图案形成方法、电路基板以及电子器件的制作方法

专利名称：图案形成方法、电路基板以及电子器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及图案形成方法、电路基板以及电子器件。
本申请针对2004年3月22日申请的日本特许申请第2004-82424号主张优先权，并在此引用其内容。
背景技术：
在电子电路或集成电路等所使用的配线或绝缘膜等的制造中，例如可以使用光刻法。光刻法需要真空装置等大规模的设备和复杂的工序。另外，光刻法的材料使用效率也为数％左右，其材料的大部分将不得不废弃，制造成本高。因此，作为代替光刻法的方法，正在研究的是通过对含有功能性材料的液体进行喷吐而在基材上直接形成图案的方法(液滴喷吐方式)。例如，在美国专利5132248号(文献1)中，提出利用液滴喷吐方式在基板上直接图案涂敷分散有导电性微粒的液体，随后进行热处理以及激光照射而变换成导电膜图案的方法。
另外，在特开2003-318542号(文献2)中，提出使用液滴喷吐方式可以比较容易地形成配线密度高的多层配线基板的多层配线的形成方法。
但是，对于上述文献1中所述的图案形成方法以及文献2中所述的多层配线的形成方法，难以在几乎覆盖平面的薄膜图案形成区域上形成小直径的贯穿孔。即，为了形成几乎覆盖平面的薄膜图案，需要在薄膜图案形成区域上涂敷液体。因此，首先，在薄膜图案形成区域上开贯穿孔用的小直径的孔，接着，当在该薄膜图案形成区域上涂敷液体时，液体流进该孔中，导致液体塞满该孔。由此，在以前无法在几乎覆盖平面的薄膜图案内简便地形成贯穿孔。
另外，当在几乎覆盖平面的薄膜图案形成区域上有角部时，即使在薄膜图案形成区域内涂敷液体也难以使液体的润湿扩展至其角部。由此，无法简便地形成具有微细的角部的几乎覆盖平面的薄膜图案形成区域。

发明内容
本发明正是鉴于上述情况的发明，其目的在于提供使用液滴喷吐方式能够简便地形成期望形状的薄膜图案的图案形成方法、电路基板以及电子器件。
另外，本发明的目的还在于，提供使用液滴喷吐方式能够高精度且简便地形成几乎覆盖平面的薄膜图案的图案形成方法、电路基板以及电子器件。
再有，本发明的目的还在于，提供使用液滴喷吐方式能够在几乎覆盖平面的薄膜图案内高精度且简便地形成贯穿孔的图案形成方法、电路基板以及电子器件。
为了达到上述目的，本发明的图案形成方法在图案形成区域和其他区域的边界的至少一部分上，通过使用液滴喷吐方式使液体成为液滴进行涂敷来设置隔壁。
根据本发明，使用使液体成为液滴而喷吐的液滴喷吐方式来设置隔壁。因此，例如其隔壁成为堤坝，能够防止在图案形成区域上涂敷的液体从该区域流出到外面。因此，根据本发明，能够将使用了液体等的薄膜图案形成为高精度的形状。另外，根据本发明，通过液滴喷吐方式能够低成本且精确地形成任意形状的堤坝，所以能够低成本形成高精度的薄膜图案。
另外，本发明的图案形成方法优选通过至少进行第1涂敷和第2涂敷形成线形的上述隔壁，其中，所述的第1涂敷是指使在上述边界的至少一部分上，使多个液滴相互间保有间隔并通过上述液滴喷吐方式进行涂敷，所述第2涂敷是指在上述第1涂敷之后采用上述液滴喷吐方式在上述间隔上涂敷液滴。这里，还可以在第2涂敷之后进行在各液滴之间进一步涂敷液滴的第3涂敷、第4涂敷……。
根据本发明，无需使用光刻法中的掩膜等而能够简便地形成由直线或曲线构成的任意线形的隔壁。
另外，对于本发明的图案形成方法，优选在由上述第1涂敷所涂敷的液滴形成的薄膜的至少表面固化之后，进行上述第2涂敷。另外，对于本发明的图案形成方法，优选由上述第1涂敷所涂敷的液滴形成的薄膜与由上述第2涂敷所涂敷的液滴形成的薄膜具有重叠部分。
根据本发明，当第1涂敷的液滴和第2涂敷的液滴部分重叠时，第2涂敷的液滴被第1涂敷的液滴吸引，能够避免涂敷位置错开等，从而能够形成高精度形状的薄膜。另外，根据本发明，能够在由第1涂敷的液滴形成的薄膜的上层上，形成由第2涂敷的液滴形成的薄膜，能够容易地增大膜厚，能够容易地增高隔壁。
另外，本发明的图案形成方法优选在上述图案形成区域上形成几乎覆盖平面的薄膜。另外，对于本发明的图案形成方法，优选上述几乎覆盖平面的薄膜在成为上述隔壁的液滴的至少表面固化之后形成。
根据本发明，例如，即使是在图案形成区域内填充比较大量的液体的情况下，能够通过隔壁防止其大量液体从图案形成区域流出到外面。因此，根据本发明，能够将低成本地将几乎覆盖平面的薄膜图案形成为高精度形状。
另外，对于本发明的图案形成方法，优选上述边界是在包括上述图案形成区域的被形成图案面上设置的贯穿孔和该被形成图案面的边界部位。
根据本发明，例如，当想要形成贯通几乎覆盖平面的薄膜图案的贯穿孔时，能够通过隔壁避免用于形成该薄膜图案的液体进入该贯穿孔内而导致填满该贯穿孔。因此，根据本发明，能够简便且高精度地形成期望的薄膜图案和贯通该薄膜图案的贯穿孔。因此，根据本发明，能够高精度且低成本地制造微细的多层基板等。
另外，对于本发明的图案形成方法，优选上述图案形成区域具有角部，上述边界的至少一部分是上述角部。
根据本发明，由于在角部配置有隔壁，所以通过在图案形成区域内填充液体，能够简便地使液体的润湿扩展至该角部的顶点。另一方面，当不在角部的边界上未设置隔壁时，在图案形成区域内填充的液体难以润湿扩展至角部的顶点。根据本发明，能够高精度且低成本地制造薄膜图案的角部。
