：對轉印鼓301(基體)的外周面施作改質處理的曝光頭326；將配線油墨或樹脂油墨等之液體(含有機能性材料的液體)的液滴吐出於經施作改質處理的轉印鼓301的外周面並作配置的噴墨頭334；檢測基板302的變形之感測器314；及搬運基板302的搬運機構(圖21中賦與標號324表示)。
亦即，本實施形態所示的圖案形成裝置300係建構成所謂的中間轉印型，且形成在轉印鼓301的外周面之圖案(形成在基板302的圖案之鏡像的圖案)會朝基板302轉印。
又，利用感測器314檢測基板302的變形，以消除所檢測之基板302的變形的方式補正曝光資料及描繪資料。圖20中附上標號303之設於基板302的四個角隅之標記係成為基板302的變形檢測之基準的對準標記303。
曝光頭326係以使雷射光的發光面和轉印鼓301的外周面呈對向的方式，和轉印鼓301的外周面相隔規定的距離之程度作配置。
又，噴墨頭334，係以在曝光頭326的轉印鼓301之旋轉方向中的下游側，轉印鼓301的外周面是和油墨吐出面呈對向的方式作配置。
曝光頭326及噴墨頭334與轉印鼓301的外周面之距離係設成和圖10所示的實施形態相同。
在圖20及21中圖示出在和轉印鼓301的最上部對向之位置配置有噴墨頭334，且在相對於噴墨頭334之偏離至換算成轉印鼓301的旋轉角90°的位置配置有曝光頭326的態樣。但不侷限於該種配置，只要在曝光頭326的轉印鼓301之旋轉方向(以箭頭線表示之逆時鐘方向)下游側設置噴墨頭334即足夠，曝光頭326及噴墨頭334的配置可適度變更。
圖20中，被賦與標號311表示的鏈線所包圍的領域係被曝光頭326照射雷射光的改質處理領域。從噴墨頭334吐出液滴並配置於該改質處理領域311。
利用從噴墨頭334吐出並配置的液滴所形成的圖案，係在轉印鼓301的外周面暫時硬化成不會移動的程度並朝位在轉印鼓301最下部的轉印部305運送。
基板302係在藉感測器314檢測變形後，與形成在轉印鼓301外周面的圖案同步地被朝轉印部305運送。亦即，在轉印部305中，基板302的圖案形成領域之前端部和轉印鼓301的外周面的圖案形成領域之前端部的位置對準。
之後，基板302被按壓於轉印鼓301的外周面，形成在轉印鼓301的外周面之圖案朝向基板302轉印。朝基板302轉印的圖案係以附上標號312的虛線圖示。
既通過轉印部305的改質處理領域係在轉印部305的轉印鼓301旋轉方向下游側被施作洗淨處理。於圖案無變更的情況(形成複數個既形成相同圖案的基板302之情況)，在已施作洗淨處理的改質處理領域，利用從噴墨頭334吐出並配置的液滴形成圖案。
此外，圖20及21圖示的感測器314、曝光頭326、及噴墨頭334等的圖案形成裝置300之構成、曝光頭326的曝光條件(光徑、曝光解析度)及噴墨頭334之液滴吐出條件(圓點徑、圓點解析度)等係可適用和先前說明過的圖10所示之圖案形成裝置100同樣的構成、同樣的條件。
圖22係表示圖20及圖21所示的圖案形成裝置300之控制系的構成之方塊圖。圖22所示的方塊圖係在圖18所圖示的方塊圖中追加了轉印鼓控制部205及轉印鼓驅動部217。
轉印鼓控制部205係依據從系統控制部202送來的指令信號，生成用以控制圖20所示的轉印鼓301之旋轉及停止、旋轉速度等之控制信號。該控制信號被送往轉印鼓驅動部217，依據該控制信號來控制馬達的動作，俾使轉印鼓驅動部217所包含的轉印鼓301動作。亦即，轉印鼓控制部205係具有作為使轉印鼓301動作用的馬達之驅動器的機能。
在對複數個基板302形成相同的圖案之情況(經複數次在轉印鼓301的外周面形成相同的圖案之情況)為，至少在朝第一次的轉印鼓301的外周面形成圖案之際，朝轉印鼓301的外周面施作改質處理即可。
