JP2006305404A - 機能性膜パターン形成装置、機能性膜パターンの形成方法及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 確実に焼成されて所望の電気的特性を有するパターンを形成することのできる機能性膜パターン形成装置、機能性膜パターン形成方法及び電子機器を提供する。
【解決手段】 焼成用レーザ光５０が照射される膜パターン４０Ａの照射領域Ａに、焼成用レーザ光５０とは異なった波長であって、且つ、膜パターン４０Ａには吸収されるとともに、一方、配線パターン４０Ｂには吸収されない波長の検出用電磁波Ｗ１を出射し、その反射波Ｗ２を検出するようにした。そして、検出用電磁波Ｗ１の強度の２０％以下の強度の反射波Ｗ２が検出されると、焼成用レーザ光５０を継続して照射領域Ａに照射し、検出用電磁波Ｗ１の強度の２０％より大きな強度の反射波Ｗ２が検出されると、キャリッジ２１を移動させて焼成用レーザ光５０を次の照射領域に照射するようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、機能性膜パターン形成装置、機能性膜パターンの形成方法及び電子機器に関する。

従来、各種デバイスの機能性膜パターンを形成する方法としてはフォトリソグラフィー法が一般的に知られている。この方法は材料の大部分を捨てるなど無駄が大きいと言える。そこで、このフォトリソグラフィー法に代わる機能性膜パターンの形成方法として、スクリーン印刷法やマイクロディスペンス法、液滴吐出法（インクジェット法）等による直接描画が知られている（例えば、特許文献１参照）。

このような直接描画を行うためには、スパッタ法等とは異なり、機能性材料を微粒子化し溶液に分散させる、もしくは適当な溶媒に溶かし込むことでインク化（液状化）したものを用いる必要がある。このため、直接描画によりバターンを形成しただけでは機能性膜パターンとしての性能を発揮することができないので、所望の性能を得るために後工程としてオーブン等を用いた乾燥と焼結を含む焼成プロセスが必要となる。

現状の焼成プロセスには３０分から１時間程度以上の時間が必要であるため、この焼成プロセスはスループットを低下させる要因となっている。これを回避するため、オーブン等に代わる処理時間の速い焼成プロセスとして、直接描画によりパターニングされた膜パターンに電磁波を照射し、光熱変換で生じた熱の作用で上記焼成プロセスを行う電磁波照射による方法が考えられる。
特開２００２−２６１０４８号公報

しかしながら、電磁波を照射する時間が短い場合や照射強度が低い場合では、機能性材料が十分に焼成されない虞がある。機能性材料が十分に焼成されない未焼成の部分は、抵抗値が高くなるので、局部的に加熱して断線してしまう場合がある。また、照射する時間が長い場合や照射強度の強すぎる場合では、機能性材料にダメージを与え、かえって性能を低下させる場合がある。この結果、各種デバイスの歩留まりが低下するという問題がある。

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、その目的は、確実に焼成されて所望の機能性を有するパターンを形成することのできる機能性膜パターン形成装置、機能性膜パターンの形成方法及び電子機器を提供することである。

本発明における機能性膜パターン形成装置は、基板に機能性液状材料を付着させて膜パターンを形成するパターニング手段と、前記基板に形成された前記膜パターンに電磁波を照射して機能性膜パターンを形成する電磁波照射手段と、前記基板に付着した前記膜パターンの前記電磁波の吸収度合いを検出する検出手段と、前記電磁波の吸収度合いに関する情報に基づいて、前記電磁波照射手段からの前記電磁波の照射量を制御する制御手段とを備えている。

これによれば、基板に膜パターンを形成した後、その膜パターンに電磁波を照射して機能性液状材料を焼成することで所望の機能性膜パターンが形成される。このとき、予め、
その機能性液状材料が十分に焼成されたときの電磁波の吸収スペクトルをメモリしておき、その電磁波の吸収スペクトルと、検出手段によって検出した機能性液状材料の電磁波の吸収スペクトルとを比較することで、実際に基板に形成した膜パターンが十分に焼成されたか否かが判断される。そして、基板に付着させた機能性液状材料が十分に焼成されたときの電磁波の吸収スペクトルになるまで電磁波を照射させるようにすることで、膜パターンの未焼成の部分を無くすことができる。この結果、所望の特性を有した機能性膜パターンを形成することが可能となる。

