JP2006108506A - Film pattern forming method and substrate manufacturing method - Google Patents

Film pattern forming method and substrate manufacturing method Download PDF

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宏志 瀧口
Naoyuki Toyoda
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a film pattern forming method with which a fine film pattern can be accurately and stably formed. <P>SOLUTION: The film pattern forming method for forming a film pattern on a substrate includes the steps of disposing a liquid-repellent material on the substrate to form a liquid-repellent film; disposing a photocatalyst containing material on the liquid-repellent film to form a photocatalyst containing material film; decomposing a liquid-repellent area on the liquid-repellent film in contact with the photocatalyst containing material film, and modifying the area into a lyophilic area by irradiating the photocatalyst containing material film with energy beams, to form a pattern comprised of wet different portions; and removing the photocatalyst containing material film. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、基板上に膜パターンを形成する膜パターンの形成方法及び膜パターンを備えた基板の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a film pattern forming method for forming a film pattern on a substrate and a method for manufacturing a substrate provided with the film pattern.

従来より、半導体集積回路など微細な配線パターン(膜パターン)を有するデバイスの製造方法としてフォトリソグラフィー法が多用されているが、近年、特開平11−274671号公報(特許文献1)、特開2000−216330号公報などに開示されているように、液滴吐出法を用いたデバイスの製造方法が注目されている。   Conventionally, a photolithography method has been widely used as a method for manufacturing a device having a fine wiring pattern (film pattern) such as a semiconductor integrated circuit. Recently, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-274671 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000/2000. As disclosed in JP-A-216330 and the like, a device manufacturing method using a droplet discharge method has attracted attention.

上記公報に開示されている技術は、基板上のパターン形成領域にパターン形成用材料を含んだ機能性液体材料からなる液滴を液滴吐出ヘッドから吐出することにより基板上に材料を配置し、配線パターンを形成するものであり、少量多種生産に対応可能である点などにおいて大変有効である。   The technology disclosed in the above publication arranges a material on a substrate by discharging droplets made of a functional liquid material containing a pattern forming material in a pattern forming region on the substrate from a droplet discharge head, It forms a wiring pattern, and is very effective in that it can be used for various types of small-volume production.

このインクジェット機式記録ヘッドの解像度は、数百dpi(例えば400dpi)と微細であるため、個々のノズル穴から機能性液体材料を吐出できれば、半導体工場のような設備を要せず、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。   Since the resolution of this ink jet recording head is as fine as several hundred dpi (for example, 400 dpi), if a functional liquid material can be discharged from each nozzle hole, a facility such as a semiconductor factory is not required, and the order of μm order. It is considered that an arbitrary pattern can be formed with a width.

しかしながら、インクジェット方式により吐出された液滴が基板表面に着弾すると、液滴が基板表面で大きく広がるという問題や、液滴の形状がそのまま膜パターンの輪郭に残ったり凹凸ができるという問題があった。   However, when the droplets ejected by the ink jet method land on the substrate surface, there are problems that the droplets spread widely on the substrate surface, and that the shape of the droplets remains in the contour of the film pattern as it is, or there are irregularities .

そのため、上記のような問題を解決するために、低コストな機能性液体材料付与方法を用いて、液滴が不必要に濡れ広がらず微細な配線の形成が可能な膜パターンの製造方法及び製造装置が検討されてきた。   Therefore, in order to solve the above problems, a low-cost functional liquid material application method is used, and a film pattern manufacturing method and a manufacturing method capable of forming fine wiring without causing droplets to wet and spread unnecessarily Devices have been studied.

その一つとして、基板に撥液性を有する領域と親液性を有する領域とを形成し、親液性領域に機能性液体材料を配置することにより膜パターンを形成する方法が検討されている。このような方法では、基板に撥液性を付与するために、例えばガラスなどの基板に対してはフッ素系のシランカップリング剤が形成する自己組織単分子膜が用いられる。この撥液性の自己組織単分子膜をパターニングするために極短波長のUV(例えば、172nmのエキシマUV光)による自己組織単分子膜の分解処理が一般的であるが、UV処理に非常に長時間を要することと光の照射に伴う基板の熱膨張、UV波長が非常に短いことによる基板などへのダメージが問題となる。   As one of them, a method of forming a film pattern by forming a liquid-repellent region and a lyophilic region on a substrate and disposing a functional liquid material in the lyophilic region has been studied. . In such a method, a self-organized monomolecular film formed by a fluorine-based silane coupling agent is used for a substrate such as glass in order to impart liquid repellency to the substrate. In order to pattern this liquid-repellent self-assembled monolayer, decomposition processing of the self-assembled monolayer by ultrashort wavelength UV (for example, excimer UV light of 172 nm) is generally used. There are problems such as long time, thermal expansion of the substrate due to light irradiation, and damage to the substrate due to the very short UV wavelength.

そこで、特開2001−272774号公報に示されるように、光触媒を基板表面に形成することを利用した親液撥液パターン形成方法が考えられてきた(特許文献3)。しかしながら、このような方法では、基板表面に光触媒特性をもつ層を形成する必要があるため、最終的に得られる基板上の膜パターンの下層に光触媒を含有する層が残存するという問題があった。   Therefore, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-272774, a lyophilic liquid repellent pattern forming method utilizing formation of a photocatalyst on a substrate surface has been considered (Patent Document 3). However, in such a method, since it is necessary to form a layer having photocatalytic properties on the substrate surface, there is a problem that a layer containing a photocatalyst remains in the lower layer of the film pattern on the finally obtained substrate. .

これを改善した方法として、特開2000−249821号公報に、光触媒含有層を有する光触媒含有層側基板と、特性変化層を有するパターン形成体用基板とを別体とし、露光を行う際に両者を接触するように配置する方法が開示されている(特許文献4)。この方法では、光触媒含有層を有する光触媒含有層側基板が特性変化層を有するパターン形成体用基板と接触しなければ自己組織単分子膜の分解が進まないため、パターン形成体用基板が平坦である場合は自己組織単分子膜の分解は行えるが、パターン形成体用基板表面に凹凸がある場合には自己組織単分子膜の分解が起こらない領域が発生するため、親液・撥液のパターンにムラが生じるという問題があった。
特開平11−274671号公報 特開2000−216330号公報 特開2001−272774号公報 特開2000−249821号公報
As a method for improving this, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-249821 discloses that a photocatalyst containing layer side substrate having a photocatalyst containing layer and a pattern forming body substrate having a characteristic change layer are separated from each other when performing exposure. Has been disclosed (Patent Document 4). In this method, since the decomposition of the self-assembled monolayer does not proceed unless the photocatalyst containing layer side substrate having the photocatalyst containing layer is in contact with the pattern forming substrate having the characteristic change layer, the pattern forming substrate is flat. In some cases, the self-assembled monolayer can be decomposed, but if the surface of the substrate for pattern formation is uneven, there will be areas where the self-assembled monolayer will not be decomposed. There was a problem that unevenness occurred.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-274671 JP 2000-216330 A JP 2001-272774 A JP 2000-249821 A

ところで、近年ではデバイスを構成する回路の高密度化がますます進み、例えば配線パターン(膜パターン)についてもさらなる微細化、細線化が要求されている。しかしながら、このような微細な配線パターン(膜パターン)を前記の液滴吐出方式による方法によって形成しようとした場合、上記の問題があるために微細な配線パターンを正確かつ安定に形成するのが困難であった。   By the way, in recent years, the density of circuits constituting a device has been increased, and for example, further miniaturization and thinning of wiring patterns (film patterns) are required. However, when such a fine wiring pattern (film pattern) is to be formed by the method using the droplet discharge method, it is difficult to form a fine wiring pattern accurately and stably due to the above-described problems. Met.

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みなされたものであって、微細な膜パターンを精度良く安定して形成できる膜パターンの形成方法を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a film pattern forming method capable of forming a fine film pattern with high accuracy and stability.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、基板上に膜パターンを形成する膜パターンの形成方法であって、前記基板上に撥液性材料を配置し、撥液性膜を形成する工程と、液滴吐出法を用いて前記撥液性膜上に光触媒含有材料を吐出配置し光触媒含有材料膜を形成する工程と、前記光触媒含有材料膜にエネルギー線を照射することにより前記光触媒含有材料膜に接している撥液性領域を親液性領域にする工程と、前記光触媒含有材料膜を除去する工程と、を備える膜パターンの形成方法を提供するものである。   The present invention has been made to solve the above problems, and is a film pattern forming method for forming a film pattern on a substrate, wherein a liquid repellent material is disposed on the substrate, and the liquid repellent film is formed. Forming a photocatalyst-containing material film by discharging and arranging a photocatalyst-containing material on the liquid-repellent film using a droplet discharge method, and irradiating the photocatalyst-containing material film with energy rays The present invention provides a method for forming a film pattern comprising the steps of making a liquid-repellent region in contact with the photocatalyst-containing material film a lyophilic region and removing the photocatalyst-containing material film.

このような構成をとることにより、仮に基板の表面が平坦である場合のみならず表面が凹凸である場合も光触媒含有材料が撥液性膜上に直接接触した状態を形成することができるため、ムラを生じることなく短時間のエネルギー照射で親液/撥液パターンを形成することができる。また、光触媒含有材料膜は多層膜の最表層に存在しているため、エネルギー照射後は光触媒含有材料を容易に除去でき、膜パターンの下層に光触媒含有層が残存するという問題もない。   By taking such a configuration, it is possible to form a state in which the photocatalyst-containing material is in direct contact with the liquid-repellent film not only when the surface of the substrate is flat but also when the surface is uneven. A lyophilic / liquid repellent pattern can be formed by short-time energy irradiation without causing unevenness. In addition, since the photocatalyst-containing material film is present on the outermost layer of the multilayer film, the photocatalyst-containing material can be easily removed after energy irradiation, and there is no problem that the photocatalyst-containing layer remains in the lower layer of the film pattern.

上記発明の好ましい態様は以下の通りである。前記光触媒含有材料は液滴吐出法を用いて配置されることが好ましい。液滴吐出法を用いることにより、微細で複雑な膜パターンを基板上に形成できる。また、基板上に形成した金属薄膜をフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングする場合に比して材料の使用効率を向上させることができ、膜パターンの作製コスト低減に寄与するものとなる。   Preferred embodiments of the invention are as follows. The photocatalyst-containing material is preferably arranged using a droplet discharge method. By using the droplet discharge method, a fine and complicated film pattern can be formed on the substrate. Further, the use efficiency of the material can be improved as compared with the case where the metal thin film formed on the substrate is patterned using the photolithography technique, which contributes to the reduction of the production cost of the film pattern.

前記エネルギー線の照射は、前記基板側から行うことが好ましい。ここで、「基板側」とは、撥液性膜および光触媒含有材料膜が形成されている側と反対側のことをいい、撥液性膜および光触媒含有材料膜が形成されている側を基板の表側とした場合の、いわゆる裏側のことである。本発明に使用される光触媒は250〜500nmのエネルギー線を吸収して光触媒効果を示すが、エネルギー線の当っている側に分解反応が生じるため、基板の裏側から照射したほうが分解の効率がよいため、短時間に撥液性膜を親液性に変化させることができ好ましい。   The energy beam irradiation is preferably performed from the substrate side. Here, the “substrate side” means the side opposite to the side on which the liquid repellent film and the photocatalyst containing material film are formed, and the side on which the liquid repellent film and the photocatalyst containing material film are formed is the substrate. This is the so-called back side. The photocatalyst used in the present invention absorbs an energy ray of 250 to 500 nm and exhibits a photocatalytic effect. However, since a decomposition reaction occurs on the side where the energy ray strikes, the decomposition efficiency is better when irradiated from the back side of the substrate. Therefore, it is preferable that the liquid repellent film can be made lyophilic in a short time.

前記撥液性膜を形成する工程が前記基体上に撥液性の有機薄膜を形成する工程であることが好ましい。前記撥液性の有機薄膜は、フッ素を含有する有機分子からなる有機薄膜であることが好ましい。   The step of forming the liquid repellent film is preferably a step of forming a liquid repellent organic thin film on the substrate. The liquid repellent organic thin film is preferably an organic thin film composed of organic molecules containing fluorine.