另外，对于本发明的图案形成方法，优选在设置上述隔壁之前，对包括设置该隔壁的部位的区域实施疏液处理或亲液处理。
根据本发明，通过对设置隔壁的部位和/或其周边实施疏液处理或亲液处理，能够高精度形成该隔壁。因此，根据本发明，能够形成更高精度的薄膜图案。
另外，对于本发明的图案形成方法，优选在设置上述隔壁之前，对设置该隔壁的部位和该部位的附近实施疏液处理。
根据本发明，能够抑制在设置隔壁的部位上所滴下的液滴的润湿扩展。因此，本发明能够使用液滴喷吐方式低成本地形成高精度的隔壁。
另外，对于本发明的图案形成方法，优选在上述图案形成区域上形成几乎覆盖平面的薄膜之前，对该图案形成区域实施亲液处理或疏液处理。
根据本发明，由于控制图案形成区域的亲液性或疏液性，所以能够通过图案形成区域形成更高精度的薄膜图案。
另外，对于本发明的图案形成方法，优选在上述图案形成区域上形成几乎覆盖平面的薄膜之前，对该图案形成区域的上述边界近旁之外的区域实施亲液处理。
根据本发明，液体在图案形成区域内的边界近旁以外的区域进行良好的润湿扩展，而在边界近旁发挥抑制液体的润湿扩展的作用。因此，本发明能够降低隔壁的高度，能够在图案形成区域上形成更高精度的图案。
另外，对于本发明的图案形成方法，优选上述图案形成区域被设置在由带状基板构成的且该带状基板的两端部位分别被卷绕起来而成的卷挠(roll to roll)基板上。
根据本发明，能够使用液滴喷吐方式在卷挠基板上高精度地形成薄膜图案。因此，本发明能够以更低成本且大量地制造具备了高精度的薄膜图案的基板。
为了达到上述目的，本发明的电路基板的特征在于，具有使用上述图案形成方法而形成的图案。
根据本发明，能够低成本提供具有由高精度形成的图案构成的电子电路的电路基板。因此，例如，能够提供很久以来被高密度集成化的电子电路基板。另外，本发明能够高精度且低成本地提供具有微细的多层基板的电路基板。
为了达到上述目的，本发明的电子器件是使用上述图案形成方法而制造的。
根据本发明，能够低成本地提供具备具有由薄膜图案构成的配线或电子电路的基板的电子器件。


图1A～图1D是表示有关本发明的第1实施方式的图案形成方法的模式俯视图。
图2是表示关于图1D的位置XX’处的剖视图。
图3是表示关于图1D的基板整体的图。
图4A以及图4B是表示第1实施方式的变形例的俯视图。
图5是表示有关本发明的第2实施方式的图案形成方法的模式俯视图。
图6是表示在本发明的实施方式中使用的液滴喷吐装置的一个例子的立体图。
图7A以及图7B是表示与上述相同的液滴喷吐装置的喷头的图。
图8是表示与上述相同的液滴喷吐装置的喷头的仰视图。
图9是表示有关本实施方式的多层配线基板的制造方法的概要的模式图。
图10A～图10C是表示有关本发明的实施方式的电子器件的立体图。
图中1-喷头组(喷头)，2-X方向导向轴(导轴)，4-载置台，5-Y方向导向轴，11-带状基板，12a、12b-冲洗区域，20-液滴喷吐装置，50-孔，60、60’-隔壁，61、62、63-液滴，70、71、72-薄膜，80-基板，101-第1卷筒，102-第2卷筒具体实施方式
下面，参照

有关本发明的实施方式的图案形成方法。
(第1实施方式)图1A～图1D是表示有关本发明的第1实施方式的图案形成方法的模式俯视图。图2是表示关于图1D的位置XX’处的剖视图。图3是表示关于图1D的基板整体的图。本实施方式的基板80是有关本发明的电路基板的一个例子。
在本实施方式中，举出下述的例子进行说明，即，在基板80的一侧表面的整体上设置几乎覆盖平面的薄膜70，同时还设置贯穿孔以贯通该薄膜70。
首先，如图1A所示，对于基板80的图案形成区域，形成成为贯穿孔的孔50。该图案形成区域在后来的工序中，是全面做成几乎覆盖平面的薄膜的区域。其次，在图案形成区域中的孔50的周围以一定的间隔滴下多个液滴61而进行涂敷(第1涂敷)。该液滴61的涂敷使用从液滴喷吐装置的喷嘴使液体成为液滴而喷吐的液滴喷吐方式。
接着，如图1B所示，分别在基板80上的各液滴61之间，采用液滴喷吐方式涂敷液滴62(第2涂敷)。
然后，如图1C所示，分别在基板80上的液滴61和液滴62之间，采用液滴喷吐方式涂敷液滴63(第3涂敷)。此后，使液滴61、62、63固化。由此，在基板80上的孔50的周围形成环状隔壁60。换言之，在基板80上的图案形成区域与其他区域(孔50)的边界上形成隔壁60。
接着，如图1D和图2所示，在基板80上的整个图案形成区域上形成几乎覆盖平面的薄膜70。优选在该薄膜70和隔壁60之间有一定的间隔d。
由此，根据本实施方式，能够使用液滴喷吐方式设置隔壁60。因此，隔壁60成为堤坝，能够防止在图案形成区域上涂敷的液体从该区域进入到孔50中。因此，根据本实施方式，当在做成几乎覆盖平面的薄膜的图案形成区域上配置贯穿孔时，能够避免该贯穿孔被用于形成几乎覆盖平面的薄膜液体填满。
然后，例如，将几乎覆盖平面的薄膜70作为绝缘层，用孔50形成贯穿孔，通过层叠多个如图2等所示的基板80，能够构成多层基板(有关本发明的电路基板之一)。因此，根据本实施方式，能够高精度且低成本地提供具有微细多层基板的电路基板。