この機能性膜パターン形成装置において、前記検出手段は、検出用電磁波を出射する検出用電磁波出射手段と、前記機能性液状材料にて反射された前記検出用電磁波の反射波を検出する反射波検出手段とを備えていてもよい。

これによれば、電磁波照射手段から出射される電磁波（つまり、焼成用電磁波）ではなく、同電磁波照射手段と別体に設けられた検出用電磁波出射手段から出射される電磁波（検出用電磁波）の吸収強度に基づいて膜パターンが十分に焼成されたか否かを判断する。従って、電磁波照射手段から出射される電磁波（焼成用電磁波）に含まれない波長の電磁波を使用して膜パターンが十分に焼成されたか否かを判断することが可能となる。このため、たとえば、電磁波照射手段から出射される電磁波（焼成用電磁波）に含まれない電磁波を検出用電磁波として使用することができる。

この機能性膜パターン形成装置において、前記検出用電磁波は、前記膜パターンに吸収され、且つ、前記機能性膜パターンには吸収されない波長の電磁波であってもよい。
これによれば、検出用電磁波の反射波の強度を検出することで、膜パターンが十分に焼成されたか否かを判断することができる。

この機能性膜パターン形成装置において、前記検出手段は、前記電磁波照射手段の周辺に設けられ同電磁波照射手段と同期して移動するようにしてもよい。
これによれば、電磁波照射手段から膜パターンに電磁波（つまり、焼成用電磁波）を照射しながら、その照射領域に電磁波を照射してその電磁波の吸収度合いをみることが可能となる。このため、その場で膜パターンが十分に焼成されたかを判断することが可能となる。

この機能性膜パターン形成装置において、前記電磁波照射手段から出射される前記電磁波は、レーザ光であってもよい。
これによれば、微細な形状をした機能性膜パターンや複雑な形状をした機能性膜パターンを形成することができる。

この機能性膜パターン形成装置において、前記パターニング手段は、液体プロセス法により前記膜パターンを形成する装置であってもよい。
これによれば、液体プロセス法により所望の形状のパターンを形成する際、機能性液状材料を十分に焼成させることができるので、所望の特性を有した機能性膜パターンを形成することができる。ここで、液体プロセス法とは、たとえば、インクジェット法、マイクロディスペンス法、あるいはスクリーン印刷法が挙げられる。

本発明の機能性膜パターン形成の形成方法は、基板に機能性液状材料を付着させて膜パターンを形成するパターニング工程と、前記基板に付着した前記膜パターンに電磁波を照射して機能性膜パターンを形成する電磁波照射工程と、前記基板に付着した前記膜パターンの前記電磁波の吸収度合いを検出する検出工程と、検出された前記電磁波の吸収度合いに関する情報に基づいて、前記電磁波の照射量を制御する制御工程とを備えている。

これによれば、基板に膜パターンを形成した後、その膜パターンに電磁波を照射して機能性液状材料を焼成することで所望の機能性膜パターンが形成される。このとき、予め、その機能性液状材料が十分に焼成されたときの電磁波の吸収スペクトルをメモリしておき、その電磁波の吸収スペクトルと、検出手段によって検出した機能性液状材料の電磁波の吸収スペクトルとを比較することで、実際に基板に形成した膜パターンが十分に焼成されたか否かが判断される。そして、基板に付着させた機能性液状材料が十分に焼成されたときの電磁波の吸収スペクトルになるまで電磁波を照射させ、その時点で照射を止めるようにすることで、膜パターンの焼成を十分に進めることができる。この結果、所望の特性を有した機能性膜パターンを形成することが可能となる。

この機能性膜パターン形成の形成方法において、前記電磁波照射工程と前記検出工程とを同時に行うようにしてもよい。
これによれば、電磁波照射手段から膜パターンに電磁波（つまり、焼成用電磁波）を照射しながら、その照射領域に電磁波を照射してその電磁波の吸収度合いをみることが可能となる。このため、その場で膜パターンが十分に焼成されたかを判断することが可能となる。