前記光触媒含有材料としては、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、チタン酸ストロンチウム、酸化タングステン、酸化ビスマス、及び酸化鉄から選択される1種以上の物質を含む微粒子分散液であることが好ましい。   The photocatalyst-containing material is preferably a fine particle dispersion containing one or more substances selected from titanium oxide, zinc oxide, tin oxide, strontium titanate, tungsten oxide, bismuth oxide, and iron oxide.

前記微粒子分散液中の微粒子の平均粒径が1μm以下であることが好ましい。平均粒径が1μm以下とすることにより、液滴吐出法を用いて膜パターンを形成する場合の塗布性が向上する。即ち、ノズルの目詰まり等が生じにくくなる。   The average particle diameter of the fine particles in the fine particle dispersion is preferably 1 μm or less. By setting the average particle size to 1 μm or less, the coating property when a film pattern is formed using a droplet discharge method is improved. That is, nozzle clogging and the like are less likely to occur.

前記エネルギー線の波長は250〜500nmであることができる。即ち、光触媒含有材料として上記微粒子分散液を使用することにより、長波長UVや可視光領域の光でも光触媒特性を得ることができる。   The energy beam may have a wavelength of 250 to 500 nm. That is, by using the fine particle dispersion as a photocatalyst-containing material, photocatalytic properties can be obtained even with light in the long wavelength UV or visible light region.

前記撥液性膜を形成する工程に先立ち、前記基板を紫外線(UV)照射処理、大気雰囲気中で酸素を処理ガスとするO2プラズマ処理、またはオゾン洗浄処理する工程を備えることが好ましい。 Prior to the step of forming the liquid repellent film, it is preferable to include a step of subjecting the substrate to ultraviolet (UV) irradiation treatment, O 2 plasma treatment using oxygen as a treatment gas in the atmosphere, or ozone cleaning treatment.

また、前記光触媒含有材料膜を除去する工程の後、前記親液性領域に導電性微粒子を含む液体材料を配置することにより導電膜を形成する工程を更に備えることもできる。   In addition, after the step of removing the photocatalyst-containing material film, a step of forming a conductive film by disposing a liquid material containing conductive fine particles in the lyophilic region can be further provided.

また、本発明は、膜パターンが形成されてなる基板の製造方法であって、先に記載の本発明の膜パターンの形成方法により、前記基板上に膜パターンを形成することを特徴とする基板の製造方法を提供するものである。この製造方法によれば、微細な膜パターンを具備した基板を安価に製造することができる。   Further, the present invention is a method for manufacturing a substrate on which a film pattern is formed, wherein the film pattern is formed on the substrate by the method for forming a film pattern of the present invention described above. The manufacturing method of this is provided. According to this manufacturing method, a substrate having a fine film pattern can be manufactured at low cost.

本発明によれば、微細な膜パターンを精度良く安定して形成できる膜パターンの形成方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the formation method of the film pattern which can form a fine film pattern accurately and stably can be provided.

以下、本発明の膜パターンの形成方法及び基板の製造方法の一実施形態について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, an embodiment of a film pattern forming method and a substrate manufacturing method of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、本発明の実施形態に係る膜パターンの形成およびデバイスの製造に適用できるデバイス製造装置について説明する。このデバイス製造装置としては、液滴吐出ヘッドから基板に対して液滴を吐出(滴下)することによりデバイスを製造する液滴吐出装置(インクジェット装置)が用いられる。   First, a device manufacturing apparatus applicable to film pattern formation and device manufacturing according to an embodiment of the present invention will be described. As this device manufacturing apparatus, a droplet discharge apparatus (inkjet apparatus) that manufactures a device by discharging (dropping) droplets from a droplet discharge head onto a substrate is used.

図1は液滴吐出装置IJの概略構成を示す斜視図である。図1において、液滴吐出装置IJは、液滴吐出ヘッド1と、X軸方向駆動軸4と、Y軸方向ガイド軸5と、制御装置CONTと、ステージ7と、クリーニング機構8と、基台9と、ヒータ15とを備えている。   FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of the droplet discharge device IJ. In FIG. 1, a droplet discharge device IJ includes a droplet discharge head 1, an X-axis direction drive shaft 4, a Y-axis direction guide shaft 5, a control device CONT, a stage 7, a cleaning mechanism 8, and a base. 9 and a heater 15.

ステージ7はこの液滴吐出装置IJによりインクを配置される基板Pを支持するものであって、基板Pを基準位置に固定する不図示の固定機構を備えている。   The stage 7 supports the substrate P on which ink is placed by the droplet discharge device IJ, and includes a fixing mechanism (not shown) that fixes the substrate P at a reference position.

液滴吐出ヘッド1は複数の吐出ノズルを備えたマルチノズルタイプの液滴吐出ヘッドであり、長手方向とX軸方向とを一致させている。複数の吐出ノズルは、液滴吐出ヘッド1の下面にX軸方向に並んで一定間隔で設けられている。液滴吐出ヘッド1の吐出ノズルからは、ステージ7に支持されている基板Pに対して、上述した導電性微粒子を含むインクが吐出される。   The droplet discharge head 1 is a multi-nozzle type droplet discharge head having a plurality of discharge nozzles, and the longitudinal direction and the X-axis direction coincide with each other. The plurality of ejection nozzles are provided on the lower surface of the droplet ejection head 1 at regular intervals along the X-axis direction. From the ejection nozzle of the droplet ejection head 1, the ink containing the conductive fine particles described above is ejected onto the substrate P supported by the stage 7.

X軸方向駆動軸4にはX軸方向駆動モータ2が接続されている。X軸方向駆動モータ2はステッピングモータ等であり、制御装置CONTからX軸方向の駆動信号が供給されると、X軸方向駆動軸4を回転させる。X軸方向駆動軸4が回転すると、液滴吐出ヘッド1はX軸方向に移動する。   An X-axis direction drive motor 2 is connected to the X-axis direction drive shaft 4. The X-axis direction drive motor 2 is a stepping motor or the like, and rotates the X-axis direction drive shaft 4 when a drive signal in the X-axis direction is supplied from the control device CONT. When the X-axis direction drive shaft 4 rotates, the droplet discharge head 1 moves in the X-axis direction.

Y軸方向ガイド軸5は基台9に対して動かないように固定されている。ステージ7は、Y軸方向駆動モータ3を備えている。Y軸方向駆動モータ3はステッピングモータ等であり、制御装置CONTからY軸方向の駆動信号が供給されると、ステージ7をY軸方向に移動する。   The Y-axis direction guide shaft 5 is fixed so as not to move with respect to the base 9. The stage 7 includes a Y-axis direction drive motor 3. The Y-axis direction drive motor 3 is a stepping motor or the like, and moves the stage 7 in the Y-axis direction when a drive signal in the Y-axis direction is supplied from the control device CONT.

制御装置CONTは液滴吐出ヘッド1に液滴の吐出制御用の電圧を供給する。更に、制御装置CONTは、X軸方向駆動モータ2に対して液滴吐出ヘッド1のX軸方向への移動を制御する駆動パルス信号を供給するとともに、Y軸方向駆動モータ3に対してステージ7のY軸方向への移動を制御する駆動パルス信号を供給する。   The control device CONT supplies the droplet discharge head 1 with a voltage for controlling droplet discharge. Further, the control device CONT supplies a drive pulse signal for controlling the movement of the droplet discharge head 1 in the X-axis direction to the X-axis direction drive motor 2, and the stage 7 to the Y-axis direction drive motor 3. A drive pulse signal for controlling the movement in the Y-axis direction is supplied.

クリーニング機構8は液滴吐出ヘッド1をクリーニングするものであって、図示しないY軸方向駆動モータを備えている。このY軸方向駆動モータの駆動により、クリーニング機構8はY軸方向ガイド軸5に沿って移動する。クリーニング機構8の移動も制御装置CONTにより制御される。   The cleaning mechanism 8 is for cleaning the droplet discharge head 1 and includes a Y-axis direction drive motor (not shown). By driving the Y-axis direction drive motor, the cleaning mechanism 8 moves along the Y-axis direction guide shaft 5. The movement of the cleaning mechanism 8 is also controlled by the control device CONT.

ヒータ15はここではランプアニールにより基板Pを熱処理する手段であり、基板P上に塗布されたインクに含まれる溶媒の蒸発及び乾燥を行う。このヒータ15の電源の投入及び遮断も制御装置CONTにより制御される。   Here, the heater 15 is means for heat-treating the substrate P by lamp annealing, and evaporates and dries the solvent contained in the ink applied on the substrate P. The heater 15 is also turned on and off by the control device CONT.

液滴吐出装置IJは、液滴吐出ヘッド1と基板Pを支持するステージ7とを相対的に移動させつつ、基板P上を走査し、基板Pに対して液滴を吐出する。ここで、以下の説明において、Y軸方向を走査方向、Y軸方向と直交するX軸方向を非走査方向とする。したがって、液滴吐出ヘッド1の吐出ノズルは、非走査方向であるX軸方向に一定間隔で並んで設けられている。   The droplet discharge device IJ scans the substrate P while relatively moving the droplet discharge head 1 and the stage 7 supporting the substrate P, and discharges droplets onto the substrate P. Here, in the following description, the Y-axis direction is a scanning direction, and the X-axis direction orthogonal to the Y-axis direction is a non-scanning direction. Therefore, the discharge nozzles of the droplet discharge head 1 are provided at regular intervals in the X-axis direction, which is the non-scanning direction.

なお、図1では、液滴吐出ヘッド1は、基板Pの進行方向に対し直角に配置されているが、液滴吐出ヘッド1の角度を調整し、基板Pの進行方向に対して交差させるようにしてもよい。このようにすれば、液滴吐出ヘッド1の角度を調整することでノズル間のピッチを調節することが出来る。また、基板Pとノズル面との距離を任意に調節可能としてもよい。   In FIG. 1, the droplet discharge head 1 is arranged at a right angle to the traveling direction of the substrate P, but the angle of the droplet discharging head 1 is adjusted so as to intersect the traveling direction of the substrate P. It may be. In this way, the pitch between the nozzles can be adjusted by adjusting the angle of the droplet discharge head 1. Further, the distance between the substrate P and the nozzle surface may be arbitrarily adjustable.

図2はピエゾ方式による液体材料の吐出原理を説明するための図である。図2において、液体材料(配線パターン形成用インク、機能液)を収容する液体室21に隣接してピエゾ素子22が設置されている。液体室21には、液体材料を収容する材料タンクを含む液体材料供給系23を介して液体材料が供給される。ピエゾ素子22は駆動回路24に接続されており、この駆動回路24を介してピエゾ素子22に電圧を印加し、ピエゾ素子22を変形させることにより、液体室21が変形し、吐出ノズル25から液体材料が吐出される。この場合、印加電圧の値を変化させることによりピエゾ素子22の歪み量が制御される。また、印加電圧の周波数を変化させることによりピエゾ素子22の歪み速度が制御される。ピエゾ方式による液滴吐出は材料に熱を加えないため、材料の組成に影響を与えにくいという利点を有する。   FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of discharging a liquid material by the piezo method. In FIG. 2, a piezo element 22 is installed adjacent to a liquid chamber 21 that stores a liquid material (ink for forming a wiring pattern, functional liquid). The liquid material is supplied to the liquid chamber 21 via a liquid material supply system 23 including a material tank that stores the liquid material. The piezo element 22 is connected to a drive circuit 24, and a voltage is applied to the piezo element 22 through the drive circuit 24 to deform the piezo element 22, whereby the liquid chamber 21 is deformed and liquid is discharged from the discharge nozzle 25. Material is dispensed. In this case, the amount of distortion of the piezo element 22 is controlled by changing the value of the applied voltage. Further, the strain rate of the piezo element 22 is controlled by changing the frequency of the applied voltage. Since the droplet discharge by the piezo method does not apply heat to the material, it has an advantage of hardly affecting the composition of the material.

次に、本発明の薄膜パターン形成方法の実施形態の一例として、基板上に導電膜配線を形成する方法について図3及び図4を参照して詳しく説明する。   Next, as an example of an embodiment of the thin film pattern forming method of the present invention, a method for forming a conductive film wiring on a substrate will be described in detail with reference to FIGS.