另外，对于本实施方式，优选液滴61和/或液滴62与液滴63具有重叠部分。如此，能够形成成为没有缝隙的堤坝的隔壁60。当如上所述地具有重叠部分时，在用第1涂敷以及第2涂敷所涂敷的液滴61、62的至少表面固化之后，优选利用第3涂敷来涂敷液滴63。由此，第3涂敷的液滴63被第1涂敷或第2涂敷的尚未固化的液滴61、62吸引，能够避免涂敷位置错开等，可以形成具有高精度形状的薄膜。另外，在由第1以及第2涂敷的液滴61、62形成的薄膜的上层上，能够形成由第3涂敷的液滴63所形成的薄膜，可以容易地增大膜厚，并能容易地增高隔壁60。此外，通过在由第1至第3涂敷所形成的薄膜的上层设置由第4以后的涂敷所形成的薄膜，能够增高隔壁60。
另外，对于本实施方式，在设置隔壁60之前，即在液滴61滴下之前，可以对包括设置该隔壁60的部位的区域实施疏液处理或亲液处理。即，对基板80上的孔50的周围实施疏液处理或亲液处理。
例如在液滴61滴下之前，对孔50的周围实施疏液处理。通过这样，能够抑制在设置隔壁60的部位上所滴下的液滴61、62、63的润湿扩展。因此，使用液滴喷吐方式，能够高精度地形成隔壁60。
另外，对于本实施方式，当在图案形成区域上形成几乎覆盖平面的薄膜70之前，优选对该图案形成区域实施亲液处理或疏液处理。例如，当在图案形成区域上形成薄膜70之前，对该图案形成区域的孔50的近旁以外的区域实施亲液处理。由此，对于整个图案形成区域，液体进行良好地润湿扩展，能够形成膜厚均匀的良好的几乎覆盖平面的薄膜70。因此，本实施方式在降低隔壁60的高度的同时能够更高精度地形成薄膜图案。
图4A以及图4B是表示本实施方式的变形例的俯视图。在如图4A以及图4B所示的变形例中，配置为在与图1A～图1D的薄膜70对应的薄膜71和隔壁60之间没有设置间隔。即，直至隔壁60的侧面为止形成几乎覆盖平面的薄膜71。其他与如图1A至图3所示的图案形成方法相同。
(第2实施方式)图5是表示有关本发明的第2实施方式的图案形成方法的模式俯视图。在本实施方式中，图案形成区域具有角部，在其角部的外缘设置隔壁60’。隔壁60’相当于第1实施方式的隔壁60，其制法也与隔壁60相同。
根据本实施方式，由于在图案形成区域的角部配置隔壁60’，所以通过在图案形成区域内填充液体，能够简便地使液体润湿扩展至其角部顶点。因此，根据本实施方式，能够高精度且低成本地制造具有角部的几乎覆盖平面的薄膜72。
(液滴喷吐装置)图6是表示在上述实施方式的图案形成方法中使用的液滴喷吐装置的一个例子的立体图。本液滴喷吐装置20是在带状基板11上喷吐液滴。带状基板11是上述实施方式的基板80的一个例子，该带状的两端部位分别卷绕起来而成为卷挠基板。
液滴喷吐装置20具备喷头组(喷头)1、用于在X方向上驱动喷头组1的X方向导向轴(导轴)2、和使X方向导向轴2旋转的X方向驱动马达3。另外，液滴喷吐装置20具备用于载置带状基板11的载置台4、用于在Y方向上驱动载置台4的Y方向导向轴5、和使Y方向导向轴5旋转的Y方向驱动马达6。另外，液滴喷吐装置20具备在各规定位置上固定X方向导向轴2和Y方向导向轴5的基台7，在该基台7的下部具备控制装置8。进而，液滴喷吐装置20具备清洁机构部14以及加热器15。
这里，X方向导向轴2、X方向驱动马达3、Y方向导向轴5、Y方向驱动马达6以及载置台4，相对于在该载置台4上被定位的带状基板11喷头组1构成相对移动的喷头移动机构。另外，X方向导向轴2是在进行从喷头组1的液滴喷吐动作时，在相对于带状基板的纵向方向(Y方向)大致相交成直角的方向(X方向)上使喷头组1移动的导轴。
喷头组1例如具备从喷嘴(喷吐口)喷吐含有导电性微粒的分散液(液体)并以规定间隔赋予带状基板11上的多个喷头。而且，这些多个喷头能够分别按照从控制装置8输出的喷吐电压单独喷吐分散液。喷头组1被固定在X方向导向轴2上，在X方向导向轴2上连接有X方向驱动马达3。X方向驱动马达3是步进马达等，当从控制装置8提供X轴方向的驱动脉冲信号时，使X方向导向轴2进行旋转。然因此，当使X方向导向轴2旋转时，喷头组1相对于基台7在X轴方向上移动。
这里，对构成喷头组1的多个喷头的详细情况进行说明。图7A以及图7B是表示喷头30的图，图7A是主要部分立体图，图7B是主要部分剖视图。图8是喷头30的仰视图。
如图7A所示，喷头30是具备例如不锈钢制的喷嘴板32和振动板33，且借助间壁部件(贮器板)34接合了两者的部件。通过间隔部件34在喷嘴板32和振动板33之间形成有多个空间35和蓄液部36。在各空间35和蓄液部36的内部充满液体，各空间35和蓄液部36借助供给口37连通。另外，在喷嘴板32上以纵横排列的状态形成多个用于从空间35喷射液体的喷嘴孔38。另一方面，在振动板33上形成有用于将液体提供给蓄液部36的孔39。
另外，在振动板33的与空间35对向的面的相反侧的表面上如图7B所示接合有压电元件(piezo元件)40。该压电元件40的构成是位于一对电极41之间，当通电时其向外侧突出而弯曲。然后，在这种构成的基础上，压电元件40接合的振动板33与压电元件40成为一体，同时向外侧弯曲，由此，空间35的容积增大。因此，相当于在空间35内增大的体积量的液体借助供给口37从蓄液部36流入。另外，当从这种状态解除向压电元件40的通电时，压电元件40连同振动板33返回至原来的形状。因此，空间35也返回至原来的容积，所以空间35内部的液体的压力上升，液体的液滴42从喷嘴口38朝向基板喷吐。