本発明の電子機器は、上記記載の機能性膜パターン形成装置で形成された機能性膜パターンを備えている。
これによれば、上記機能性膜パターン形成装置により機能性膜パターンとしての配線パターンや絶縁膜パターンを形成することで、これら機能性膜パターンは十分に焼成されることにより、故障がなく歩留まりを向上させることのできる電子機器を実現することができる。

以下、本発明を具体化した各実施形態を、図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
まず、第１実施形態に係る機能性膜パターン形成装置としてのレーザ成膜装置２０を図１〜図４に従って説明する。

レーザ成膜装置２０は、機能性液状材料を基板に付着させて膜パターンを形成し、その膜パターンにレーザ光を照射し、レーザ光の吸収による光熱変換で発生する熱で膜パターンの焼成を進めて機能性膜パターンとしての配線パターンを形成するものである。

図１は、本実施形態に係るレーザ成膜装置２０の全体構成を説明するための図である。
図１に示すように、レーザ成膜装置２０は、基板２１を載置するキャリッジ２２、機能性液状材料を基板２１上に付着させて膜パターンを形成するパターニング手段としての液滴吐出ヘッド２３、電磁波照射手段としてのレーザ光照射ヘッド２４、検出手段としての反射吸収測定装置２５、及び制御手段としての制御部２６を備えている。

キャリッジ２２は、図示を省略したＸ方向駆動モータ及びＹ方向駆動モータによって駆動されて、液滴吐出ヘッド２３に対してＸＹ方向に移動可能になっている。図１では、キャリッジ２２は、Ｘ矢印方向へ所定の速度で移動することで、基板２１をＸ矢印方向（基板進行方向）に搬送する。

液滴吐出ヘッド２３は、基板２１に対向する位置に吐出ノズル２３Ａを備えている。液滴吐出ヘッド２３は、この吐出ノズル２３Ａから機能性液状材料としての液滴３０を基板２１に向かって（図１中Ｚ矢印方向に沿って）吐出する。この液滴３０は、図１中の拡大部６０，６１に示すように、金属を微粒子化したもの（金属微粒子３１）を溶媒３２に溶
かしてインク化（液状化）したものである。金属微粒子３１は、そのままでは互いにくっついて溶融するので、各金属微粒子３１を分散剤３３からなる保護膜で被覆して分散させてある。尚、本実施形態においては、金属微粒子３１は、銀の微粒子である。

そして、液滴吐出ヘッド２３は、キャリッジ２２とともにＸＹ方向に移動して、基板２１との相対位置を制御しながら液滴３０を基板２１に吐出する。この結果、基板２１には、所望の形状の膜パターン４０Ａが形成される。このように、本実施形態では、金属微粒子３１を溶媒３２に溶かしてインク化したものを吐出して所望のパターンを形成する、所謂、インクジェット法を使用して膜パターン４０Ａを形成するようにしている。尚、基板２１上に着弾した液滴３０が濡れ広がらず所望の位置に留まるように、基板２１上の必要な個所には撥液処理が施されている。

レーザ光照射ヘッド２４は、キャリッジ２２の上方（反Ｚ矢印方向）に設けられている。レーザ光照射ヘッド２４は、レーザ本体５１と集光レンズ５２とを備えている。そして、このレーザ光照射ヘッド２４は、液滴吐出ヘッド２３を追従するように構成されており、たとえば、液滴吐出ヘッド２３と一体形成されている。

レーザ本体５１は、所定の波長の焼成用レーザ光５０を連続して出射する。この焼成用レーザ光５０は、例えば、公知の半導体レーザ光であって、本実施形態では、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの第２高調波（波長λ＝５３２ｎｍ）である。

集光レンズ５２は、レーザ本体５１から出射した焼成用レーザ光５０を、膜パターン４０Ａ上の所定の領域（照射領域）Ａに集中して照射させるように集光させるためのレンズである。この集光レンズ５２は、本実施形態では、単一のレンズで構成されている。尚、集光レンズ５２は、複数のレンズを組み合わせて構成されたもの、つまり、光学系であってもよい。そして、集光レンズ５２を通過した焼成用レーザ光５０が照射された照射領域Ａ内の膜パターン４０Ａでは、光熱変換が生じて加熱され、膜パターン４０Ａ中の溶媒３２及び分散剤３３が除去されるとともに金属微粒子３１が互いに溶融して配線パターン４０Ｂが形成される。