本実施形態に係る膜パターン形成方法は、上述したように、基板上に膜パターンを形成する膜パターンの形成方法であって、前記基板上に撥液性材料を配置し、撥液性膜を形成する工程と、液滴吐出法を用いて前記撥液性膜上に光触媒含有材料を吐出配置し光触媒含有材料膜を形成する工程と、前記光触媒含有材料膜にエネルギー線を照射することにより前記光触媒含有材料膜に接している撥液性領域を親液性領域にする工程と、前記光触媒含有材料膜を除去する工程と、を備える。   As described above, the film pattern forming method according to the present embodiment is a film pattern forming method for forming a film pattern on a substrate. A liquid repellent material is disposed on the substrate, and the liquid repellent film is formed on the substrate. Forming the photocatalyst-containing material film on the liquid-repellent film by using a droplet discharge method, and irradiating the photocatalyst-containing material film with energy rays. A step of making the liquid-repellent region in contact with the photocatalyst-containing material film a lyophilic region, and a step of removing the photocatalyst-containing material film.

以下、各工程ごとに詳細に説明する。   Hereinafter, each step will be described in detail.

(撥液性膜を形成する工程)
まず、使用する基板Pとしては、後述する図3(c)のように、基板Pの撥液性膜31および光触媒含有材料膜32が形成されている側から露光する場合は、ガラス、石英、シリコン等の半導体ウエハ、プラスチックフィルム、金属板など各種のものを用いることができる。また、これら各種の素材基板の表面に半導体膜、金属膜、誘電体膜、有機膜などが下地層として形成されたものも含む。
(Process for forming a liquid repellent film)
First, as the substrate P to be used, as shown in FIG. 3C to be described later, when the substrate P is exposed from the side where the liquid repellent film 31 and the photocatalyst-containing material film 32 are formed, glass, quartz, Various semiconductor wafers such as silicon, plastic films, metal plates, etc. can be used. Also included are those in which a semiconductor film, a metal film, a dielectric film, an organic film or the like is formed as a base layer on the surface of these various material substrates.

但し、後述する図4(c)に示すように、基板P側(基板Pの撥液性膜31および光触媒含有材料膜32が形成されていない側)から露光する場合は、例えばUV光等の光を透過する材質の基板を使用する。好ましい材質としては、例えば石英ガラス、パイレックス(登録商標)ガラス、合成石英板等の可撓性のない透明なリジット材、あるいは透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明なフレキシブル材等を挙げることができる。   However, as shown in FIG. 4C, which will be described later, when exposure is performed from the substrate P side (the side on which the liquid repellent film 31 and the photocatalyst-containing material film 32 are not formed), for example, UV light or the like is used. A substrate made of a material that transmits light is used. Preferred materials include transparent flexible materials such as quartz glass, Pyrex (registered trademark) glass, synthetic quartz plate, and the like, or transparent flexible flexible materials such as transparent resin films and optical resin plates. Materials etc. can be mentioned.

基板Pを用意したならば、次に、図3(a)に示すように、基板Pの表面を撥液処理して撥液性膜31を形成する。この撥液処理としては、例えば基板表面に自己組織化膜を形成する方法やプラズマ処理を施す方法、あるいは撥液性を具備した高分子化合物を基板P表面に塗布する方法を用いることができる。いずれの撥液化処理によっても、基板Pの表面に高い撥液性の有機薄膜を形成することができる。   Once the substrate P is prepared, next, as shown in FIG. 3A, the surface of the substrate P is subjected to a liquid repellent treatment to form a liquid repellent film 31. As the liquid repellent treatment, for example, a method of forming a self-assembled film on the substrate surface, a method of performing plasma treatment, or a method of applying a polymer compound having liquid repellency to the surface of the substrate P can be used. Any liquid repellent treatment can form a highly liquid repellent organic thin film on the surface of the substrate P.

自己組織化膜形成法では、導電膜配線を形成すべき基板の表面に、有機分子膜などからなる自己組織化膜を形成する。基板表面を処理するための有機分子膜は、基板に結合可能な官能基と、その反対側に親液基あるいは撥液基といった基板の表面性を改質する(表面エネルギーを制御する)官能基と、これらの官能基を結ぶ炭素の直鎖あるいは一部分岐した炭素鎖とを備えており、基板に結合して自己組織化して分子膜、例えば単分子膜を形成する。   In the self-assembled film forming method, a self-assembled film made of an organic molecular film or the like is formed on the surface of a substrate on which a conductive film wiring is to be formed. The organic molecular film for treating the substrate surface has a functional group that can bind to the substrate and a functional group that modifies the surface properties of the substrate such as a lyophilic group or a liquid-repellent group (controlling the surface energy) on the opposite side. And a carbon straight chain or a partially branched carbon chain connecting these functional groups, and is bonded to a substrate and self-assembles to form a molecular film, for example, a monomolecular film.

ここで、「自己組織化膜」とは、基板の下地層等の構成原子と反応可能な結合性官能基とそれ以外の直鎖分子とからなり、直鎖分子の相互作用により極めて高い配向性を有する化合物を、配向させて形成された膜である。この自己組織化膜は、単分子を配向させて形成されているので、極めて膜厚を薄くすることができ、しかも、分子レベルで均一な膜となる。すなわち、膜の表面に同じ分子が位置するため、膜の表面に均一でしかも優れた撥液性や親液性を付与することができる。   Here, the “self-assembled film” is composed of a binding functional group capable of reacting with constituent atoms such as an underlayer of a substrate and other linear molecules, and has extremely high orientation due to the interaction of the linear molecules. It is a film formed by orienting a compound having Since this self-assembled film is formed by orienting single molecules, the film thickness can be extremely reduced, and the film is uniform at the molecular level. That is, since the same molecule is located on the surface of the film, uniform and excellent liquid repellency and lyophilicity can be imparted to the surface of the film.

上記の高い配向性を有する化合物として、例えば下記一般式(1)に示すようなシラン化合物を用いることができる。   As the compound having high orientation, for example, a silane compound represented by the following general formula (1) can be used.

(1) R1SiX1 a2 (3-a)
式(1)中、R1は有機基を表し、X1及びX2は−OR2、−R2、−Clを示し、X1及びX2に含まれるR2は、炭素数1〜4のアルキル基を示し、aは1〜3の整数である。
(1) R 1 SiX 1 a X 2 (3-a)
In Formula (1), R 1 represents an organic group, X 1 and X 2 represent —OR 2 , —R 2 , and —Cl, and R 2 contained in X 1 and X 2 has 1 to 4 carbon atoms. And a is an integer of 1 to 3.

一般式(1)で表されるシラン化合物は、シラン原子に有機基が置換し、残りの結合手にアルコキシ基またはアルキル基または塩素基が置換したものである。有機基R1の例としては、例えば、フェニル基、ベンジル基、フェネチル基、ヒドロキシフェニル基、クロロフェニル基、アミノフェニル基、ナフチル基、アンスレニル基、ピレニル基、チエニル基、ピロリル基、シクロヘキシル基、シクロヘキセニル基、シクロペンチル基、シクロペンテニル基、ピリジニル基、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、オクタデシル基、n−オクチル基、クロロメチル基、メトキシエチル基、ヒドロキシエチル基、アミノエチル基、シアノ基、メルカプトプロピル基、ビニル基、アリル基、アクリロキシエチル基、メタクリロキシエチル基、グリシドキシプロピル基、アセトキシ基等を例示できる。 In the silane compound represented by the general formula (1), an organic group is substituted on the silane atom, and an alkoxy group, an alkyl group, or a chlorine group is substituted on the remaining bonds. Examples of the organic group R 1 include, for example, phenyl group, benzyl group, phenethyl group, hydroxyphenyl group, chlorophenyl group, aminophenyl group, naphthyl group, anthrenyl group, pyrenyl group, thienyl group, pyrrolyl group, cyclohexyl group, cyclohexane Hexenyl, cyclopentyl, cyclopentenyl, pyridinyl, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, octadecyl, n- Octyl group, chloromethyl group, methoxyethyl group, hydroxyethyl group, aminoethyl group, cyano group, mercaptopropyl group, vinyl group, allyl group, acryloxyethyl group, methacryloxyethyl group, glycidoxypropyl group, acetoxy group Etc. can be illustrated.

1のアルコキシ基や塩素基、Si−O−Si結合等を形成するための官能基であり、水により加水分解されてアルコールや酸として脱離する。アルコキシ基としては例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基等を挙げることができる。 X 1 is a functional group for forming an alkoxy group, chlorine group, Si—O—Si bond, or the like, and is hydrolyzed by water to be removed as an alcohol or an acid. Examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an isopropoxy group, an n-butoxy group, an isobutoxy group, a sec-butoxy group, and a tert-butoxy group.

2の炭素数は脱離するアルコールの分子量が比較的小さく、除去が容易であり形成される膜の緻密性の低下を抑制できるという観点から、1〜4の範囲であることが好ましい。 The number of carbon atoms of R 2 is preferably in the range of 1 to 4 from the viewpoint that the molecular weight of the alcohol to be eliminated is relatively small, can be easily removed, and can suppress a decrease in the denseness of the formed film.

一般式(1)で表される代表的なシラン化合物としては、撥液性を示す含フッ素アルキルシラン化合物が挙げられる。特にR1がパーフルオロアルキル構造(Cn2n+1)で表される構造を有するものであり、一般式(2)で表される化合物を例示することができる。 A typical silane compound represented by the general formula (1) includes a fluorine-containing alkylsilane compound exhibiting liquid repellency. Particularly, R 1 has a structure represented by a perfluoroalkyl structure (C n F 2n + 1 ), and a compound represented by the general formula (2) can be exemplified.

(2) Cn2n+1(CH2mSiX1 a2 (3-a)
式(2)中、nは1から18の整数を、mは2から6までの整数をそれぞれ表し、X1およびX2およびaは、前記式(1)と同じ意味を表す。
(2) C n F 2n + 1 (CH 2 ) m SiX 1 a X 2 (3-a)
In the formula (2), n represents an integer of 1 to 18, m represents an integer of 2 to 6, and X 1, X 2 and a represent the same meaning as in the formula (1).

含フッ素アルキルシラン化合物を用いることにより、膜の表面にフルオロアルキル基が位置するように各化合物が配向して自己組織化膜が形成されるので、膜の表面に均一な撥液性を付与することができる。   By using a fluorine-containing alkylsilane compound, each compound is oriented so that a fluoroalkyl group is located on the surface of the film, and a self-assembled film is formed. Thus, uniform liquid repellency is imparted to the surface of the film. be able to.

より具体的には、CF3−CH2CH2−Si(OCH33、CF3(CF23−CH2CH2−Si(OCH33、CF3(CF25−CH2CH2−Si(OCH33、CF3(CF25−CH2CH2−Si(OC253、CF3(CF27−CH2CH2−Si(OCH33、CF3(CF211−CH2CH2−Si(OC253、CF3(CF23−CH2CH2−Si(CH3)(OCH32、CF3(CF27−CH2CH2−Si(CH3)(OCH32、CF3(CF28−CH2CH2−Si(CH3)(OC252、CF3(CF28−CH2CH2−Si(C25)(OC252等が挙げられる。 More specifically, CF 3 —CH 2 CH 2 —Si (OCH 3 ) 3 , CF 3 (CF 2 ) 3 —CH 2 CH 2 —Si (OCH 3 ) 3 , CF 3 (CF 2 ) 5 —CH 2 CH 2 —Si (OCH 3 ) 3 , CF 3 (CF 2 ) 5 —CH 2 CH 2 —Si (OC 2 H 5 ) 3 , CF 3 (CF 2 ) 7 —CH 2 CH 2 —Si (OCH 3 ) 3 , CF 3 (CF 2 ) 11 —CH 2 CH 2 —Si (OC 2 H 5 ) 3 , CF 3 (CF 2 ) 3 —CH 2 CH 2 —Si (CH 3 ) (OCH 3 ) 2 , CF 3 (CF 2) 7 -CH 2 CH 2 -Si (CH 3) (OCH 3) 2, CF 3 (CF 2) 8 -CH 2 CH 2 -Si (CH 3) (OC 2 H 5) 2, CF 3 (CF 2 ) 8 —CH 2 CH 2 —Si (C 2 H 5 ) (OC 2 H 5 ) 2 and the like.

また、R1がパ−フルオロアルキルエーテル構造(Cn2n+1O(Cp2pO)rで表される構造を有するものも挙げることができる。その具体例としては例えば、下記一般式(3)で表される化合物を例示することができる。 In addition, R 1 may include those having a perfluoroalkyl ether structure (C n F 2n + 1 O (C p F 2p O) r ). The compound represented by Formula (3) can be illustrated.