又，亦可在對第二次以後的轉印鼓301的外周面形成圖案之際，朝轉印鼓301的外周面適度施作改質處理。
形成於基板302(轉印鼓301的外周面)的圖案變更之情況，係在轉印鼓301的外周面施作回復處理之後，依據變更後的影像資料而朝轉印鼓301的外周面施作改質處理。
關於回復處理的具體例，可例舉：轉印鼓301的外周面之交換、轉印鼓301的外周面之研磨等之物理處理、轉印鼓301的外周面之化學處理或電氣處理等。
例如，有可能對轉印鼓301的外周面進行採用刮刀的處理、採用電暈(corona)放電的處理等之情況。此外，亦有可能無需對轉印鼓301的外周面進行回復處理之情況。
朝轉印鼓301的外周面之改質處理，係對從轉印鼓301的外周表面至轉印鼓301之直徑方向0.1μm以內的最表面施作，藉此可兼顧圖案的接合力和回復處理的效率化。
此外，該改質處理之厚度方向的範圍亦可適用於在基板表面直接形成圖案的形態之基板。
依據第2實施形態的圖案形成裝置及方法，在適用中間轉印方式的微細圖案形成方面，在轉印鼓301的外周面以比圓點解析度還高的多的解析度施作改質處理，由於在經施作改質處理的部份配置液滴，故改質處理的精度提升，從而形成圖案的圓點之固定位置的精度提升，從而防止鋸齒或膨脹之發生，並且提升基板和圖案之接合力，藉此可獲得所謂彎曲強度或耐久性提升之與直接描繪方式同樣的效果。
[第3實施形態]
其次，針對本發明第3實施形態作說明。圖23係第3實施形態的圖案形成方法中的噴墨沉積處理步驟之概念圖。此外，在以下的說明中，對與先前說明過的部份相同或類似的部份賦與相同的標號且省略其說明。
圖23所示的噴墨沉積處理步驟係包含控制基板10(圖案形成面10A)的溫度之溫度控制步驟。圖23圖示了從基板10的背面(圖案形成面10A之相反側的面)利用加熱器19加熱基板10的形態。
取代圖23所示的加熱器19，亦可為具備珀耳帖元件的形態或從基板10的圖案形成面10A側加熱的形態。再者，具備用以冷却基板10的圖案形成面10A之風扇的態樣亦較佳。
亦可藉由適度調整基板10的溫度以改變圓點26的形狀(厚度、直徑)。例如，在液滴24(圓點26)彈著之後不久將圓點26置於高溫狀態時，由於圓點26的硬化變快，故圓點的濡濕擴展受抑制，形成厚度大而直徑小的圓點26。另一方面，當將液滴24(圓點26)置於低溫狀態時，由於圓點26的硬化變慢，故圓點26充分地濡濕擴展，形成厚度小而直徑大的圓點26。由於圓點26的溫度和硬化速度及關係乃依各液體的種類而異，故以按所使用的液體而預先把握並事先記憶溫度和圓點的硬化狀態之關係者較佳。
圖示倒是省略，但在圖1所示的改質處理步驟中控制基板10的溫度之態樣亦較佳。將改質處理中及改質處理後的基板10加熱，藉此可促進改質處理。
圖24係表示第3實施形態的圖案形成方法是適用中間轉印方式的例子之說明圖。如圖24所示，係建構成：於搬運基板302的搬運機構324內建有加熱器319，以加熱經轉印圖案後的基板302。
以中間轉印方式而言，係控制形成有圖案後的轉印鼓301的溫度，可控制彈著於轉印鼓301的外周面之液滴(圓點26)的黏度。
例如，從圓點26彈著於轉印鼓301的外周面迄至朝轉印部305移動為止，將圓點26置於高溫狀態(例如，在含樹脂粒子的液體中之樹脂粒子的玻璃轉移點以上)維持圓點26是高黏度的狀態，在圓點26藉由轉印部305轉印之際，降低圓點26的溫度(例如，未滿前述玻璃轉移點)，降低圓點26的黏度，可容易將圖案朝基板302轉印。
此種態樣係藉由在轉印鼓301內建加熱器，一邊測定轉印鼓301的外周面的溫度一邊適度地控制加熱器的加熱量而得以實現。