反射吸収測定装置２５は、レーザ光照射ヘッド２４の周辺に設けられている。反射吸収測定装置２５は、検出用電磁波出射手段２５Ａと反射波検出手段２５Ｂとを備えている。また、反射吸収測定装置２５は、レーザ光照射ヘッド２４を追従するように構成されており、たとえば、レーザ光照射ヘッド２４と図示しない部材で連結されている。

検出用電磁波出射手段２５Ａは、焼成用レーザ光５０が照射されている照射領域Ａに向かって検出用電磁波Ｗ１を出射する。この検出用電磁波Ｗ１は、焼成用レーザ光５０とは異なった波長であって、且つ、膜パターン４０Ａに吸収されるとともに、一方、焼成されて形成された配線パターン４０Ｂには吸収されない波長の電磁波ある。本実施形態の検出用電磁波Ｗ１は、膜パターン４０Ａのプラズモン吸収が生じる波長Ｌｐ（図４参照）と同じ波長の電磁波を出射するように設定されている。また、この検出用電磁波Ｗ１は、レーザ本体５１から出射される焼成用レーザ光５０の波長（波長λ＝５３２ｎｍ）とは異なった波長の電磁波である。

反射波検出手段２５Ｂは、検出用電磁波出射手段２５Ａから出射された検出用電磁波Ｗ１のうち、膜パターン４０Ａの照射領域Ａにて反射された電磁波（以下、単に「反射波」という）Ｗ２を検出するためのものである。そして、反射波検出手段２５Ｂは、検出した反射波Ｗ２の波長が検出用電磁波Ｗ１と異なる場合や如何なる反射波Ｗ２をも検出されない場合は、制御部２６にその旨を示す第１の検出信号Ｓ１を出力する。また、検出用電磁波Ｗ１と同じ波長の電磁波であってもその強度が予め設定された強度の規定値（例えば、
検出用電磁波出射手段２５Ａから出射した際の検出用電磁波Ｗ１の出力の２０％）以下の場合においても、前記と同様の第１の検出信号Ｓ１を制御部２６に出力するように設定されている。

また、反射波検出手段２５Ｂは、検出した反射波Ｗ２の波長が検出用電磁波Ｗ１と同じであり、且つ、レーザ光照射ヘッド２４から出射した際の検出用電磁波Ｗ１の強度が予め設定された強度の規定値（例えば、検出用電磁波出射手段２５Ａから出射した際の検出用電磁波Ｗ１の電力の２０％）よりも大きい場合、制御部２６にその旨を示す第２の検出信号Ｓ２を出力する。

従って、反射波検出手段２５Ｂから出力される検出信号が第１の検出信号Ｓ１であるか、または第２の検出信号Ｓ２であるかによって、照射領域Ａの検出用電磁波Ｗ１の吸収度合いがわかる。

制御部２６は、図示を省略したＣＰＵ、タイマクロック、膜パターン４０Ａの形状及び位置を記憶したメモリ等を含んでいる。そして、反射吸収測定装置２５から出力される検出信号Ｓ１，Ｓ２等に基づいて、キャリッジ２２、液滴吐出ヘッド２３及びレーザ光照射ヘッド２４の各々に制御信号を出力して、これらを含むシステム全体を統括制御するようになっている。

具体的には、制御部２６は、第１の検出信号Ｓ１が入力されている間は、キャリッジ２２の移動を停止させるとともにレーザ光照射ヘッド２４から焼成用レーザ光５０を継続して出力する旨の制御信号を出力する。また、制御部２６は、第２の検出信号Ｓ２が入力されている間は、レーザ光照射ヘッド２４が次の照射領域Ａに対向する位置に至るまでキャリッジ２２を移動させる旨の制御信号を出力し、さらに所定量の液滴３０を吐出させる旨の制御信号を出力する。つまり、制御部２６は、第１及び第２の検出信号Ｓ１，Ｓ２に基づいて膜パターン４０Ａに対する焼成用レーザ光５０の照射量を制御する。