其中，对于由这种构成形成的喷头30，其底面形状大致呈矩形，如图8所示，喷嘴N(喷嘴孔38)在纵向等间隔地排列的状态下被配置成矩形。因此，在本例中，在其纵向即长边方向上配置的喷嘴的列中，将各喷嘴中每隔1个配置的喷嘴作为主喷嘴(第1喷嘴)Na，将在这些主喷嘴Na之间配置的喷嘴作为副喷嘴(第2喷嘴)Nb。
在这些各喷嘴N(喷嘴Na、Nb)上，通过各自独立地设置压电元件40，可以使其各自独立进行喷吐动作。即，通过控制作为发送到这种压电元件40的电信号的喷吐波形，能够调节来自各喷嘴N的液滴的喷吐量并使其发生变化。这里，这种喷吐波形的控制是通过控制装置8完成的，在这种构成的基础上，控制装置8还发挥使来自各喷嘴N的液滴喷吐量发生变化的喷吐量调节机构的功能。
其中，作为喷头30的方式，并不限于使用了上述压电元件40的压电喷射类型以外的类型，例如也能够采用热方式，此时通过改变施加时间等能够使液滴喷吐量发生变化。
返回至图6，载置台4是对通过该液滴喷吐装置20涂敷分散液的带状基板11进行载置的部件，具备将该带状基板11固定在基准位置上的机构(定位机构)。载置台4被固定在Y方向导向轴5上，在Y方向导向轴5上连接有Y方向驱动马达6、16。Y方向驱动马达6、16是步进马达等，当从控制装置8提供Y轴方向的驱动脉冲信号时，可以使Y方向导向轴5旋转。然后，当使Y方向导向轴5旋转时，载置台4相对基台7在Y轴方向上移动。
液滴喷吐装置20具备对喷头组1进行清洁的清洁机构部14。清洁机构部14通过Y方向的驱动马达16沿着Y方向导向轴5移动。清洁机构部14的移动也由控制装置8控制。
接着，对液滴喷吐装置20的冲洗区域12a、12b进行说明。在液滴喷吐装置20的载置台4上设置有2个冲洗区域12a、12b。冲洗区域12a、12b是在带状基板11的短幅方向(X方向)的两侧配置的区域，是喷头组1可以通过X方向导向轴2进行移动的区域。即，在相当于带状基板11中的1个电路基板的区域的期望区域的两侧上，配置有冲洗区域12a、12b。然后，冲洗区域12a、12b是来自喷头组1的分散液被废弃的区域。通过如此配置冲洗区域12a、12b，能够沿着X轴方向导向轴2使喷头组1迅速地移动向其中一个冲洗区域12a、12b。例如，当喷头组1在冲洗区域12b的近旁成为想要冲洗的状态时，不是将喷头组1移动至比较远的冲洗区域12a，而是使其移动至比较近的冲洗区域12b，以能够迅速地进行冲洗。
加热器15在这里是通过灯退火(lamp anneal)对带状基板11进行热处理(干燥处理或烘焙处理)的机构。即，加热器15能够进行对在带状基板11上喷吐的液体蒸发、干燥，并且能够进行用于变换成导电膜的热处理。该加热器15的电源的接通以及切断也是通过控制装置8进行控制的。
对于本实施方式的液滴喷吐装置20，为了在规定的配线形成区域内喷吐分散液，从控制装置8向X方向驱动马达3和/或Y方向驱动马达6提供规定的驱动脉冲信号，通过使喷头组1和/或载置台4移动，从而使喷头组1和带状基板11(载置台4)相对移动。然后，在该相对移动期间，从控制装置8向喷头组1中的规定的喷头30提供喷吐电压，从该喷头30喷吐分散液。
对本实施方式的液滴喷吐装置20，从喷头组1的各喷头30的液滴的喷吐量能够根据由控制装置8提供的喷吐电压的大小进行调节。另外，被喷吐到带状基板11上的液滴的间距是由喷头组1和带状基板11(载置台4)的相对移动速度以及来自喷头组1的喷吐频率(喷吐电压供给的频率)而决定的。
根据本实施方式的液滴喷吐装置20，通过使喷头组1沿着X方向导向轴2或Y方向导向轴5移动，能够使液滴命中在带状基板11的期望区域的任意位置上而形成图案。即，液滴喷吐装置20能够形成图1所示的隔壁60，并且也能够形成几乎覆盖平面的薄膜70。然后，当在1个期望区域上形成隔壁60和薄膜70之后，通过使带状基板11在纵向方向(Y方向)上进行错离，能够极其简便地在其他期望的区域上形成隔壁60以及薄膜70。因此，本实施方式能够在带状基板11的各期望区域(各电路基板区域)上简便且迅速并精确地形成具有贯穿孔等的图案，能够高效且大量地制造具有多层配线的电子电路等。
(多层配线基板的制造方法)接着，使用上述实施方式的图案形成方法，附加在形成多层配线基板的方法中进行说明。在本实施方式中，以成为卷挠基板的带状基板11上具有由导电膜构成配线层和绝缘层和贯穿孔的多层配线基板的制造方法作为一个例子，进行说明。
图9是表示有关本实施方式的多层配线基板的制造方法的概要的模式图。应用本发明的系统至少具有卷绕有带状基板11的第1卷筒101、将从第1卷筒101卷放出来的带状基板11卷绕起来的第2卷筒102、在带状基板11上喷吐液滴的液滴喷吐装置20而构成。
带状基板11例如应用带状的柔性基板，是以聚酰亚胺等为基材构成的。作为带状基板11的形状的具体例子，其宽为105mm，长为200m。然后，带状基板11构成其带状的两端部位分别卷绕到第1卷筒101和第2卷筒102上而成的“卷挠基板”。即，从第1卷筒101卷放出来的带状基板11被卷绕到第2卷筒102上，从而在纵向方向上连续行走，在该连续行走的带状基板11上，液滴喷吐装置20使液体成为液滴并喷吐，从而形成图案(隔壁60以及薄膜70)。