(3) Cp2p+1O(Cp2pO)r(CH2mSiX1 a2 (3-a)
式中、mは2から6の整数を,pは1から4の整数を、rは1から10の整数をそれぞれ表し、X1およびX2およびaは、前出と同じ意味を表す。
(3) C p F 2p + 1 O (C p F 2p O) r (CH 2) m SiX 1 a X 2 (3-a)
In the formula, m represents an integer of 2 to 6, p represents an integer of 1 to 4, r represents an integer of 1 to 10, and X 1, X 2 and a represent the same meaning as described above.

具体的な化合物の例としては、CF3O(CF2O)6−CH2CH2−Si(OC253、CF3O(C36O)4−CH2CH2−Si(OCH33、CF3O(C36O)2(CF2O)3−CH2CH2−Si(OCH33、CF3O(C36O)8−CH2CH2−Si(OCH33、CF3O(C49O)5−CH2CH2−Si(OCH33、CF3O(C49O)5−CH2CH2−Si(CH3)(OC252、CF3O(C36O)4−CH2CH2−Si(C25)(OCH32等が挙げられる。 Specific examples of the compound include CF 3 O (CF 2 O) 6 —CH 2 CH 2 —Si (OC 2 H 5 ) 3 , CF 3 O (C 3 F 6 O) 4 —CH 2 CH 2 — Si (OCH 3 ) 3 , CF 3 O (C 3 F 6 O) 2 (CF 2 O) 3 —CH 2 CH 2 —Si (OCH 3 ) 3 , CF 3 O (C 3 F 6 O) 8 —CH 2 CH 2 —Si (OCH 3 ) 3 , CF 3 O (C 4 F 9 O) 5 —CH 2 CH 2 —Si (OCH 3 ) 3 , CF 3 O (C 4 F 9 O) 5 —CH 2 CH 2 -Si (CH 3) (OC 2 H 5) 2, CF 3 O (C 3 F 6 O) 4 -CH 2 CH 2 -Si (C 2 H 5) (OCH 3) 2 , and the like.

自己組織化膜を形成する化合物として上記に例示した化合物は、単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。含フッ素アルキルシラン化合物を組み合わせることにより、基板との密着性と良好な撥液性とを得ることができる。   The compound illustrated above as a compound which forms a self-assembled film may be used independently, and may be used in combination of 2 or more type. By combining the fluorine-containing alkylsilane compound, adhesion with the substrate and good liquid repellency can be obtained.

有機分子膜などからなる自己組織化膜は、上記の原料化合物と基板Pとを同一の密閉容器中に入れておき、室温で2〜3日程度の間放置することにより基板P上に形成される。また、密閉容器全体を80〜140℃に保持することにより、1〜3時間程度で基板P上に形成される。これらは気相からの形成法であるが、液相からも自己組織化膜を形成できる。例えば、原料化合物を含む溶液中に基板Pを30分〜6時間浸積し、洗浄、乾燥することで基板P上に自己組織化膜が形成される。また、原料化合物を含む溶液を40〜80℃に加熱することにより、5分〜2時間の浸漬で自己組織化膜を形成することができる。なお、自己組織化膜を形成する前に、基板P表面には、紫外光を照射したり、あるいはオゾン処理、プラズマ処理、酸やアルカリ液による洗浄等、前処理を施しておくことが望ましい。   A self-assembled film composed of an organic molecular film or the like is formed on the substrate P by placing the above raw material compound and the substrate P in the same sealed container and leaving them at room temperature for about 2 to 3 days. The Further, by holding the entire sealed container at 80 to 140 ° C., it is formed on the substrate P in about 1 to 3 hours. These are formation methods from the gas phase, but a self-assembled film can also be formed from the liquid phase. For example, the self-assembled film is formed on the substrate P by immersing the substrate P in a solution containing the raw material compound for 30 minutes to 6 hours, washing and drying. Moreover, a self-assembled film can be formed by immersion for 5 minutes to 2 hours by heating a solution containing a raw material compound to 40 to 80 ° C. Prior to the formation of the self-assembled film, it is desirable that the surface of the substrate P be subjected to pretreatment such as irradiation with ultraviolet light, ozone treatment, plasma treatment, or cleaning with an acid or alkali solution.

また、プラズマ処理法による撥液処理は、基板Pが樹脂基板などの有機材料からなるものである場合や、基板P上に既設の有機膜を具備している場合等に有効な方法である。具体的には、例えば大気雰囲気中でテトラフルオロメタン(CF4)を処理ガスとするプラズマ処理法(CF4プラズマ処理法)を採用することができる。CF4プラズマ処理の条件は、例えばプラズマパワーが50〜1000W、テトラフルオロメタン(CF4)ガス流量が50〜100ml/min、プラズマ放電電極に対する基体搬送速度が0.5〜1020mm/sec、基体温度が70〜90℃である。なお、処理ガスとしては、テトラフルオロメタン(CF4)に限らず、他のフルオロカーボン系のガスを用いることもできる。 Moreover, the liquid repellent treatment by the plasma treatment method is an effective method when the substrate P is made of an organic material such as a resin substrate or when an existing organic film is provided on the substrate P. Specifically, for example, a plasma processing method (CF 4 plasma processing method) using tetrafluoromethane (CF 4 ) as a processing gas in an air atmosphere can be employed. The conditions for the CF 4 plasma treatment are, for example, a plasma power of 50 to 1000 W, a tetrafluoromethane (CF 4 ) gas flow rate of 50 to 100 ml / min, a substrate transport speed of 0.5 to 1020 mm / sec with respect to the plasma discharge electrode, and a substrate temperature. Is 70-90 degreeC. The processing gas is not limited to tetrafluoromethane (CF 4 ), and other fluorocarbon-based gases can also be used.

また撥液性の高分子化合物を基板P表面に塗布する方法による場合、例えば含フッ素ポリイミド樹脂等をスピンコート法等を用いて基板P上に塗布することで撥液層31を形成することができる。撥液性高分子化合物としては、上記ポリイミド樹脂に限られず、分子内にフッ素原子を含有するモノマー、オリゴマー又はポリマーを用いることができ、具体例を挙げるならば、ポリ4フッ化エチレン(PTFE)、エチレン−4フッ化エチレン共重合体、6フッ化プロピレン−4フッ化エチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリ(ペンタデカフルオロヘプチルエチルメタクリレート)(PPFMA)、ポリ(パーフルオロオクチルエチルアクリレート)等の長鎖パーフルオロアルキル構造を有するエチレン、アクリレート、メタクリレート、ビニル、ウレタン、シリコーン系ポリマーである。   In the case of applying a liquid repellent polymer compound to the surface of the substrate P, for example, the liquid repellent layer 31 may be formed by applying a fluorine-containing polyimide resin or the like on the substrate P using a spin coat method or the like. it can. The liquid repellent polymer compound is not limited to the above polyimide resin, and a monomer, oligomer or polymer containing a fluorine atom in the molecule can be used. For example, polytetrafluoroethylene (PTFE) , Ethylene-4-fluoroethylene copolymer, hexafluoropropylene-4-fluoroethylene copolymer, polyvinylidene fluoride (PVdF), poly (pentadecafluoroheptylethyl methacrylate) (PPFMA), poly (perfluorooctylethyl) Acrylate) and other long-chain perfluoroalkyl structures such as ethylene, acrylate, methacrylate, vinyl, urethane, and silicone polymers.

(光触媒含有材料膜を形成する工程)
撥液性膜31を形成した後、図3(b)に示すように、撥液性膜31上に光触媒含有材料を吐出して光触媒含有材料膜32のパターンを形成する。ここで、液滴吐出法の吐出技術としては、帯電制御方式、加圧振動方式、電気機械変換式、電気熱変換方式、静電吸引方式等が挙げられる。帯電制御方式は、材料に帯電電極で電荷を付与し、偏向電極で材料の飛翔方向を制御して吐出ノズルから吐出させるものである。また、加圧振動方式は、材料に30kg/cm2程度の超高圧を印加してノズル先端側に材料を吐出させるものであり、制御電圧をかけない場合には材料が直進して吐出ノズルから吐出され、制御電圧をかけると材料間に静電的な反発が起こり、材料が飛散して吐出ノズルから吐出されない。また、電気機械変換方式は、ピエゾ素子(圧電素子)がパルス的な電気信号を受けて変形する性質を利用したもので、ピエゾ素子が変形することによって材料を貯留した空間に可撓物質を介して圧力を与え、この空間から材料を押し出して吐出ノズルから吐出させるものである。
(Step of forming photocatalyst-containing material film)
After forming the liquid repellent film 31, a photocatalyst containing material film 32 is formed on the liquid repellent film 31 by discharging a photocatalyst containing material film 32 as shown in FIG. Here, examples of the discharge technique of the droplet discharge method include a charge control method, a pressure vibration method, an electromechanical conversion method, an electrothermal conversion method, and an electrostatic suction method. In the charge control method, a charge is applied to a material with a charging electrode, and the flight direction of the material is controlled with a deflection electrode to be discharged from a discharge nozzle. In addition, the pressure vibration method is a method in which an ultra-high pressure of about 30 kg / cm 2 is applied to the material to discharge the material to the nozzle tip side, and when the control voltage is not applied, the material moves straight from the discharge nozzle. When discharged and a control voltage is applied, electrostatic repulsion occurs between the materials, and the materials are scattered and are not discharged from the discharge nozzle. The electromechanical conversion method utilizes the property that a piezoelectric element (piezoelectric element) is deformed by receiving a pulse-like electric signal. The piezoelectric element is deformed through a flexible substance in a space where material is stored. Pressure is applied, and the material is extruded from this space and discharged from the discharge nozzle.

また、電気熱変換方式は、材料を貯留した空間内に設けたヒータにより、材料を急激に気化させてバブル(泡)を発生させ、バブルの圧力によって空間内の材料を吐出させるものである。静電吸引方式は、材料を貯留した空間内に微小圧力を加え、吐出ノズルに材料のメニスカスを形成し、この状態で静電引力を加えてから材料を引き出すものである。また、この他に、電場による流体の粘性変化を利用する方式や、放電火花で飛ばす方式などの技術も適用可能である。液滴吐出法は、材料の使用に無駄が少なく、しかも所望の位置に所望の量の材料を的確に配置できるという利点を有する。なお、液滴吐出法により吐出される液体材料(光触媒含有材料等)の一滴の量は例えば1〜300ナノグラムである。   In the electrothermal conversion method, a material is rapidly vaporized by a heater provided in a space where the material is stored to generate bubbles, and the material in the space is discharged by the pressure of the bubbles. In the electrostatic attraction method, a minute pressure is applied to a space in which a material is stored, a meniscus of material is formed on the discharge nozzle, and an electrostatic attractive force is applied in this state before the material is drawn out. In addition to this, techniques such as a system that uses a change in the viscosity of a fluid due to an electric field and a system that uses a discharge spark are also applicable. The droplet discharge method has an advantage that the use of the material is less wasteful and a desired amount of the material can be accurately disposed at a desired position. In addition, the amount of one drop of the liquid material (photocatalyst-containing material or the like) discharged by the droplet discharge method is, for example, 1 to 300 nanograms.

本工程で使用される光触媒含有材料としては、紫外線露光によってより良好な親液性を発揮するものを用いることができる。この光触媒含有材料は、光触媒含有材料膜32中の光触媒が接触する特性変化層の特性を変化させるような構成であれば、特に限定されるものではなく、光触媒と界面活性剤などの分散材料とから構成された微粒子分散液であってもよいし、光触媒単体でもよいが、残留した光触媒含有材料が分解作用を起こさないように、エネルギー線を照射した後に光触媒含有材料膜を洗浄して除去する工程を必要とする観点から微粒子分散液であることが好ましい。   As the photocatalyst-containing material used in this step, a material that exhibits better lyophilicity by ultraviolet exposure can be used. The photocatalyst-containing material is not particularly limited as long as the photocatalyst-containing material has a configuration that changes the characteristics of the property-changing layer in contact with the photocatalyst in the photocatalyst-containing material film 32. The photocatalyst-containing material film may be washed and removed after irradiation with energy rays so that the remaining photocatalyst-containing material does not cause decomposition action. From the viewpoint of requiring a step, a fine particle dispersion is preferable.