圖25係表示實現圖23所示的圖案形成方法之圖案形成裝置100’的控制系的概略構成之方塊圖。圖25所示的圖案形成裝置100’係在圖10所示的圖案形成裝置100的控制系中進一步具備控制加熱器19的ON/OFF、放出熱量等的加熱器控制部238。
以圖24所示的中間轉印方式而言，係具備內建於基板302的搬運機構324之加熱器319，及控制內建於轉印鼓301的加熱器的溫度之加熱器控制部。
依據第3實施形態的圖案形成方法及裝置，透過加熱基板10(302)，可促進彈著於基板10的液滴(圓點26)之硬化，且能提升改質處理的效果。又，藉由適度調整基板10的溫度，可控制圓點26的形狀。
[第4實施形態]
其次，針對本發明第4實施形態作說明。圖26係表示第4實施形態的圖案形成裝置100”中的圖案形成部130之概略構成的構成圖。圖26所示的圖案形成部130為，在載具150搭載有噴墨頭134及輔助光照射部135。
本實施形態中，適用藉由輔助光的照射而會高黏度化的液體。輔助光照射部135係對彈著於基板102上的液滴(圓點26)照射輔助光以使圓點26高黏度化。
輔助光係可適用具有從可見光領域迄至紫外光領域之波長的光。有關從噴墨頭134吐出的液體方面，在適用藉紫外線照射而硬化的紫外線硬化型油墨之情況，輔助光適用紫外線。藉由控制紫外線紫對外線硬化型油墨之照射光量，可控制圓點26的硬化狀態(形狀)。
例如，當照射數mJ/cm2至數十mJ/cm2左右的低光量紫外線時，可使圓點26成為半硬化狀態，當照射100mJ/cm2至數百mJ/cm2左右的高光量的紫外線時，可使圓點26成為完全硬化狀態。
所謂「半硬化狀態」係指在一邊回避鄰接圓點間的彈著干涉一邊圓點展開(圓點可充分擴展)程度，圓點呈硬化的狀態。
圖27A及27B係表示噴墨頭134和輔助光照射部135之配置例的俯視透視圖。圖27A係僅在載具150沿一方方向(賦與標號M所表示的方向)移動時從噴墨頭134噴墨沉積液體的情況之配置例。
如圖27A所示，於噴墨頭134的移動方向下游側配置輔助光照射部135，在彈著之後沒多久再對液滴(圓點26)照射輔助光。
藉由在使噴墨頭134沿著圖27A中賦與標號M的方向之相反方向移動時亦從輔助光照射部135照射輔助光，可促進圓點26的硬化。
圖27B所圖示的形態為，在噴墨頭134的移動方向兩側配備有輔助光照射部135A及135B。使噴墨頭134在圖27B中從右朝左移動時，至少從輔助光照射部135A照射輔助光，使噴墨頭134在圖27B中從左朝右移動時，至少從輔助光照射部135B照射輔助光。
依據圖27B所示的形態，如同多條路徑方式般地，在使噴墨頭134沿主掃描方向一邊往復移動一邊使液體沉積的情況，亦可確實地對彈著於基板102(參照圖26)上的液體(圓點26)照射輔助光。
圖28係第4實施形態的圖案形成裝置100”中的圖案形成部之其他構成例的說明圖。圖28所示的圖案形成部130’係具備全行式的噴墨頭134’，在基板102的搬運方向(賦與標號S所表示的方向)的噴墨頭134’之下游側配置有輔助光照射部135’。
圖28所示的輔助光照射部135’為，以構成涵蓋和基板102的主掃描方向之全寬對應的長度之照射領域的方式沿著主掃描方向排列有複數個光源(未圖示)。
依據此種形態，可對從噴墨頭134’以相同的時序噴射沉積複數滴液滴，以大致相同時序總括地照射輔助光。
圖29係第4實施形態的圖案形成裝置的又其他構成例的說明圖。圖29所示的圖案形成裝置300”係適用中間轉印方式，在噴墨頭334的轉印鼓301之旋轉方向下游側配置有輔助光照射部335。
在圖29所示的構成中，在轉印部305之基板302的搬運方向下游側亦具備輔助光照射部，藉此可使轉印於基板302的微細圖案快速硬化。