另外，本制造方法相对于由1个带状基板11构成的卷挠基板，具有分别实行多个工序的多个装置。作为多个工序，可以举例为清洗工序S1、表面处理工序S2、第1液滴喷吐工序S3、第1固化工序S4、第2液滴喷吐工序S5、第2固化工序S6以及烘焙工序S7。通过这些工序，能够在带状基板11上形成配线层以及绝缘层等。另外，在带状基板11的期望位置上预先形成孔50(参照图1A～图1D)。
另外，通过本制造方法，在纵向方向上将带状基板11分割成规定长度而设定大量的基板形成区域(相当于基板80)。然后，使带状基板11连续地向各工序的各装置移动，在带状基板11的各基板形成区域上连续地形成配线层以及绝缘层(例如相当于薄膜70)等。即，多个工序S1～S7作为流水作业被实行，可以由多个装置分别同时或以时间上重复地实行。
接着，具体说明相对于作为卷挠基板的带状基板11所进行的上述多个工序。
首先，对从第1卷筒101引出来的带状基板11的期望区域实施清洗工序(步骤S1)。
作为清洗工序S1的具体例子，可以举出对带状基板11的UV(紫外线)照射。另外，可以用水等溶剂清洗带状基板11，还可以使用超声波清洗。另外，可以在常压或真空中对带状基板11照射等离子而进行清洗。
接着，在被实施了清洗工序S1的带状基板11的期望区域上实施赋予亲液性或疏液性的表面处理工序S2(步骤S2)。
对表面处理工序S2的具体例子进行说明。为了通过步骤S3的第1液滴喷吐工序S3在带状基板11上形成由含有导电性微粒的液体所形成的导电膜的配线，所以优选控制相对于含有导电性微粒的液体的带状基板11的期望区域的表面的润湿性。下面，对用于获得期望的接触角的表面处理方法进行说明。
通过本实施方式，为了使相对于含有导电性微粒的液体的规定接触角成为期望的值，实施首先对带状基板11的表面实施疏液化处理，另外，随后进行实施使输液状态得到缓和之类的亲液化处理这样的二阶断表面处理。
首先，说明对带状基板(基板)11的表面实施疏液化处理的方法。
作为疏液化处理的方法之一，可以举出在基板的表面上形成由有机分子膜等构成的自身组织化膜的方法。用于处理基板表面的有机分子膜，其一端侧上具有可与基板接合的官能团，另一端侧具有将基板的表面改性成为疏液性等(控制表面能)的官能团，并且具备结合这些官能团的碳的直链和部分分支的碳链，在基板上结合并进行自身组织化以形成分子膜、例如单分子膜。
自身组织化膜是指由可与基板等基底层等构成原子发生反应的亲合性官能团和其之外的直链分子构成，通过该直链分子的相互作用使具有极高取向性的混合物取向而形成的膜。由于该自身组织化膜是使单分子取向而形成的，所以能够使膜厚极薄，而且成为在分子水平上均匀的膜。即，因为相同分子位于膜的表面，所以能够赋予膜表面均匀且出色的疏液性等。
作为上述的具有高取向性的化合物，例如当使用氟烷基硅烷时，以使氟烷基位于膜的表面的方式让各化合物取向以形成自身组织化膜，因此对膜的表面赋予疏液性。
作为形成自身组织化膜的化合物，可以举例为十七氟-1，1，2，2四氢癸基三乙氧基硅烷、十七氟-1，1，2，2四氢癸基三甲氧基硅烷、十七氟-1，1，2，2四氢癸基三氯硅烷、十三氟-1，1，2，2四氢辛基三乙氧基硅烷、十三氟-1，1，2，2四氢辛基三甲氧基硅烷、十三氟-1，1，2，2四氢辛基三氯硅烷、三氟丙基三甲氧基硅烷等氟烷基硅烷(下面，记为“FAS”)。在使用时，虽优选单独使用一个化合物，但即使组合使用2种以上的化合物，如果无损本发明所期望的目的，也没有限制。另外，对于本实施方式，作为上述的形成自身组织化膜的化合物，使用上述FAS，是由于赋予和基板的粘附性以及良好的疏液性，所以优选。
FAS通常用结构式RnSiX(4-n)表示。这里，n表示1以上3以下的整数，X是甲氧基、乙氧基、卤素原子等加水分解基团。另外，R是氟烷基，具有(CF3)(CF2)X(CH2)Y(这里，x表示0以上10以下的整数，y表示0以上4以下的整数)结构，当多个R或X与Si结合时，R或X可以各自全部相同，也可以不同。用X表示的加水分解基因加水分解而形成硅烷醇，与基板(玻璃、硅)等基底的羟基发生反应，并以硅氧烷键与基板结合。另一方面，因为表面具有(CF3)等氟基，所以R将基地表面(表面能低)改性成为不润湿表面。
将上述的原料化合物和基板放置到同一个密闭容器中，在室温情况下放置2～3天左右的时间，从而在基板上形成由有机分子膜等构成的自身组织化膜。另外，通过使整个密闭容器保持在100℃，3小时左右在基板上形成由有机分子膜等构成的自身组织化膜。如上所述的是从气相的形成法，不过从液相也可以形成自身组织化膜。
例如，通过在含有原料化合物的溶液中浸渍基板，清洗、干燥、在基板上得到自身组织化膜。
其中，在形成自身组织化膜之前，优选通过步骤S1的清洗工序S1对基板表面照射紫外光，或用溶剂清洗，或实施前处理。
作为疏液化处理的其他方法，可以举出在常压下等离子照射的方法。对于在等离子处理中使用的气体种类，能够考虑基板的表面材质等而进行种种选择。例如，能够将四氟甲烷、全氟己烷、全氟癸烷等氟烃类气体作为处理气体而使用。此时，能够在基板的表面上形成疏液性的氟化聚合膜。
疏液化处理能够通过将具有期望的疏液性的薄膜、例如已进行了四氟乙烯加工的聚酰亚胺薄膜等贴合在基板表面上而进行的。其中，可以将聚酰亚胺薄膜直接用作带状基板11。
接着，对实施亲液化处理的方法进行说明。