次に、膜パターン４０Ａの光熱変換特性について、図２〜図４に従って説明する。
図２は、液滴３０（機能性液状材料）の吸収スペクトルであり、図３（Ａ）は、溶媒３２に起因する吸収スペクトル、図３（Ｂ）は、分散剤３３に起因する吸収スペクトル、図３（Ｃ）は、金属微粒子（溶質）３１に起因する吸収スペクトルである。従って、液滴３０（機能性液状材料）の吸収スペクトルは、溶媒３２に起因する吸収スペクトルと、分散剤３３に起因する吸収スペクトルと、微粒子（溶質）である金属微粒子３１に起因する吸収スペクトルとを重ね合わせたものにほぼ等しくなる。そして、この膜パターン４０Ａは、焼成用レーザ光５０が照射されると、該レーザ光５０を吸収し、その光エネルギーが熱エネルギーに変換することで焼成されて導電性を示す配線パターン４０Ｂとなるが（図１参照）、その焼成過程は、以下の３つの焼成過程（焼成初期、焼成中期及び焼成後期）に分けることができる。

図４は、焼成過程毎の膜パターン４０Ａの吸収スペクトルである。
焼成初期：この焼成初期では、機能性液状材料中の溶媒３２及び分散剤３３が分解・蒸発する。図４（Ａ）に示すように、焼成初期では、金属微粒子３１、溶媒３２及び分散剤３３に起因する吸収がそれぞれ起るので、レーザ光が最も吸収されやすい過程である。そして、この焼成初期では、機能性液状材料中に散在する微小な金属微粒子３１に起因して波長Ｌｐにて特有に現れるプラズモン吸収による吸収スペクトル（図４（Ａ）中矢印で示された吸収スペクトル）が検出される。

焼成中期：この焼成中期では、機能性液状材料中の溶媒３２及び分散剤３３の分解・蒸発が促進されて溶媒３２及び分散剤３３の残留分が少なくなる。この結果、溶媒３２に起
因する吸収スペクトルは消失し、また分散剤３３に起因する吸収スペクトルの強度も減少する。また、金属微粒子３１同士が溶融（溶質が析出）し粒成長を始めるため、図４（Ｂ）中矢印で示したプラズモン吸収による吸収スペクトルは、その強度が小さくなるとともにブロードとなる。

焼成後期：この焼成後期では、金属微粒子３１の粒成長がさらに促進して、図４（Ｃ）中矢印で示したプラズモン吸収による吸収スペクトルが消失し始める。この焼成後期は、焼成用レーザ光５０が最も吸収されにくい過程である。

次に、前記のように構成されたレーザ成膜装置２０の作用について説明する。
図１に示すように、キャリッジ２２を基板進行方向（図１中Ｘ矢印方向）に搬送しながら、液滴吐出ヘッド２３から液滴３０を吐出して、基板２１に膜パターン４０Ａを形成する（パターニング工程）。また、このとき、レーザ光照射ヘッド２４が駆動されて膜パターン４０Ａ上の所定の照射領域Ａに焼成用レーザ光５０を照射する（電磁波照射工程）。

さらに、このとき、反射吸収測定装置２５が駆動されて、検出用電磁波出射手段２５Ａから検出用電磁波Ｗ１を照射領域Ａに向かって出射する。この検出用電磁波Ｗ１は、前記したように、膜パターン４０Ａのプラズモン吸収が生じる波長Ｌｐと同じ波長の電磁波である（検出工程）。

そして、膜パターン４０Ａの照射領域Ａは、焼成用レーザ光５０が吸収されて光熱変換によって焼成初期になる。この焼成初期においては、プラズモン吸収が起きるので、反射波検出手段２５Ｂには反射波Ｗ２が検出されない。従って、反射波検出手段２５Ｂからは第１の検出信号Ｓ１が出力される。つまり、この場合、膜パターン４０Ａの照射領域Ａは、未焼成であることが分かる。