この光触媒含有材料膜32における、後述するような二酸化チタンに代表される光触媒の作用機構は必ずしも明確なものではないが、光の照射によって生成したキャリアが、近傍の化合物との直接反応するか、あるいは、酸素、水の存在下で生じた活性酸素種によって、有機物の化学構造に変化を及ぼすものと考えられている。本実施形態においては、このキャリアが光触媒含有材料膜32上に接触する撥液性膜31中の化合物に作用を及ぼすものであると思われる。   In this photocatalyst-containing material film 32, the action mechanism of a photocatalyst represented by titanium dioxide as described later is not necessarily clear, but carriers generated by light irradiation react directly with nearby compounds, Alternatively, it is considered that the active oxygen species generated in the presence of oxygen and water change the chemical structure of the organic matter. In this embodiment, it is considered that this carrier acts on the compound in the liquid repellent film 31 that contacts the photocatalyst-containing material film 32.

本実施形態で使用する光触媒としては、光半導体として知られる例えば二酸化チタン(TiO2)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO2)、チタン酸ストロンチウム(SrTiO3)、酸化タングステン(WO3)、酸化ビスマス(Bi23)、および酸化鉄(Fe23)を挙げることができ、これらから選択して1種または2種以上を混合して用いることができる。 Examples of the photocatalyst used in the present embodiment include titanium dioxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO 2 ), strontium titanate (SrTiO 3 ), and tungsten oxide (WO 3 ), which are known as optical semiconductors. , Bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), and iron oxide (Fe 2 O 3 ), and one or a mixture of two or more selected from these can be used.

本実施形態においては、特に二酸化チタンが、バンドギャップエネルギーが高く、化学的に安定で毒性もなく、入手も容易であることから好適に使用される。二酸化チタンには、アナターゼ型とルチル型があり本発明ではいずれも使用することができるが、アナターゼ型の二酸化チタンが好ましい。アナターゼ型二酸化チタンは励起波長が380nm以下にある。   In the present embodiment, titanium dioxide is particularly preferably used because it has a high band gap energy, is chemically stable, has no toxicity, and is easily available. Titanium dioxide includes an anatase type and a rutile type, and both can be used in the present invention, but anatase type titanium dioxide is preferred. Anatase type titanium dioxide has an excitation wavelength of 380 nm or less.

このようなアナターゼ型二酸化チタンの分散剤に分散した状態の材料としては、例えば、塩酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル(石原産業(株)製STS−02(平均粒径7nm)、石原産業(株)製ST−K01)、硝酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル(日産化学(株)製TA−15(平均粒径12nm))等を挙げることができる。   Examples of materials dispersed in such anatase titanium dioxide dispersant include, for example, hydrochloric acid peptized anatase titania sol (STS-02 manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd. (average particle size 7 nm), Ishihara Sangyo Co., Ltd.) ST-K01), nitric acid peptized anatase titania sol (TA-15 manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd. (average particle size 12 nm)), and the like.

光触媒の粒径は小さいほど光触媒反応が効果的に起こるので好ましく、その平均粒径が50nm以下が好ましく、20nm以下の光触媒を使用するのが特に好ましい。   The smaller the particle size of the photocatalyst, the more effective the photocatalytic reaction occurs. The average particle size is preferably 50 nm or less, and it is particularly preferable to use a photocatalyst having a particle size of 20 nm or less.

本実施形態における光触媒含有材料膜32は、上述したように光触媒単独で形成されたものであってもよいが、上記光触媒を1種以上含む微粒子を分散剤に分散した微粒子分散液とすることが好ましい。   The photocatalyst-containing material film 32 in the present embodiment may be formed by a photocatalyst alone as described above, but a fine particle dispersion in which fine particles containing one or more photocatalysts are dispersed in a dispersant. preferable.

微粒子分散液とする場合は、分散剤として、エタノール、メタノール、N-プロパノール、N-プロパノール、イソプロパノール、第二ブタノールなどのアルコール類、N-ヘキサン、キシレン、トルエンなどの炭化水素類、塩化メチレン、四塩化炭素、1,1,1-トリクロルエタン、フロン141b、フルオロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素類、エチレングリコールなどの多価アルコール類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、酢酸エチルなどのエステル類、ジメチルシリコーンオイルなどのシリコン油類、及び水などから1種以上を選択して使用する。   In the case of a fine particle dispersion, as a dispersant, alcohols such as ethanol, methanol, N-propanol, N-propanol, isopropanol and sec-butanol, hydrocarbons such as N-hexane, xylene and toluene, methylene chloride, Carbon tetrachloride, 1,1,1-trichloroethane, Freon 141b, halogenated hydrocarbons such as fluorobenzene, polyhydric alcohols such as ethylene glycol, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, esters such as ethyl acetate, One or more types selected from silicone oils such as dimethyl silicone oil and water are used.

微粒子分散液中の光触媒の含有量は、5〜60重量%、好ましくは20〜40重量%の範囲で設定することができる。また、光触媒含有材料膜32の厚みは、0.05〜10μmの範囲内が好ましい。   The content of the photocatalyst in the fine particle dispersion can be set in the range of 5 to 60% by weight, preferably 20 to 40% by weight. The thickness of the photocatalyst-containing material film 32 is preferably in the range of 0.05 to 10 μm.

また、光触媒含有材料には上記の光触媒、分散剤の他に、界面活性剤を含有させることができる。具体的には、日光ケミカルズ(株)製NIKKOL BL、BC、BO、BBの各シリーズ等の炭化水素系、デュポン社製ZONYL FSN、FSO、旭硝子(株)製サーフロンS−141、145、大日本インキ化学工業(株)製メガファックF−141、144、ネオス(株)製フタージェントF−200、F251、ダイキン工業(株)製ユニダインDS−401、402、スリーエム(株)製フロラードFC−170、176等のフッ素系あるいはシリコーン系の非イオン界面活性剤を挙げることかでき、また、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、両性界面活性剤を用いることもできる。   The photocatalyst-containing material can contain a surfactant in addition to the photocatalyst and the dispersant. Specifically, hydrocarbons such as NIKKOL BL, BC, BO, BB series manufactured by Nikko Chemicals Co., Ltd., ZONYL FSN, FSO manufactured by DuPont, Surflon S-141, 145 manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., Dainippon Megafac F-141, 144 manufactured by Ink Chemical Industry Co., Ltd., Footgent F-200, F251 manufactured by Neos Co., Ltd., Unidyne DS-401, 402 manufactured by Daikin Industries, Ltd., Fluorard FC-170 manufactured by 3M Co., Ltd. Fluorine-based or silicone-based nonionic surfactants such as 176 can be used, and cationic surfactants, anionic surfactants, and amphoteric surfactants can also be used.

さらに、光触媒含有層には上記の界面活性剤の他にも、ポリビニルアルコール、不飽和ポリエステル、アクリル樹脂、ポリエチレン、ジアリルフタレート、エチレンプロピレンジエンモノマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、ポリブタジエン、ポリベンズイミダゾール、ポリアクリルニトリル、エピクロルヒドリン、ポリサルファイド、ポリイソプレン等のオリゴマー、ポリマー等を含有させることができる。   In addition to the above surfactants, the photocatalyst-containing layer includes polyvinyl alcohol, unsaturated polyester, acrylic resin, polyethylene, diallyl phthalate, ethylene propylene diene monomer, epoxy resin, phenol resin, polyurethane, melamine resin, polycarbonate, Polyvinyl chloride, polyamide, polyimide, styrene butadiene rubber, chloroprene rubber, polypropylene, polybutylene, polystyrene, polyvinyl acetate, polyester, polybutadiene, polybenzimidazole, polyacrylonitrile, epichlorohydrin, polysulfide, polyisoprene, oligomers, polymers, etc. It can be included.

(撥液性領域を分解して親液性領域に変化させる工程)
光触媒含有材料膜32を形成した後、図3(c)に示すように、撥液性膜31および光触媒含有材料膜32が形成された面に向けてエネルギー線(矢印)が照射される。
(Decomposing the liquid-repellent region to change it into a lyophilic region)
After the photocatalyst containing material film 32 is formed, as shown in FIG. 3C, energy rays (arrows) are irradiated toward the surface on which the liquid repellent film 31 and the photocatalyst containing material film 32 are formed.

エネルギー線の照射に用いることができる光源としては、水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマランプ、エキシマレーザー、YAGレーザー、その他種々の光源を挙げることができる。   Examples of the light source that can be used for the energy ray irradiation include a mercury lamp, a metal halide lamp, a xenon lamp, an excimer lamp, an excimer laser, a YAG laser, and various other light sources.

露光に際しての光の照射量は、光触媒含有材料膜32が光触媒の作用により撥液性膜31を親液性に変化させるのに必要な照射量とする。この際、基板Pを加熱しながら露光することにより、感度を上昇させことができる。   The light irradiation amount at the time of exposure is set to an irradiation amount necessary for the photocatalyst-containing material film 32 to change the lyophobic film 31 to be lyophilic by the action of the photocatalyst. At this time, the sensitivity can be increased by exposing the substrate P while heating.

なお、図3(c)では撥液性膜31および光触媒含有材料膜32が形成された面に向けてエネルギー線(図中、矢印で示す)が照射されているが、本発明の他の実施形態においてはエネルギー線の照射方向はこれに限定されるものではなく、図4(c)に示すように、基板Pおよび撥液性膜31が光を透過するものであれば、基板側、即ち撥液性膜31および光触媒含有材料膜32が形成されていない面に向けて照射してもよい。   In FIG. 3C, energy rays (indicated by arrows in the figure) are irradiated toward the surface on which the liquid repellent film 31 and the photocatalyst-containing material film 32 are formed. In the form, the irradiation direction of the energy rays is not limited to this, and as shown in FIG. 4C, if the substrate P and the liquid repellent film 31 transmit light, the substrate side, that is, You may irradiate toward the surface in which the liquid repellent film 31 and the photocatalyst containing material film 32 are not formed.

エネルギー線を照射することにより、露光した光触媒含有材料膜32と接触している撥液性領域は光触媒含有材料膜32が有する光触媒特性により撥液性膜31が分解され、濡れ性が変化して親液性領域33が形成される。   By irradiating the energy beam, the liquid repellent region in contact with the exposed photocatalyst containing material film 32 is decomposed by the photocatalytic properties of the photocatalyst containing material film 32, and the wettability is changed. A lyophilic region 33 is formed.

エネルギー線の波長は、一般には400nm以下、好ましくは380nm以下であるが、酸化鉄などを光触媒含有材料に少量添加することで長波長UVや可視光領域の光で光触媒特性を示すようになる。かかる場合はエネルギー線の波長を250〜500nmに設定することができる。   The wavelength of the energy ray is generally 400 nm or less, preferably 380 nm or less. However, by adding a small amount of iron oxide or the like to the photocatalyst-containing material, the photocatalytic property is exhibited by long wavelength UV or visible light. In such a case, the wavelength of the energy beam can be set to 250 to 500 nm.

(光触媒含有材料膜を除去する工程)
親液性領域33が形成された後、図3(d)に示すように、光触媒含有材料膜32は除去され、基板Pの上には撥液性領域31aと親液性領域33とが形成される。光触媒含有材料膜32の除去は、光触媒含有材料膜32を溶解することができ、かつ、基板P上に形成された撥液性領域31aと親液性領域33の膜組成に影響を与えないものであれば特に制限はなく、例えば、エタノール、メタノール、N-プロパノール、N-プロパノール、イソプロパノール、第二ブタノールなどのアルコール類、N-ヘキサン、キシレン、トルエンなどの炭化水素類、塩化メチレン、四塩化炭素、1,1,1-トリクロルエタン、フロン141b、フルオロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素類、エチレングリコールなどの多価アルコール類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、酢酸エチルなどのエステル類、ジメチルシリコーンオイルなどのシリコン油類等の有機溶剤を用いて行うことができる。
(Step of removing photocatalyst-containing material film)
After the lyophilic region 33 is formed, the photocatalyst-containing material film 32 is removed and the lyophobic region 31a and the lyophilic region 33 are formed on the substrate P as shown in FIG. Is done. Removal of the photocatalyst-containing material film 32 can dissolve the photocatalyst-containing material film 32 and does not affect the film composition of the liquid repellent region 31a and the lyophilic region 33 formed on the substrate P. If there is no particular limitation, for example, alcohols such as ethanol, methanol, N-propanol, N-propanol, isopropanol and sec-butanol, hydrocarbons such as N-hexane, xylene and toluene, methylene chloride, tetrachloride Carbon, 1,1,1-trichloroethane, Freon 141b, halogenated hydrocarbons such as fluorobenzene, polyhydric alcohols such as ethylene glycol, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, esters such as ethyl acetate, dimethyl silicone It can carry out using organic solvents, such as silicone oils, such as oil.