由于在结束了上述的疏液化处理的阶段的基板表面具有比通常期望的疏液性还高的疏液性，所以通过亲液化处理以缓和疏液性。
作为亲液化处理，可以举出照射170～400nm的紫外光的方法。由此，能够部分地且作为整体被均匀破坏地对暂时形成的疏液性膜缓和疏液性。
此时，能够通过紫外光的照射时间来调节疏液性的缓和程度，但也能够通过和紫外光的强度、波长、热处理(加热)的组合等进行调节。
作为亲液化处理的其他方法，可以举出将氧气作为反应气体的等离子处理。由此，能够部分地且作为整体被均匀改性地对暂时形成的疏液性膜缓和疏液性。
作为亲液化处理的其他方法，可以举出将基板暴露在臭氧环境下的处理。
由此，部分地且作为整体被均匀改性地对暂时形成的疏液性膜缓和疏液性。此时，疏液性的缓和程度能够通过照射输出、距离、时间等进行调节。
接着，在已实施了表面处理工序S2的带状基板11的期望区域上进行第1液滴喷吐工序S3，该第1液滴喷吐工序S3成为喷吐含有导电性微粒的液体进行涂敷的配线材料涂敷工序(步骤S3)。
该第1液滴喷吐工序S3的液滴喷吐是通过如图6所示的液滴喷吐装置20而进行的，当在带状基板11上形成配线时，在该第1液滴喷吐工序中喷吐的液体是含有导电性微粒(图案形成成分)的液体。作为含有导电性微粒的液体，使用将导电性微粒分散在分散介质中的分散液。这里使用的导电性微粒除了是含有金、银、铜、钯、镍中的任意元素的金属微粒之外，还可以使用导电性聚合物或超导体的微粒等。
为了改善分散性，导电性微粒也能够在表面上涂敷有机物等而使用。作为在导电性微粒的表面上涂敷的涂敷材料，可以举例为类似感生空间阻碍或静电推斥的聚合物。另外，导电性微粒的粒径优选5nm以上、0.1μm以下。这是因为如果大于0.1μm，则容易引起喷嘴的阻塞，通过喷吐法进行的喷吐变得困难的缘故。另外，还因为如果小于5nm，则相对于导电性微粒的涂敷剂的体积比变大，所得到的膜中的有机物的比例变得过多的缘故。
作为含有导电性微粒的液体的分散介质，优选室温下的蒸气压为0.001mmHg以上、200mmHg以下(约0.133Pa以上、26600Pa以下)的介质。这是因为当蒸气压高于200mmHg时，分散介质在喷吐后急剧蒸发，难以形成良好的膜的缘故。
另外，分散介质的蒸气压更优选为0.001mmHg以上、50mmHg以下(约0.133Pa以上、6650Pa以下)。这是因为当蒸气压高于50mmHg时，利用喷吐法(液滴喷吐法)喷吐液滴时容易出现因干燥造成的喷嘴阻塞，难以进行稳定的喷吐。另一方面，当为室温下的蒸气压低于0.001mmHg的分散介质时，干燥变慢且在膜中容易残留分散介质，在后工序的热和/或光处理之后难以得到优质的导电膜。
作为使用的分散介质，如果是能够分散上述的导电性微粒的介质，或是不引起凝集的介质，则没有特别限制，但除了水之外，还可以举出甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等醇类，正庚烷、正辛烷、癸烷、甲苯、二甲苯、异丙基甲苯、杜烯、茚、二聚戊烯、四氢化萘、十氢化萘、环己基苯等烃类化合物，或者乙二醇单甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇甲基乙基醚、二甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、二甘醇甲基乙基醚、1，2-二甲氧基乙烷、双(2-甲氧乙基)醚、对二噁烷等醚类化合物，进而碳酸丙烯酯、γ-丁内酯、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲替甲酰胺、二甲亚砜、环己酮等极性化合物。其中，从微粒的分散性和分散液的稳定性、另外应用于喷吐法的容易性的观点来看，优选水、醇类、烃类化合物、醚类化合物，作为进一步优选的分散介质，能够举出水、烃类化合物。这些分散介质能够单独使用，或者作为2种以上的混合物进行使用。
在分散介质中分散上述导电性微粒时的分散介质浓度为1质量％以上、80质量％以下，能够按照期望的导电膜的膜厚进行调节。当超过80质量％时，容易引起凝集而难以得到均匀的膜。
上述导电性微粒的分散液的表面张力优选在0.02N/m以上、0.07N/m以下的范围内。这是因为当采用喷吐法喷吐液体时，如果表面张力不到0.02N/m，喷液组合物相对喷嘴面的润湿性增大而容易产生飞行弯曲，当超过0.07N/m时，在喷嘴顶端的弯液面的形状不稳定而很难喷吐量、喷吐计时的进行控制。
为了调节表面张力，在不使与基板的接触角不当降低的范围内，能够在上述分散液中微量添加氟类、硅类、非离子类等表面张力调节剂。非离子类表面张力调节剂液体向基板的润湿性良好化，并改进膜的流平性，有助于防止涂膜产生“块”、以及产生桔皮面等。上述分散液即使根据需要含有醇、醚、酯、酮等有机化合物也可以。
上述分散液的粘度优选为1mPa·s以上、50mPa·s以下。
这是因为当利用喷吐法喷吐时，在粘度小于1mPa·s的情况下，喷液的流出容易污染喷嘴的周边部，另外，在粘度大于50mPa·s的情况下，在喷嘴孔的阻塞频度增高而难以进行顺畅的液滴喷吐。
通过本实施方式，将上述分散液的液滴从喷头喷吐而滴向基板上应该形成配线的场所。此时，有必要控制持续喷吐的液滴的重叠程度以不产生液体蓄积(鼓起)。另外，也能够采用如在第1次喷吐是以使多个液滴不相互接触的方式间隔地喷吐，而通过第2次之后的喷吐填满其间隔的喷吐方法。