すると、制御部２６からキャリッジ２２の移動を停止させるとともにレーザ光照射ヘッド２４から焼成用レーザ光５０を継続して出力する旨の制御信号が出力される。従って、前記照射領域Ａには焼成用レーザ光５０が照射され続ける（制御工程）。その後、光熱変換されて焼成初期から焼成中期に遷移する。この焼成中期においては、焼成初期時に比べて強度が小さいプラズモン吸収が起きるので、反射波検出手段２５Ｂには、微小な反射波Ｗ２が検出される。このときの反射波Ｗ２は、検出用電磁波出射手段２５Ａから出射した際の検出用電磁波Ｗ１の出力の２０％以下であるので、引き続き、反射波検出手段２５Ｂは、第１の検出信号Ｓ１を出力し続ける。つまり、この場合においても膜パターン４０Ａの照射領域Ａは、未焼成である。

その後、焼成用レーザ光５０が照射され続け、焼成中期から焼成後期に遷移すると、プラズモン吸収が消失し始める。そして、反射波Ｗ２が、レーザ光照射ヘッド２４から出射した際の検出用電磁波Ｗ１の出力の２０％よりも大きくなると、反射波検出手段２５Ｂは、制御部２６に第２の検出信号Ｓ２を出力する。つまり、この場合、膜パターン４０Ａの照射領域Ａは、十分に焼成されたものと見なされる。

すると、制御部２６は、レーザ光照射ヘッド２４を次の新たな照射領域Ａに対向する位置に配置されるようにキャリッジ２２を移動させる旨の制御信号を出力する。そして、焼成用レーザ光５０は、次の新たな照射領域Ａに焼成用レーザ光５０を照射し始める。その後、前記と同様にすることで、膜パターン４０Ａ全体に十分に焼成用レーザ光５０が照射される。この結果、未焼成の部分がなく確実に焼成がなされた配線パターン４０Ｂが形成される。

尚、以降、前記と同じ形状の配線パターン４０Ｂを形成する場合においては、各照射領
域Ａでの第１の検出信号Ｓ１及び第２の検出信号Ｓ２が出力されている時間を記憶し、それに基づいて制御部２６が、キャリッジ２２、液滴吐出ヘッド２３及びレーザ光照射ヘッド２４の各々を統括制御する。このようにすることで、次回以降、配線パターン４０Ｂを形成する場合においては、反射吸収測定装置２５を使用せずに、確実に焼成がなされた配線パターン４０Ｂを形成することが可能となる。

前記したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）本実施形態によれば、焼成用レーザ光５０が照射される膜パターン４０Ａの照射領域Ａに、焼成用レーザ光５０とは異なった波長であって、且つ、膜パターン４０Ａには吸収されるとともに、一方、配線パターン４０Ｂには吸収されない波長の検出用電磁波Ｗ１を出射し、その反射波Ｗ２を検出するようにした。そして、検出用電磁波Ｗ１の強度の２０％より大きな強度の反射波Ｗ２が検出されるまで、焼成用レーザ光５０を継続して照射領域Ａに照射するようにした。従って、膜パターン４０Ａ全体を確実に焼成させることができるので、所望の電気的特性を有した配線パターン４０Ｂを形成することができる。
（２）しかも、本実施形態によれば、焼成用レーザ光５０とは異なった波長の電磁波を検出用電磁波Ｗ１として使用するようにした。従って、検出用電磁波Ｗ１の波長と同じ波長の電磁波の強度を検出することで、膜パターン４０Ａが十分に焼成されたか否かが分かる。
（３）本実施形態によれば、プラズモン吸収が生じる波長の電磁波を検出用電磁波Ｗ１に使用した。このプラズモン吸収は、膜パターン４０Ａの焼成初期及び焼成中期において現れ、焼成終期においては現れないので、この検出用電磁波Ｗ１の強度を検出することで、膜パターン４０Ａが確実に配線パターン４０Ｂになったか否かが分かる。
（４）また、本実施形態によれば、インクジェット法を使用して所望の膜パターン４０Ａを形成するようにしたので、微細な配線パターン４０Ｂを形成することができる。
（５）本実施形態では、反射吸収測定装置２５は、レーザ光照射ヘッド２４の周辺に設けられレーザ光照射ヘッド２４を追従するように構成されている。従って、焼成用レーザ光５０を照射しながら検出用電磁波Ｗ１を照射することで、膜パターン４０Ａが配線パターン４０Ｂになったか否かがその場で分かる。この結果、膜パターン４０Ａ全体を確実に焼成することができる。
（６）本実施形態では、各照射領域Ａでの第１の検出信号Ｓ１及び第２の検出信号Ｓ２が出力されている時間を制御部２６に記憶するようにした。従って、１回、反射吸収測定装置２５を使用しながら配線パターン４０Ｂを形成すれば、同じ形状の配線パターン４０Ｂを形成する場合においては、反射吸収測定装置２５を使用せずに、確実に膜パターン４０Ａを焼成することができる。
（第２実施形態）
第２実施形態に係るレーザ成膜方法及びレーザ成膜装置を、図５に基づいて説明する。