(導電膜形成工程)
基板P上に撥液性領域31aと親液性領域33が形成された後、図3(e)に示すように、親液性領域33に導電性微粒子を含む液体材料を導電膜用インクとして吐出配置し、導電膜34を形成する。
(Conductive film formation process)
After the lyophobic region 31a and the lyophilic region 33 are formed on the substrate P, as shown in FIG. 3E, a liquid material containing conductive fine particles in the lyophilic region 33 is used as the conductive film ink. The conductive film 34 is formed by discharging.

導電膜34の形成に用いる導電膜用インクは導電性微粒子を分散剤に分散した分散液からなるものである。本実施形態では、導電性微粒子として、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、パラジウム、ITO、及びニッケルのうちの少なくともいずれか1つを含有する金属微粒子の他、これらの酸化物、並びに導電性ポリマーや超電導体の微粒子などが用いられる。   The conductive film ink used for forming the conductive film 34 is made of a dispersion liquid in which conductive fine particles are dispersed in a dispersant. In the present embodiment, as the conductive fine particles, for example, metal fine particles containing at least one of gold, silver, copper, aluminum, palladium, ITO, and nickel, these oxides, and conductivity Polymer or superconductor fine particles are used.

これらの導電性微粒子は分散性を向上させるために表面に、キシレンやトルエン等の有機溶剤やクエン酸等をコーティングして使うこともできる。導電性微粒子の粒径は1nm以上0.1μm以下であることが好ましい。0.1μmより大きいと後述する液滴吐出ヘッドの吐出ノズルに目詰まりが生じるおそれがある。また、1nmより小さいと導電性微粒子に対するコーテイング材の体積比が大きくなり、得られる膜中の有機物の割合が過多となる。コーティング材で導電性微粒子を被覆したものを用いる場合、液状体の形態では導電性を示さず、乾燥または焼結した際に導電性を呈するようなインクとすることもできる。   In order to improve the dispersibility, these conductive fine particles can be used by coating the surface with an organic solvent such as xylene or toluene, citric acid or the like. The particle diameter of the conductive fine particles is preferably 1 nm or more and 0.1 μm or less. If it is larger than 0.1 μm, there is a risk of clogging in the discharge nozzle of the droplet discharge head described later. On the other hand, if the thickness is smaller than 1 nm, the volume ratio of the coating material to the conductive fine particles becomes large, and the ratio of organic substances in the obtained film becomes excessive. In the case of using a coating material coated with conductive fine particles, it is also possible to use an ink that does not exhibit conductivity in the form of a liquid, but exhibits conductivity when dried or sintered.

また、有機金属化合物としては、例えば金、銀、銅、パラジウムなどを含有する化合物や錯体で、熱分解により金属を析出するものが挙げられる。具体的には、クロロトリエチルホスフィン金(I)、クロロトリメチルホスフィン金(I)、クロロトリフェニルフォスフィン金(I)、銀(I)2,4−ペンタンヂオナト錯体、トリメチルホスフィン(ヘキサフルオロアセチルアセトナート)銀(I)錯体、銅(I)ヘキサフルオロペンタンジオナトシクロオクタジエン錯体、などが挙げられる。   Examples of the organometallic compound include compounds and complexes containing, for example, gold, silver, copper, palladium, etc., which deposit metal by thermal decomposition. Specifically, chlorotriethylphosphine gold (I), chlorotrimethylphosphine gold (I), chlorotriphenylphosphine gold (I), silver (I) 2,4-pentanedionate complex, trimethylphosphine (hexafluoroacetylacetonate ) Silver (I) complex, copper (I) hexafluoropentanediotocyclooctadiene complex, and the like.

導電性微粒子及び有機金属化合物のうちの少なくとも一方を含有する液体の分散剤または溶媒としては、室温での蒸気圧が0.001mmHg以上200mmHg以下(約0.133Pa以上26600Pa以下)であるものが好ましい。蒸気圧が200mmHgより高いと、吐出後に分散剤または溶媒が急激に蒸発してしまい、良好な膜を形成することが困難となるからである。   As the liquid dispersant or solvent containing at least one of the conductive fine particles and the organometallic compound, those having a vapor pressure at room temperature of 0.001 mmHg to 200 mmHg (about 0.133 Pa to 26600 Pa) are preferable. . This is because if the vapor pressure is higher than 200 mmHg, the dispersant or the solvent rapidly evaporates after ejection, making it difficult to form a good film.

また、分散剤または溶媒の蒸気圧は0.001mmHg以上50mmHg以下(約0.133Pa以上6650Pa以下)であるのがより好ましい。蒸気圧が50mmHgより高いと、液滴吐出法で液滴を吐出する際に乾燥によるノズル詰まりが起こり易く、安定な吐出が困難になるからである。一方、室温での蒸気圧が0.001mmHgより低い分散剤または溶媒の場合には、乾燥が遅くなって膜中に分散剤または溶媒が残留しやすくなり、後工程の熱及び/又は光処理後に良質の導電膜が得られにくくなる。   The vapor pressure of the dispersant or solvent is more preferably 0.001 mmHg to 50 mmHg (about 0.133 Pa to 6650 Pa). This is because if the vapor pressure is higher than 50 mmHg, nozzle clogging due to drying tends to occur when droplets are ejected by the droplet ejection method, and stable ejection becomes difficult. On the other hand, in the case of a dispersant or solvent having a vapor pressure lower than 0.001 mmHg at room temperature, drying becomes slow and the dispersant or solvent tends to remain in the film, and after heat and / or light treatment in the subsequent step. It becomes difficult to obtain a good conductive film.

分散剤としては、上記の導電性微粒子を分散できるもので凝集を起こさないものであれば特に限定されない。例えば、水の他に、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類、n−ヘプタン、n−オクタン、デカン、ドデカン、テトラデカン、トルエン、キシレン、シメン、デュレン、インデン、ジペンテン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、シクロヘキシルベンゼンなどの炭化水素系化合物、またエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、1,2−ジメトキシエタン、ビス(2−メトキシエチル)エーテル、p−ジオキサンなどのエーテル系化合物、さらにプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、シクロヘキサノンなどの極性化合物を例示できる。これらのうち、微粒子の分散性と分散液の安定性、また液滴吐出法への適用の容易さの点で、水、アルコール類、炭化水素系化合物、エーテル系化合物が好ましく、より好ましい分散剤としては、水、炭化水素系化合物を挙げることができる。   The dispersant is not particularly limited as long as it can disperse the conductive fine particles and does not cause aggregation. For example, in addition to water, alcohols such as methanol, ethanol, propanol, butanol, n-heptane, n-octane, decane, dodecane, tetradecane, toluene, xylene, cymene, durene, indene, dipentene, tetrahydronaphthalene, decahydro Hydrocarbon compounds such as naphthalene and cyclohexylbenzene, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol methyl ethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, 1,2-dimethoxyethane, bis (2- Methoxyethyl) ether, ether compounds such as p-dioxane, propylene carbonate, γ- Butyrolactone, N- methyl-2-pyrrolidone, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, can be exemplified polar compounds such as cyclohexanone. Among these, water, alcohols, hydrocarbon compounds, and ether compounds are preferable and more preferable dispersants in terms of the fine particle dispersibility, the stability of the dispersion, and the ease of application to the droplet discharge method. Examples thereof include water and hydrocarbon compounds.

前記導電性微粒子を分散剤に分散する場合の分散質濃度としては、1質量%以上80質量%以下とするのが好ましく、所望の導電膜の膜厚に応じて調整することができる。80質量%を超えると凝集をおこしやすくなり、均一な膜が得にくくなる。また、同様の理由で、前記有機金属化合物の溶液の溶質濃度としても、前記の分散質濃度と同範囲のものが好ましい。   The dispersoid concentration in the case where the conductive fine particles are dispersed in the dispersant is preferably 1% by mass or more and 80% by mass or less, and can be adjusted according to the desired film thickness of the conductive film. If it exceeds 80% by mass, aggregation tends to occur and it becomes difficult to obtain a uniform film. For the same reason, the solute concentration in the organometallic compound solution is preferably in the same range as the dispersoid concentration.

上記導電膜用インクの表面張力は0.02N/m以上0.07N/m以下の範囲内であることが好ましい。液滴吐出法により導電膜用インクを吐出する際、表面張力が0.02N/m未満であると、インクのノズル面に対する濡れ性が増大するため飛行曲りが生じやすくなり、0.07N/mを超えるとノズル先端でのメニスカスの形状が安定しないため吐出量や吐出タイミングの制御が困難になる。表面張力を調整するため、上記導電膜用インクには、基板との接触角を大きく低下させない範囲で、フッ素系、シリコーン系、ノニオン系などの表面張力調節剤を微量添加するとよい。ノニオン系表面張力調節剤は、インクの基板への濡れ性を向上させ、膜のレベリング性を改良し、膜の微細な凹凸の発生などの防止に役立つものである。上記表面張力調節剤は、必要に応じて、アルコール、エーテル、エステル、ケトン等の有機化合物を含んでもよい。   The surface tension of the conductive film ink is preferably in the range of 0.02 N / m to 0.07 N / m. When the conductive film ink is ejected by the droplet ejection method, if the surface tension is less than 0.02 N / m, the wettability of the ink to the nozzle surface increases, and thus flight bending easily occurs, resulting in 0.07 N / m. If it exceeds the upper limit, the shape of the meniscus at the tip of the nozzle is not stable, and it becomes difficult to control the discharge amount and discharge timing. In order to adjust the surface tension, a small amount of a surface tension regulator such as a fluorine-based, silicone-based, or nonionic-based material may be added to the conductive film ink as long as the contact angle with the substrate is not significantly reduced. The nonionic surface tension modifier improves the wettability of the ink to the substrate, improves the leveling property of the film, and helps prevent the occurrence of fine irregularities on the film. The surface tension modifier may contain an organic compound such as alcohol, ether, ester, or ketone, if necessary.

上記導電膜用インクの粘度は1mPa・s以上50mPa・s以下であることが好ましい。液滴吐出法を用いてインクを液滴として吐出する際、粘度が1mPa・sより小さい場合にはノズル周辺部がインクの流出により汚染されやすく、また粘度が50mPa・sより大きい場合は、ノズル孔での目詰まり頻度が高くなり円滑な液滴の吐出が困難となる。   The viscosity of the conductive film ink is preferably 1 mPa · s to 50 mPa · s. When ejecting ink as droplets using the droplet ejection method, if the viscosity is less than 1 mPa · s, the nozzle periphery is easily contaminated by the outflow of the ink, and if the viscosity is greater than 50 mPa · s, the nozzle The frequency of clogging in the holes increases, and it becomes difficult to smoothly discharge droplets.

このような導電膜用インクとしては、具体的には、直径10nm程度の銀微粒子が有機溶剤に分散した銀微粒子分散液(真空冶金社製、商品名「パーフェクトシルバー」)の有機溶剤をテトラデカンで置換してこれを希釈し、濃度が60wt%、粘度が8mPa・s、表面張力が0.022N/mとなるように調製したものを例示することができる。   As such a conductive film ink, specifically, an organic solvent of a silver fine particle dispersion (trade name “Perfect Silver” manufactured by Vacuum Metallurgical Co., Ltd.) in which silver fine particles having a diameter of about 10 nm are dispersed in an organic solvent is tetradecane. An example is one prepared by substituting and diluting to prepare a solution having a concentration of 60 wt%, a viscosity of 8 mPa · s, and a surface tension of 0.022 N / m.