接着，对已实施第1液滴喷吐工序S3的带状基板11的期望区域进行第1固化工序(步骤S4)。
第1固化工序S4是使含有在第1液滴喷吐工序S3中涂敷于带状基板11上的导电性材料的液体固化的配线材料固化工序。通过重复实施上述步骤S3和步骤S4(也可以含有步骤S2)，能够增大膜厚，能够简便地形成具有期望形状且具有期望膜厚的配线等。
作为第1固化工序S4的具体例子，除了例如由加热带状基板11的通常的加热板、电炉等进行的处理之外，也能够通过灯退火进行。作为在灯退火中使用的光的光源，没有特别限制，能够将红外线灯、氙气灯、YAG激光器、氩激光器、二氧化碳激光器、XeF、XeCl、XeBr、KrF、KrCl、ArF、ArCl等的激元激光器等用作光源。这些光源通常使用输出功率在10W以上、5000W以下的范围内的灯，但在本实施方式中，在10W以上、1000W以下的范围内已足够。
接着，在已实施了第1固化工序S4的带状基板11的期望区域上实施成为绝缘材料涂敷工序的第2液滴喷吐工序S5(步骤S5)。
该第2液滴喷吐工序S5中的液滴喷吐也是通过图6所示的液滴喷吐装置20进行的。不过，优选在第1液滴喷吐工序S3中使用的液滴喷吐装置20与在第2液滴喷吐工序S5中使用的液滴喷吐装置20是不同的装置，因为通过使用不同的装置，能够同时实施第1液滴喷吐工序S3和第2液滴喷吐工序S5，能够实现制造的迅速化以及液滴喷吐装置的运转率的提高化。
第2液滴喷吐工序S5是通过液滴喷吐装置在第1液滴喷吐工序S3以及第1固化工序S4中形成的带状基板11的配线层的上层涂敷绝缘性液体的工序。即，如图1所示，在第2液滴喷吐工序S5中，首先也在孔50的周围形成隔壁60，接着，在整个图案形成区域上形成几乎覆盖平面且绝缘性的薄膜70。由此，能够精确地设置贯通由薄膜70构成的绝缘层的贯穿孔。然后，通过该工序，在第1液滴喷吐工序S3以及第1固化工序S4中形成的配线图案被绝缘膜覆盖。在进行该第2液滴喷吐工序S5之前，优选进行相当于上述步骤S2的表面处理工序S2的表面处理。即，优选对带状基板11的整个规定区域实施亲液化处理。
接着，对已实施第2液滴喷吐工序S5的带状基板11的期望区域实施第2固化工序S6(步骤S6)。
第2固化工序S6是指使在第2液滴喷吐工序S5中涂敷于带状基板11上的绝缘性液体固化的绝缘材料固化工序。通过重复实施上述步骤S5和步骤S6(也可以含有表面处理工序)，能够增大膜厚，能够简便地形成具有贯穿孔，并且具有期望形状且具有期望膜厚的绝缘层等。第2固化工序S6的具体例子能够应用与上述第1固化工序S4的具体例相同的例子。
上述步骤S2～S6成为形成第1配线层的第1配线层形成工序A。通过在该第1配线层形成工序A之后，还进一步实施上述步骤S2～S6，在第1配线层的上层能够形成具备贯穿孔的第2配线层。将形成该第2配线层的工序作为第2配线层形成工序B。在该第2配线层形成工序B之后，通过进一步实施上述步骤S2～S6，在第2配线层的上层能够形成具备贯穿孔的第3配线层。将形成该第3配线层的工序作为第3配线层形成工序C。由此，通过返复上述步骤S2～S6，能够在带状基板11上简便且良好地形成具备贯穿孔地多层配线。
接着，在由上述步骤S2～S6过程的第1配线层、第2配线层以及第3配线层形成之后，进行对该带状基板11的期望区域烘焙的烘焙工序S7(步骤S7)。
该烘焙工序S7是将在第1液滴喷吐工序S3中涂敷随后进行干燥处理的配线层、和在第2液滴喷吐工序S5中涂敷随后进行干燥处理的绝缘层一起进行烘焙的工序。通过烘焙工序S7，确保带状基板11的配线层中的配线图案的微粒之间的电接触，该配线图案被变换成导电膜。另外，通过烘焙工序S7，改善带状基板11的绝缘层的绝缘性。
烘焙工序S7通常在大气中进行，但根据需要，也能够在氮气、氩气、氦气等惰性气体环境中进行。对于在烘焙工序S7中的处理温度，考虑第1液滴喷吐工序S3或第2液滴喷吐工序S5中涂敷的液体所含有的分散介质的沸点(蒸气压)、环境气体的种类或压力、微粒的分散性或氧化性等热性能、涂敷材料的有无和量、基材的耐热温度等，进行适当确定。例如，作为烘焙工序S7，在150℃下烘焙带状基板11的期望区域。
这种烘焙处理除了通过由通常的加热板、电炉等进行的处理之外，也能够通过灯退火进行。作为在灯退火中使用的光的光源，没有特别限制，能够将红外线灯、氙气灯、YAG激光器、氩激光器、二氧化碳激光器、XeF、XeCl、XeBr、KrF、KrCl、ArF、ArCl等的激元激光器等用作光源。这些光源通常使用输出功率在10W以上、5000W以下的范围内的灯，但在本实施方式中，在10W以上、1000W以下的范围内已足够。
由此，根据本实施方式，由于使用液滴喷吐方式在成为卷挠基板的带状基板11上形成具有贯穿孔的多层配线，所以对精确且小型化的电子电路基板等，能够实现高效且大量制造。即，根据本实施方式，通过在制品时将大量的被做成板形基板的1个带状基板11的期望区域通过定位至液滴喷吐装置20的期望位置，能够在该期望区域形成期望的配线图案。因此，通过液滴喷吐装置20在1个期望区域进行图案形成之后，通过使带状基板11相对液滴喷吐装置错开，能够极简便地在带状基板11的其他期望区域上形成配线图案，由此，本实施方式能够在成为卷挠基板的带状基板11的各期望区域(各电路基板区域)上简便且迅速地形成精确的配线图案，对于配线基板等，能够实现精确且高效地大量制造。