この第２実施形態に係るレーザ成膜装置２０Ａは、焼成用レーザ光５０が膜パターン４０Ａの照射領域Ａで乱反射することを利用して同膜パターン４０Ａによる焼成用レーザ光５０の吸収度合いを検出するようにしたものである。従って、反射吸収測定装置２５の構成が異なっている他は全て同じであるので、反射吸収測定装置２５以外の部材についてはその詳細な説明を省略する。

図５は、本実施形態に係るレーザ成膜装置２０Ａの全体構成図である。
図５に示すように、レーザ成膜装置２０Ａの反射吸収測定装置５５は、反射波検出手段２５Ｂのみを備えている。また、本実施形態のレーザ本体５１は、上記第１実施形態とは異なりＮｄ：ＹＡＧレーザの第２高調波（波長λ＝５３２ｎｍ）ではなく、プラズモン吸収が起る波長の電磁波を出射するようになっている。

次に、レーザ成膜装置２０Ａの作用について説明する。
先ず、上記第１実施形態と同様に、キャリッジ２２を基板進行方向（図１中Ｘ矢印方向）に搬送しながら、液滴吐出ヘッド２３から液滴３０を吐出して、基板２１上に膜パターン４０Ａを形成する（パターニング工程）。また、このとき、レーザ光照射ヘッド２４を駆動させて、膜パターン４０Ａに焼成用レーザ光５０を照射する（電磁波照射工程）。

すると、膜パターン４０Ａの照射領域Ａに焼成用レーザ光５０が吸収されて光熱変換によって焼成初期になる。この焼成初期においては、前記したように、プラズモン吸収が起きているので、反射波検出手段２５Ｂには、反射波Ｗ２は検出されない。つまり、この場合、膜パターン４０Ａの照射領域Ａは、未焼成であることが分かる。従って、反射波検出手段２５Ｂからは第１の検出信号Ｓ１が出力される。

この結果、制御部２６からキャリッジ２２の移動を停止させるとともにレーザ光照射ヘッド２４から焼成用レーザ光５０を継続して出力する旨の制御信号が出力されるので、同焼成用レーザ光５０は前記照射領域Ａに照射され続ける（制御工程）。その後、光熱変換されて焼成初期から焼成中期に遷移する。この焼成中期においては、焼成初期時に比べて強度が小さいプラズモン吸収が起きるので、焼成用レーザ光５０は、その一部が照射領域Ａにて乱反射される。そして、その乱反射された微小な反射波Ｗ２が反射波検出手段２５Ｂによって検出される。

このとき、検出された反射波Ｗ２の強度は十分に小さいので、引き続き、反射波検出手段２５Ｂは、第１の検出信号Ｓ１を出力し続ける。つまり、膜パターン４０Ａの照射領域Ａは、未焼成であることが分かる。

その後、焼成中期から焼成後期に遷移すると、プラズモン吸収が消失し始める。その結果、焼成用レーザ光５０は、そのほとんどが照射領域Ａにて乱反射される。そして、乱反射された反射波Ｗ２が反射波検出手段２５Ｂによって検出される。このとき、検出された反射波Ｗ２が、レーザ本体５１から出射した際の検出用電磁波Ｗ１の出力に対する規定値より大きな値となると制御部２６にその旨を示す第２の検出信号Ｓ２を出力する。つまり、この場合、膜パターン４０Ａの照射領域Ａは、十分に焼成されたものと見なされる。

すると、制御部２６は、レーザ光照射ヘッド２４を次の照射領域Ａに対向する位置に配置されるようにキャリッジ２２を移動させる旨の制御信号を出力する。そして、焼成用レーザ光５０は、次の新たな照射領域に焼成用レーザ光５０を照射し始める。その後、前記と同様にすることで、膜パターン４０Ａ全体に焼成用レーザ光５０を照射して焼成する。この結果、未焼成の部分がなく確実に焼成がなされた配線パターン４０Ｂが形成される。