上記構成の導電膜用インクを、液滴吐出ヘッド1から基板P上に既設の撥液性膜31に対して吐出し配置すると、塗布されたインクの液分、すなわち分散剤等が、撥液性膜31上に形成された撥液性領域31aによる撥液作用により親液性領域33に集合し、インク中の導電性微粒子(例えば銀微粒子)が、親液性領域33に微粒子の集合体となって残る。このとき、導電膜用インクは親液性領域33に沿って配置されているので、上記微粒子の集合体も親液性領域33とほぼ同一の平面形状を有するものとなる。   When the conductive film ink having the above-described configuration is ejected from the droplet ejection head 1 onto the existing liquid-repellent film 31 on the substrate P, the applied ink component, that is, the dispersant, etc. The liquid-repellent region 31 a formed on the conductive film 31 collects in the lyophilic region 33 due to the liquid-repellent action, and conductive fine particles (for example, silver fine particles) in the ink are aggregated in the lyophilic region 33. Remains. At this time, since the conductive film ink is arranged along the lyophilic region 33, the aggregate of the fine particles also has substantially the same planar shape as the lyophilic region 33.

このようにして導電膜用インクを親液性領域33上に配置したならば、例えば80℃、30秒間の加熱条件で導電膜用インクの乾燥処理を行う。この乾燥工程での加熱温度は、インク中の導電性微粒子あるいは有機金属化合物が互いに結合しない程度の温度、すなわち焼結温度以下の温度とする。このような加熱処理を行うと、導電膜用インク中の液分が蒸発し、親液性領域33上に残った導電性微粒子または有機金属化合物の集合体は、液分がほぼ除去されたものとなる。   If the conductive film ink is thus disposed on the lyophilic region 33, the conductive film ink is dried under heating conditions of, for example, 80 ° C. for 30 seconds. The heating temperature in this drying step is set to a temperature at which the conductive fine particles or the organometallic compound in the ink are not bonded to each other, that is, a temperature equal to or lower than the sintering temperature. When such heat treatment is performed, the liquid content in the conductive film ink evaporates, and the aggregate of conductive fine particles or organometallic compound remaining on the lyophilic region 33 has been substantially removed. It becomes.

上記乾燥工程にて用いる加熱手段には、通常のホットプレート、電気炉などの他、加熱ランプも用いることができる。ランプアニールに用いる光源としては、特に限定されないが、赤外線ランプ、キセノンランプ、YAGレーザー、アルゴンレーザー、炭酸ガスレーザー、XeF、XeCl、XeBr、KrF、KrCl、ArF、ArClなどのエキシマレーザーなどを光源として使用することができる。これらの光源は一般には、出力10W以上5000W以下の範囲のものが用いられるが、本実施形態では100W以上1000W以下の範囲で十分である。   As a heating means used in the drying step, a heating lamp can be used in addition to a normal hot plate, an electric furnace or the like. The light source used for lamp annealing is not particularly limited, but an infrared lamp, a xenon lamp, a YAG laser, an argon laser, a carbon dioxide laser, an excimer laser such as XeF, XeCl, XeBr, KrF, KrCl, ArF, ArCl, etc. is used as a light source. Can be used. In general, these light sources have an output in the range of 10 W to 5000 W, but in the present embodiment, a range of 100 W to 1000 W is sufficient.

そして、上記乾燥工程が終了したならば、導電膜34を加熱して親液性領域33上の導電性粒子の集合体を焼結する。金属有機化合物を含む導電膜用インクを用いた場合には、この加熱処理により金属有機化合物が分解されて金属薄膜の導電層パターンを形成する。導電性微粒子と有機金属化合物の双方を含む導電膜用インクを用いた場合には、導電性微粒子と有機金属化合物の分解により生成した金属との混合物により導電膜パターンが形成される。   When the drying step is completed, the conductive film 34 is heated to sinter the aggregate of conductive particles on the lyophilic region 33. When the conductive film ink containing the metal organic compound is used, the metal organic compound is decomposed by this heat treatment to form a conductive layer pattern of the metal thin film. When the conductive film ink containing both the conductive fine particles and the organometallic compound is used, the conductive film pattern is formed by a mixture of the conductive fine particles and the metal generated by the decomposition of the organometallic compound.

上記乾燥工程および焼結工程では、基板Pは熱処理または光照射処理に供されることとなるが、かかる熱処理ないし光照射処理の条件は、分散剤の沸点(蒸気圧)、雰囲気ガスの種類や圧力、微粒子の分散性や酸化性等の熱的挙動、コーティング材の有無や量、基材の耐熱温度などを考慮して適宜決定される。   In the drying step and the sintering step, the substrate P is subjected to a heat treatment or a light irradiation treatment. The conditions for the heat treatment or the light irradiation treatment are the boiling point (vapor pressure) of the dispersant, the type of the atmospheric gas, The pressure is appropriately determined in consideration of thermal behavior such as fine particle dispersibility and oxidation, presence / absence and amount of coating material, heat resistant temperature of the substrate, and the like.

例えば、導電性微粒子がコーティング材により被覆されている場合、上記焼結工程までにコーティング材を除去する必要があるので、焼結工程において約300℃程度まで加熱する。   For example, when the conductive fine particles are covered with a coating material, it is necessary to remove the coating material before the above-described sintering step, and thus the heating is performed to about 300 ° C. in the sintering step.

以上の工程により、撥液性膜31と導電膜34との積層膜からなる導電膜パターン(膜パターン)を基板P上に形成することができる。   Through the above steps, a conductive film pattern (film pattern) composed of a laminated film of the liquid repellent film 31 and the conductive film 34 can be formed on the substrate P.

このような本実施形態の膜パターンの形成方法によれば、撥液性膜31を介した基板P上に、液滴吐出法を用いて導電膜34を形成するので、微細で複雑な平面形状を具備した膜パターンを基板P上に直接形成でき、高効率に高コントラストの撥液/親液領域を基板P上に形成することができる。そして、膜パターンのうち主要部をなす導電膜34は、親液性領域33を介して形成されるので、微細な形状でありながら短絡等の不具合が生じない信頼性に優れたものとなる。したがって本実施形態の形成方法によれば、微細でかつ信頼性に優れた膜パターンを効率よく基板上に形成することができる。また光触媒含有材料膜32および導電膜34はいずれも液滴吐出法を用いて形成されるので、基板上に形成した金属薄膜をフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングする場合に比して材料の使用効率を向上させることができ、膜パターンの作製コスト低減に寄与するものとなる。   According to the film pattern forming method of the present embodiment, the conductive film 34 is formed on the substrate P via the liquid repellent film 31 by using the droplet discharge method. Can be directly formed on the substrate P, and a high-contrast liquid repellent / lyophilic region can be formed on the substrate P with high efficiency. And since the electrically conductive film 34 which comprises the principal part among film | membrane patterns is formed via the lyophilic area | region 33, it becomes the thing excellent in the reliability which does not produce malfunctions, such as a short circuit, although it is a fine shape. Therefore, according to the forming method of the present embodiment, a fine and highly reliable film pattern can be efficiently formed on the substrate. In addition, since both the photocatalyst-containing material film 32 and the conductive film 34 are formed using a droplet discharge method, the material usage efficiency is higher than when a metal thin film formed on a substrate is patterned using a photolithography technique. As a result, the manufacturing cost of the film pattern can be reduced.

また、本実施形態では、好適な例としてインクジェット法を用いて光触媒含有材料や導電性微粒子を含む液体材料を吐出配置した例を説明したが、スピンコート、スプレーコート、ディップコート、ロールコート、ビードコート等、公知の塗布方法により塗布することもできる。   In the present embodiment, as a preferred example, an example in which a liquid material including a photocatalyst-containing material or conductive fine particles is discharged and arranged using an ink jet method has been described. However, spin coating, spray coating, dip coating, roll coating, and beading are described. It can also be applied by a known application method such as coating.

また、本実施形態では、基板P上に導電膜34を主体とする膜パターンを形成する場合について説明したが、膜パターンとしては、導電膜34に代えて絶縁膜が形成されたものや半導体膜が形成されものであってもよい。絶縁膜を形成する場合には、親液性領域33に対して吐出配置されるインクを構成する機能性材料として、例えば、ポリシラザン、ポリシロキサン、シロキサン系レジスト、ポリシラン系レジスト等の骨格にケイ素を含む高分子無機材料や感光性無機材料、シリカガラス、アルキルシロキサンポリマー、アルキルシルセスキオキサンポリマー、水素化アルキルシルセスキオキサンポリマー、ポリアリールエーテルのうちいずれかを含むスピンオングラス膜、ダイヤモンド膜、及びフッ素化アモルファス炭素膜、などを用いる。   In the present embodiment, the case where a film pattern mainly composed of the conductive film 34 is formed on the substrate P has been described. However, as the film pattern, an insulating film formed in place of the conductive film 34 or a semiconductor film may be used. May be formed. In the case of forming an insulating film, for example, silicon is used as a skeleton of polysilazane, polysiloxane, siloxane-based resist, polysilane-based resist, etc. Inorganic polymer materials and photosensitive inorganic materials, including silica glass, alkyl siloxane polymers, alkyl silsesquioxane polymers, hydrogenated alkyl silsesquioxane polymers, spin-on glass films containing any of polyaryl ethers, diamond films, And a fluorinated amorphous carbon film.

一方、半導体膜を形成する場合には、液体水素化シリコンをインクとして用いることで、アモルファスシリコンの半導体膜を形成できる。あるいは、半導体膜はフルオレンとビチオフェンとのコポリマーを用いて形成することもできる。これは共役性高分子であり、半導体の特性を示す。そして、トルエン、又はキシレン、トリメチルベンゼンなどの有機溶媒を用いて溶解することができる。また、半導体膜の材料としては、例えば、ナフタレン、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、ヘキサセン、フタロシアニン、ペリレン、ヒドラゾン、トリフェニルメタン、ジフェニルメタン、スチルベン、アリールビニル、ピラゾリン、トリフェニルアミン、トリアリールアミン、オリゴチオフェン、フタロシアニンまたはこれらの誘導体のような低分子の有機半導体材料や、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリビニルピレン、ポリビニルアントラセン、ポリチオフェン、ポリヘキシルチオフェン、ポリ(p−フェニレンビニレン)、ポリチニレンビニレン、ポリアリールアミン、ピレンホルムアルデヒド樹脂、エチルカルバゾールホルムアルデヒド樹脂、フルオレン−ビチオフェン共重合体、フルオレン−アリールアミン共重合体またはこれらの誘導体のような高分子の有機半導体材料が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができるが、特に、高分子の有機半導体材料を用いるのが好ましい。高分子の有機半導体材料は、簡易な方法で成膜することができるとともに、比較的容易に配向させることができる。また、このうち、空気中で酸化され難く、安定であること等の理由から、フルオレン−ビチオフェン共重合体、或いは、ポリアリールアミンが特に好ましい。   On the other hand, when forming a semiconductor film, an amorphous silicon semiconductor film can be formed by using liquid silicon hydride as an ink. Alternatively, the semiconductor film can be formed using a copolymer of fluorene and bithiophene. This is a conjugated polymer and exhibits semiconductor properties. And it can melt | dissolve using toluene, organic solvents, such as xylene and trimethylbenzene. Examples of the semiconductor film material include naphthalene, anthracene, tetracene, pentacene, hexacene, phthalocyanine, perylene, hydrazone, triphenylmethane, diphenylmethane, stilbene, arylvinyl, pyrazoline, triphenylamine, triarylamine, oligothiophene. , Low molecular organic semiconductor materials such as phthalocyanine or derivatives thereof, poly-N-vinylcarbazole, polyvinylpyrene, polyvinylanthracene, polythiophene, polyhexylthiophene, poly (p-phenylenevinylene), polytinylenevinylene, poly Arylamine, pyrene formaldehyde resin, ethylcarbazole formaldehyde resin, fluorene-bithiophene copolymer, fluorene-arylamine copolymer The mentioned organic semiconductor material of a polymer such as derivatives thereof, may be used singly or in combination of two or more of them, is particularly preferable to use an organic semiconductor material of a polymer. A polymer organic semiconductor material can be formed by a simple method and can be oriented relatively easily. Of these, a fluorene-bithiophene copolymer or polyarylamine is particularly preferred because it is difficult to oxidize in air and is stable.