另外，根据本实施方式，对成为卷挠基板的带状基板11从第1卷筒101卷放出来到用第2卷筒102卷绕起来，实行包含液滴涂敷工序的多个工序。由此，从实行清洗工序S1的装置到实行下面的表面处理工序S3的装置，再到实行下一个工序的装置，只通过用第2卷筒将带状基板11的一端卷绕起来，能够使该带状基板11移动。因此，根据本实施方式，能够简略化使带状基板11向各工序的各装置移动的运送机构以及定位机构，能够减小制造装置的设置空间，并能够降低大量生产等时的制造成本。
另外，对于本实施方式的图案形成系统以及图案形成方法，优选上述多个工序中的各工序的所需时间大致相同。如此，能够并列同步实行各工序，在进行更迅速的制造，并且能够进一步提高各工序的各装置的利用效率。这里，为了使各工序的所需时间一致，可以调节在各工序中使用的装置(例如液滴喷吐装置20)的数量或性能。例如，当第2液滴喷吐工序S5的时间长于第1液滴喷吐工序S3时，可以在第1液滴喷吐工序S3中使用1台液滴喷吐装置20，在第2液滴喷吐工序S5中使用2台液滴喷吐装置20。
(电子器件)接着，对使用上述实施方式的图案形成方法制造的电子器件进行说明。
图10A是表示便携式电话的一个例子的立体图。在图10A中，符号600表示使用上述实施方式的图案形成方法形成的多层配线的便携式电话的主体，符号601表示由电光学装置构成的显示部。图10B表示文字处理机、个人电脑等便携式信息处理装置的一个例子的立体图。在图10B中，符号700表示信息处理装置，符号701表示键盘等输入部，符号702表示由电光学装置构成的显示部，符号703表示使用上述实施方式的图案形成方法形成的多层配线的信息处理装置主体。图10C是表示手表型电子器件的一个例子的立体图。在图10C中，符号800表示使用上述实施方式的图案形成方法形成的多层配线的钟表主体，符号801表示由电光学装置构成的显示部。
由于如图10A～图10C所示的电子器件具备使用上述实施方式的图案形成方法形成的多层配线，所以能够实现低成本、高品质且大量地制造。
另外，本发明的技术范围并不限于上述实施方式，在不脱离本发明的宗旨的范围内可以进行各种变更，在实施方式中举出的具体的材料或层构成等只不过是一个例子，可以进行适宜更改。例如，对上述实施方式中用于多层配线的制造的图案形成方法进行了说明，但本发明并不限于此，能够将本发明应用于各种集成电路或有机EL装置、等离子显示装置、液晶装置等各种电光学装置的制造，也能够将本发明应用于滤色器等的制造。即，由有关本发明的图案形成方法得到的薄膜图案并不限于配线图案，能够使用有关本发明的图案形成方法形成像素、电极、各种半导体元件等。
权利要求
1.一种图案形成方法，其中，在图案形成区域和其他区域的边界的至少一部分上，通过使用液滴喷吐方式涂敷液滴来设置隔壁。
2.如权利要求1所述的图案形成方法，其中，通过至少进行第1涂敷和第2涂敷而形成线性的所述隔壁，其中第1涂敷，在所述边界的至少一部分上，使多个液滴相互间保有间隔并通过所述液滴喷吐方式进行涂敷，第2涂敷，在所述第1涂敷之后采用所述液滴喷吐方式在所述间隔上涂敷液滴。
3.如权利要求2所述的图案形成方法，其中，在由所述第1涂敷所涂敷的液滴的至少表面固化之后，进行所述第2涂敷。
4.如权利要求2所述的图案形成方法，其中，所述第1涂敷所涂敷的液滴和所述第2涂敷所涂敷的液滴具有重叠部分。
5.如权利要求1所述的图案形成方法，其中，在所述图案形成区域上形成薄膜。
6.如权利要求5所述的图案形成方法，其中，在成为所述隔壁的液滴的至少表面固化之后，所述薄膜形成为几乎覆盖平面状。
7.如权利要求1所述的图案形成方法，其中，所述边界是在包括所述图案形成区域的被形成图案面上设置的贯穿孔和该被形成图案面的边界部位。
8.如权利要求1所述的图案形成方法，其中，所述图案形成区域具有角部，所述边界的至少一部分是所述角部。
9.如权利要求1所述的图案形成方法，其中，在设置所述隔壁之前，对包括设置该隔壁的部位的区域实施疏液处理或亲液处理。
10.如权利要求1所述的图案形成方法，其中，在设置所述隔壁之前，对设置该隔壁的部位和该部位的附近实施疏液处理。
11.如权利要求5所述的图案形成方法，其中，在形成所述薄膜之前，对所述图案形成区域实施亲液处理或疏液处理。
12.如权利要求5所述的图案形成方法，其中，在形成所述薄膜之前，对所述图案形成区域中的所述边界附近之外的区域实施亲液处理。
13.如权利要求1所述的图案形成方法，其中，所述图案形成区域被设置在由带状基板构成的且该带状基板的两端部位分别被卷绕起来而成的基板上。
14.一种电路基板，其中，具有使用权利要求1所述的图案形成方法而形成的图案。
15.一种电子器件，其中，是使用利要求1所述的图案形成方法制造的。
全文摘要
本发明提供一种图案形成方法，在图案形成区域和其他区域的边界的至少一部分上，通过使用液滴喷吐方式涂敷液滴来设置隔壁。
文档编号B05D7/00GK1674767SQ200510056389
公开日2005年9月28日 申请日期2005年3月18日 优先权日2004年3月22日
发明者樱田和昭, 新馆刚, 木下丰太郎 申请人:精工爱普生株式会社