此外，較佳為，在噴墨頭134(134’、334)和輔助光照射部135(135A、135B、135’、335)之間具備遮蔽輔助光的遮蔽構件的態樣，俾使噴墨頭134(134’、334)的噴嘴不會被來自輔助光照射部135(135A、135B、135’、335)(參照圖27A、27B及28)的輔助光所照射。
圖30係表示第4實施形態的圖案形成裝置100”(300”)的控制系之概略構成的方塊圖。圖30所示的控制系與圖18所示的控制系相較之下，更進一步包含有因應從系統控制部202送出的指令信號以控制輔助光照射部135(135’、335)的ON/OFF及照射光量的輔助光照射控制部240。
依據第4實施形態的圖案形成裝置及方法，藉由對彈著於基板102(或轉印鼓301的外周面)的液滴(圓點26)照射輔助光，可促進圓點26的硬化。又，藉由調整輔助光的照射光量，可控制圓點26的硬化狀態。
以上，已針對本發明之實施形態的圖案形成方法及圖案形成裝置作詳細地說明，但本發明未受限於以上的實施形態，亦可在未逸脫本發明的要旨之範圍中進行各種的改良或變形。
10、102、302．．．基板
10A．．．圖案形成面
12．．．圖案
14．．．改質能源賦與部
16．．．反應氣體供給部
19．．．加熱器
22、134、134’、334．．．噴墨頭
110．．．變形檢測部
112、124、132、324．．．搬運機構
114、314．．．感測器
122．．．腔室
126、326．．．曝光頭
135、135’、335．．．輔助光照射部
208．．．噴墨頭驅動部
209．．．曝光頭驅動部
234．．．環境氣體調整單元
236．．．對準檢測單元
238．．．加熱器控制部
301．．．轉印鼓
305．．．轉印部
圖1係本發明第1實施形態的圖案形成方法中的改質處理步驟之概念圖。
圖2係示意地表示圖1所示之改質處理步驟中的改質處理後的狀態之說明圖。
圖3係本發明第1實施形態的圖案形成方法中的噴墨沉積處理步驟之概念圖。
圖4係示意地表示圖3所示的噴墨沉積步驟中的油墨沉積後的狀態之說明圖。
圖5係表示使用本發明第1實施形態的圖案形成方法所形成之配線基板的配線圖案之說明圖。
圖6係示意地表示圖5所示的配線圖案的彎曲部附近之改質處理後的狀態之說明圖。
圖7係示意地表示圖5所示的配線圖案的彎曲部附近之噴墨沉積後的狀態之說明圖。
圖8A係噴墨沉積後的圓點的形狀變化之說明圖。
圖8B係噴墨沉積後的圓點的形狀變化之說明圖。
圖9係表示圖5所示的配線圖案的彎曲部附近之最終狀態的說明圖。
圖10係表示本發明第1實施形態的圖案形成裝置之概略構成的全體構成圖。
圖11係表示圖10所示的改質處理部之概略構成的構成圖。
圖12係表示圖10所示的圖案形成部之概略構成的構成圖。
圖13A係說明適用於圖10所示的圖案形成部之噴墨頭的噴嘴配置之圖。
圖13B係說明適用於圖10所示的圖案形成部之噴墨頭的噴嘴配置之圖。
圖14係表示圖10所示的噴墨頭之立體構造的斷面圖。
圖15係表示圖12所示的圖案形成部之其他構成例的全體構成圖。
圖16係表示圖15所示的線型噴墨頭之構成的俯視透視圖。
圖17係說明圖16所示的線型噴墨頭的噴嘴配置之圖。
圖18係表示圖10所示的圖案形成裝置之控制系的構成之方塊圖。
圖19係本發明第1實施形態的應用實施形態的圖案形成方法之說明圖。
圖20係表示本發明第2實施形態的圖案形成裝置之概略構成的立體圖。
圖21係從搬運鼓的側面側觀察圖20所示的圖案形成裝置之側面圖。
圖22係表示圖20所示的圖案形成裝置之控制系的構成之方塊圖。
圖23係本發明第3實施形態的圖案形成方法中的噴墨沉積處理步驟之概念圖。
圖24係圖23所示的圖案形成裝置之其他構成例的說明圖。