本発明の膜パターンの形成方法は、基板の導電配線や半導体の実装配線等の配線パターンの形成に利用が可能である。また、有機エレクトロルミネッセンス装置、液晶表示装置、プラズマ表示装置等の電気光学装置等の各種デバイスの材料層や配線パターンの形成に適用することが可能である。   The film pattern forming method of the present invention can be used for forming a wiring pattern such as a conductive wiring of a substrate or a mounting wiring of a semiconductor. Further, the present invention can be applied to formation of material layers and wiring patterns of various devices such as organic electroluminescence devices, liquid crystal display devices, electro-optical devices such as plasma display devices.

基板としてガラス基板を用い、このガラス基板をUV254nmにてオゾン洗浄した。次いで、密閉容器の中にFASの溶液とオゾン洗浄済みのガラス基板を入れて、120℃2時間の加熱により、基板表面に撥液性の自己組織単分子膜が形成されたガラス基板を製造した。   A glass substrate was used as the substrate, and this glass substrate was subjected to ozone cleaning at UV254 nm. Next, a FAS solution and an ozone-cleaned glass substrate were placed in a sealed container, and a glass substrate having a liquid-repellent self-assembled monolayer formed on the substrate surface was manufactured by heating at 120 ° C. for 2 hours. .

別途、以下の組成からなる微粒子分散溶液を調製した。
アナターゼ型チタニア(平均粒径 5nm) 25重量%
二酸化ケイ素 0.5重量%
メタノール 2重量%
イソプロピルアルコール 72重量%
N-ブタノール 0.5重量%
Separately, a fine particle dispersion solution having the following composition was prepared.
Anatase type titania (average particle size 5nm) 25% by weight
0.5% by weight of silicon dioxide
2% by weight of methanol
Isopropyl alcohol 72% by weight
N-butanol 0.5% by weight

上記のように調整したチタニア微粒子分散液を光触媒含有材料として、撥液性の自己組織単分子膜が形成されたガラス基板に対してインクジェット法により吐出配置し、チタニア微粒子膜のラインパターン(幅50μm)を形成した。   The titania fine particle dispersion prepared as described above is used as a photocatalyst-containing material, and is ejected and arranged on a glass substrate on which a liquid-repellent self-assembled monolayer is formed by an inkjet method. ) Was formed.

チタニア微粒子膜が形成された基板に対して、エネルギー線として308nmのエキシマUV(1.5mW/cm2)を5分間照射した。図5に、このときの撥液性の自己組織単分子膜表面(撥液性領域)の撥液性の変化(濡れ性変化)を経時的に測定した結果を示す。また、図6に、光触媒膜に接する自己組織単分子膜表面(親液性領域)の撥液性の変化(濡れ性変化)を経時的に測定した結果を示す。 The substrate on which the titania fine particle film was formed was irradiated with 308 nm excimer UV (1.5 mW / cm 2 ) as an energy ray for 5 minutes. FIG. 5 shows the results of measuring the change in liquid repellency (change in wettability) of the liquid repellent self-assembled monolayer surface (liquid repellent region) over time at this time. FIG. 6 shows the results of measuring the change in liquid repellency (change in wettability) of the self-assembled monolayer surface (lyophilic region) in contact with the photocatalyst film over time.

次に、チタニア微粒子膜を除去するために、アセトンで基板を洗浄した。これにより、基板上に親液性領域が形成された。   Next, in order to remove the titania fine particle film, the substrate was washed with acetone. As a result, a lyophilic region was formed on the substrate.

また、別途、直径10nm程度の銀微粒子が有機溶剤に分散した銀微粒子分散液(真空冶金社製、商品名「パーフェクトシルバー」)の有機溶剤をテトラデカンで置換してこれを希釈し、濃度が60wt%、粘度が8mPa・s、表面張力が0.022N/mとなるように調製した。   Separately, an organic solvent in a silver fine particle dispersion (trade name “Perfect Silver”, manufactured by Vacuum Metallurgy Co., Ltd.) in which silver fine particles having a diameter of about 10 nm are dispersed in an organic solvent is diluted with tetradecane, and the concentration is 60 wt. %, The viscosity was 8 mPa · s, and the surface tension was 0.022 N / m.

そして、インクジェット法により、上記のように調製した銀微粒子分散液を親液性領域に対して吐出配置し、目的の領域にだけ銀微粒子の膜パターンを形成した。
最後に、常法によりこの膜パターンを焼成することで、銀の配線パターンを形成した。
Then, the silver fine particle dispersion prepared as described above was discharged and arranged with respect to the lyophilic region by an ink jet method to form a film pattern of silver fine particles only in the target region.
Finally, this film pattern was baked by a conventional method to form a silver wiring pattern.

自己組織単分子膜を分解して親液性領域を形成するために、エキシマUVをガラス基板の裏側(自己組織単分子膜およびチタニア微粒子膜のラインパターンが形成されていない面)から15分間照射した以外は、実施例1と同様に銀の配線パターンを形成した。   Excimer UV is irradiated for 15 minutes from the back side of the glass substrate (the surface on which the line pattern of the self-assembled monolayer film and titania fine particle film is not formed) in order to decompose the self-assembled monolayer film to form a lyophilic region. A silver wiring pattern was formed in the same manner as in Example 1 except that.

なお、実施例1と同様に撥液性の自己組織単分子膜表面(撥液性領域)の撥液性の変化(濡れ性変化)および光触媒膜に接する自己組織単分子膜表面(親液性領域)の撥液性の変化(濡れ性変化)を経時的に測定した結果、実施例1よりも更に良好な結果が得られた。   As in Example 1, the change in liquid repellency (change in wettability) on the surface of the liquid-repellent self-assembled monolayer (liquid-repellent region) and the surface of the self-assembled monolayer in contact with the photocatalyst film (lyophilic) As a result of measuring the change in liquid repellency (change in wettability) over time, a better result than that of Example 1 was obtained.

液滴吐出装置IJの概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the droplet discharge apparatus IJ. ピエゾ方式による液体材料の吐出原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the discharge principle of the liquid material by a piezo system. 本発明に係る薄膜パターン形成方法の実施形態の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of embodiment of the thin film pattern formation method which concerns on this invention. 本発明に係る薄膜パターン形成方法の実施形態の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of embodiment of the thin film pattern formation method which concerns on this invention. 308nmのエキシマUV(1.5mW/cm2)を5分間照射したときのの撥液性の自己組織単分子膜表面(撥液性領域)の撥液性の変化(濡れ性変化)を経時的に測定した結果を示すである。Changes in liquid repellency (change in wettability) of the liquid repellent self-assembled monolayer surface (liquid repellent region) when irradiated with 308 nm excimer UV (1.5 mW / cm 2 ) for 5 minutes over time Shows the measurement results. 図1と同じ条件でエキシマUVを照射したときの、光触媒膜に接する自己組織単分子膜表面(親液性領域)の撥液性の変化(濡れ性変化)を経時的に測定した結果を示す図である。FIG. 2 shows the results of measurement over time of a change in liquid repellency (change in wettability) on the surface of a self-assembled monolayer film (lyophilic region) in contact with a photocatalyst film when irradiated with excimer UV under the same conditions as FIG. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1…液滴吐出ヘッド、2…X軸方向駆動モータ、3…Y軸方向駆動モータ、4…X軸方向駆動軸、5…Y軸方向駆動軸、7…ステージ、8…クリーニング機構、9…基台、15…ヒータ、21…液体室、22…ピエゾ素子、23…液体材料供給系、24…駆動回路、25…吐出ノズル、31…撥液性膜、31a…撥液性領域、32…光触媒含有材料膜、33…親液性領域、34…導電膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Droplet discharge head, 2 ... X-axis direction drive motor, 3 ... Y-axis direction drive motor, 4 ... X-axis direction drive shaft, 5 ... Y-axis direction drive shaft, 7 ... Stage, 8 ... Cleaning mechanism, 9 ... 15: heater, 21 ... liquid chamber, 22 ... piezo element, 23 ... liquid material supply system, 24 ... drive circuit, 25 ... discharge nozzle, 31 ... liquid repellent film, 31a ... liquid repellent area, 32 ... Photocatalyst-containing material film, 33 ... lyophilic region, 34 ... conductive film

Claims (11)

基板上に膜パターンを形成する膜パターンの形成方法であって、
前記基板上に撥液性材料を配置し、撥液性膜を形成する工程と、
前記撥液性膜上に、光触媒を含有する材料を配置し光触媒含有材料膜を形成する工程と、
前記光触媒含有材料膜に対してエネルギー線を照射することにより前記光触媒含有材料膜に接している前記撥液性膜の撥液性領域を分解して親液性領域に変化させ、濡れ性の異なる部位からなるパターンを形成する工程と、
前記光触媒含有材料膜を除去する工程と、
を備える膜パターンの形成方法。
A film pattern forming method for forming a film pattern on a substrate,
Placing a liquid repellent material on the substrate and forming a liquid repellent film;
A step of disposing a photocatalyst-containing material on the liquid repellent film to form a photocatalyst-containing material film;
By irradiating the photocatalyst-containing material film with energy rays, the liquid-repellent region of the liquid-repellent film in contact with the photocatalyst-containing material film is decomposed and changed into a lyophilic region, and the wettability is different. Forming a pattern of parts;
Removing the photocatalyst-containing material film;
A method of forming a film pattern comprising:
前記光触媒を含有する材料は液滴吐出法を用いて配置されることを特徴とする請求項1記載の膜パターンの形成方法。   2. The film pattern forming method according to claim 1, wherein the material containing the photocatalyst is disposed by a droplet discharge method. 前記エネルギー線の照射を前記基板側から行うことを特徴とする請求項1又は2記載の膜パターンの形成方法。   3. The method of forming a film pattern according to claim 1, wherein the energy beam is irradiated from the substrate side. 前記撥液性膜を形成する工程が前記基体上に撥液性の有機薄膜を形成する工程であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の膜パターンの形成方法。   4. The film pattern forming method according to claim 1, wherein the step of forming the liquid repellent film is a step of forming a liquid repellent organic thin film on the substrate. 前記撥液性の有機薄膜が、フッ素を含有する有機分子からなる有機薄膜であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載の膜パターンの形成方法。   5. The method for forming a film pattern according to claim 1, wherein the liquid repellent organic thin film is an organic thin film made of an organic molecule containing fluorine. 前記光触媒含有材料が、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、チタン酸ストロンチウム、酸化タングステン、酸化ビスマス、及び酸化鉄から選択される1種以上の物質を含む微粒子分散液であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項記載の膜パターンの形成方法。   The photocatalyst-containing material is a fine particle dispersion containing one or more substances selected from titanium oxide, zinc oxide, tin oxide, strontium titanate, tungsten oxide, bismuth oxide, and iron oxide. Item 6. The method for forming a film pattern according to any one of Items 1 to 5. 前記微粒子分散液中の微粒子の平均粒径が1μm以下であることを特徴とする請求項6記載の膜パターンの形成方法。   The film pattern forming method according to claim 6, wherein an average particle size of the fine particles in the fine particle dispersion is 1 μm or less. 前記エネルギー線の波長が250〜500nmの紫外光、可視光又はレーザーであることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項記載の膜パターンの形成方法。   The film pattern forming method according to claim 1, wherein the energy ray has a wavelength of 250 to 500 nm of ultraviolet light, visible light, or laser. 前記撥液性膜を形成する工程に先立ち、前記基板をオゾン洗浄する工程を備えたことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項記載の膜パターンの形成方法。   9. The film pattern forming method according to claim 1, further comprising a step of cleaning the substrate with ozone prior to the step of forming the liquid repellent film. 前記光触媒含有材料膜を除去する工程の後、前記親液性領域に導電性微粒子を含む液体材料を配置し、導電膜を形成する工程を更に備えたことを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項記載の膜パターンの形成方法。   10. The method according to claim 1, further comprising a step of disposing a liquid material containing conductive fine particles in the lyophilic region and forming a conductive film after the step of removing the photocatalyst-containing material film. The method for forming a film pattern according to any one of the preceding claims. 膜パターンが形成されてなる基板の製造方法であって、
請求項1〜10のいずれか1項記載の膜パターンの形成方法により、前記基板上に膜パターンを形成することを特徴とする基板の製造方法。

A method of manufacturing a substrate on which a film pattern is formed,
A method for manufacturing a substrate, comprising forming a film pattern on the substrate by the method for forming a film pattern according to claim 1.

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