圖25係表示圖23所示的圖案形成裝置之控制系的概略構成之方塊圖。
圖26係表示本發明第4實施形態的圖案形成裝置之概略構成的構成圖。
圖27A係表示圖26所示的噴墨頭及紫外線光源的配置例之俯視透視圖。
圖27B係表示圖26所示的噴墨頭及紫外線光源的配置例之俯視透視圖。
圖28係圖26所示的圖案形成裝置之其他構成例的說明圖。
圖29係圖26所示的圖案形成裝置的又其他構成例之說明圖。
圖30係表示圖26所示的圖案形成裝置之控制系的概略構成之方塊圖。
圖31A係說明使用了相關技術的噴墨方式之圖案描繪的課題之圖。
圖31B係說明使用了相關技術的噴墨方式之圖案描繪的課題之圖。
12．．．圖案
20．．．光線
26．．．圓點
Db．．．曝光徑(曝光寬度)
Dd．．．直徑
Pb．．．曝光間距
Pd．．．圓點間距

Claims (28)

  1. 一種圖案形成方法，其特徵為具備：對應於被形成在基體的圖案形成面之圖案，對該圖案形成面內之至少包含形成前述圖案的領域的寬度方向兩側的外緣之處理對象領域，照射具有小於構成該圖案的圓點之直徑的寬度之光線，藉以在該處理對象領域施作改質處理的改質處理步驟；對形成有包含既經前述改質處理的處理對象領域之前述圖案的領域，利用噴墨方式將機能性液體的液滴吐出並配置的液滴配置步驟；檢測前述基板的變形之檢測步驟；及依據前述檢測之基板的變形，生成前述光線的照射資料及前述液滴之配置資料的補正資料之補正資料生成步驟，在前述改質處理步驟中，依據前述補正資料對該處理對象領域照射前述光線，在前述液滴配置步驟中，依據前述補正資料，對被施作前述改質處理的處理對象領域利用噴墨方式吐出前述液滴並作配置。
  2. 如申請專利範圍第1項之圖案形成方法，其中前述基體係基板。
  3. 如申請專利範圍第2項之圖案形成方法，其中進一步具備：在前述改質處理步驟中、前述液滴配置步驟中、及前述液滴配置步驟之後當中至少任一情形，進行調整前述基板的溫度之溫度調整步驟。
  4. 如申請專利範圍第2項之圖案形成方法，其中進一步具備：在前述液滴配置步驟之後，對前述配置的液滴照射輔助光的輔助光照射步驟。
  5. 如申請專利範圍第1項之圖案形成方法，其中前述基體係中間轉印體，該圖案形成方法進一步具備：將形成於前述中間轉印體的圖案轉印於基板的轉印步驟。
  6. 如申請專利範圍第5項之圖案形成方法，其中進一步具備：在前述轉印步驟中及前述轉印步驟之後當中至少任一，進行調整前述基板的溫度之溫度調整步驟。
  7. 如申請專利範圍第5項之圖案形成方法，其中進一步具備：在前述轉印步驟之後，對前述轉印的圖案照射輔助光的輔助光照射步驟。
  8. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之圖案形成方法，其中前述改質處理步驟係包含對照射前述光線的領域供給反應氣體之反應氣體供給步驟。
  9. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之圖案形成方法，其中在前述改質處理步驟中，將前述圖案的內部當作改質處理領域而照射光線。
  10. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之圖案形成方法，其中在前述改質處理步驟中，對前述圖案的寬度方向兩側的外緣分別照射具有前述圖案全寬的1/2以下之照射寬度的光線。
  11. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之圖案形成方法，其中在前述改質處理步驟中，對包含前述圖案的寬度方向兩側的外緣的外側的處理對象領域施作改質處理。
  12. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之圖案形成方法，其中在前述改質處理步驟中，照射具有圓點直徑的1/10以下的寬度之光線。
  13. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之圖案形成方法，其中在前述改質處理步驟中，以超過前述圓點之配置解析度的解析度照射光線。
  14. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之圖案形成方法，其中在前述改質處理步驟中，以前述圓點之配置解析度的10倍以上的解析度照射光線。
  15. 一種圖案形成裝置，其特徵為具備：改質處理手段，係對應形成於基體的圖案形成面之圖案，對該圖案形成面內之至少包含形成前述圖案的領域的寬度方向兩側的外緣之處理對象領域，照射具有小於構成該圖案的圓點之直徑的寬度之光線，藉以在該處理對象領域施作改質處理；噴墨頭，係對形成包含既施作前述改質處理的處理對象領域之前述圖案的領域，利用噴墨方式將機能性液體的液滴吐出並作配置；檢測前述基板的變形之檢測手段；及依據前述檢測之基板的變形，生成前述光線的照射資料及前述液滴之配置資料的補正資料之補正資料生成手段，前述改質處理手段，係依據前述補正資料對該處理對象領域照射前述光線，前述噴墨頭，係依據前述補正資料，對被施作前 述改質處理的處理對象領域吐出前述液滴並作配置。
  16. 如申請專利範圍第15項之圖案形成裝置，其中前述基體係基板。
  17. 如申請專利範圍第16項之圖案形成裝置，其中進一步具備：在前述改質處理中、前述液滴配置中、及前述液滴配置之後當中至少任一，進行調整前述基板的溫度之溫度調整手段。
  18. 如申請專利範圍第16項之圖案形成裝置，其中進一步具備：對前述配置的液滴照射輔助光的輔助光照射手段。
  19. 如申請專利範圍第15項之圖案形成裝置，其中前述基體係中間轉印體，該圖案形成裝置進一步具備：將形成於前述中間轉印體的圖案轉印於基板的轉印手段。
  20. 如申請專利範圍第19項之圖案形成裝置，其中進一步具備：在前述轉印中及前述轉印之後至少任一，進行調整前述基板的溫度之溫度調整手段。
  21. 如申請專利範圍第19項之圖案形成裝置，其中進一步具備：對前述轉印的圖案照射輔助光的輔助光照射手段。
  22. 如申請專利範圍第15至21項中任一項之圖案形成裝置，其中前述改質處理手段，係包含對被照射前述光線的領域供給反應氣體之反應氣體供給手段。
  23. 如申請專利範圍第15至21項中任一項之圖案形成裝置，其中前述改質處理手段係將前述圖案的內部作為改質 處理領域照射光線。
  24. 如申請專利範圍第15至21項中任一項之圖案形成裝置，其中前述改質處理手段，係對前述圖案的寬度方向兩側的外緣分別照射具有前述圖案全寬的1/2以下之照射寬度的光線。
  25. 如申請專利範圍第15至21項中任一項之圖案形成裝置，其中前述改質處理手段，係對包含前述圖案的寬度方向兩側的外緣的外側的處理對象領域施作改質處理。
  26. 如申請專利範圍第15至21項中任一項之圖案形成裝置，其中前述改質處理手段，係照射具有圓點直徑的1/10以下的寬度之光線。
  27. 如申請專利範圍第15至21項中任一項之圖案形成裝置，其中前述改質處理手段，係以超過前述圓點之配置解析度的解析度照射光線。
  28. 如申請專利範圍第15至21項中任一項之圖案形成裝置，其中前述改質處理手段，係以前述圓點之配置解析度的10倍以上的解析度照射光線。
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