上記したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）本実施形態によれば、レーザ光照射ヘッド２４から膜パターン４０Ａのプラズモン吸収と同じ波長を有した焼成用レーザ光５０を出射するようにした。そして、反射波検出手段２５Ｂは、膜パターン４０Ａにて乱反射された反射波Ｗ２を検出し、その検出された反射波Ｗ２の強度が焼成用レーザ光５０の出力に対する規定値よりも大きくなるまで、その照射領域Ａに焼成用レーザ光５０を照射するようにした。従って、上記第１実施形態のように検出用電磁波出射手段２５Ａを設ける必要はないので、反射吸収測定装置を小型化することができる。この結果、レーザ成膜装置２０Ａ全体を小型化することができる。
（第３実施形態）
次に、上記第１及び第２実施形態で説明した機能性膜パターン形成装置或いは機能性膜パターン形成方法により形成された配線パターンを備えた電子機器の一例として、プラズマディスプレイを図６に基づいて説明する。

図６に示すプラズマディスプレイ７０は、表示ユニット７１と、スピーカー７２と、複
数の操作ボタン７３とを備えている。この表示ユニット７１の素子基板（図示省略）上には、複数の走査線と、複数のデータ線と、走査線とデータ線の交差に対応してマトリクス状に配置され、発光素子をそれぞれ有する複数の画素とが形成されている。走査線やデータ線等の配線パターンが上記各実施形態で説明した機能性膜パターン形成装置或いは機能性膜パターン形成方法により形成される。

従って、このプラズマディスプレイ７０によれば、機能性膜パターン形成装置或いは機能性膜パターン形成方法により機能性膜パターンとしての配線パターンを形成することで、未焼成の部分がない所望の電気的特性を有した配線パターンとなる。この結果、配線パターンの故障による歩留まりの低下が抑制されたプラズマディスプレイ７０を実現することができる。

尚、この発明は以下のように変更して具体化することもできる。
・上記各実施形態では、膜パターン４０Ａの焼成後期ではプラズモン吸収がなくなることを利用して、プラズモン吸収が起きる波長Ｌｐの電磁波（レーザ光）を膜パターン４０Ａに照射して、その反射波Ｗ２を検出する。そして、膜パターン４０Ａに照射した際の出力に２０％よりも大きい反射波Ｗ２が検出されるまで焼成用レーザ光５０を照射し続けるようにした。本発明は、これに限定されるものではなく、プラズモン吸収が起る電磁波以外の波長の電磁波を利用してもよい。例えば、焼成中期〜焼成後期では分散剤３３に起因する吸収スペクトルの強度がほぼなくなるので、この分散剤３３に起因する吸収スペクトルの波長の電磁波を膜パターン４０Ａに照射して、その反射波Ｗ２の吸収度合いを検出することで、膜パターン４０Ａが焼成されたか否かを判断するようにしてもよい。このようにすることで、上記と同様な効果を得ることができる。
・上記第１実施形態では、レーザ成膜装置２０を使用して、機能膜パターンとして配線パターン４０Ｂを形成したが、レーザ成膜装置２０を使用して、他のパターンを形成するようにしていもよい。たとえば、絶縁膜パターンを形成ようにしてもよい。この場合、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
・上記各実施形態では、機能性液状材料を基板２１上に付着させるパターニング手段としての液滴吐出ヘッド２３と、レーザ光照射ヘッド２４とを備えたレーザ成膜装置２０，２０Ａについて一例として説明した。つまり、インクジェット法により機能性液状材料を基板上に付着させる装置（液滴吐出ヘッド２３）と、レーザ光照射ヘッド２４を備えたレーザ成膜装置２０，２０Ａについて説明した。本発明はこのような構成のレーザ成膜装置２０，２０Ａに限定されない。本発明は、マイクロディスペンス法により機能性液状材料を基板２１上に付着させる装置（パターニング手段）と、レーザ光照射ヘッド２４を備えた機能性膜パターン形成装置にも適用される。また、本発明は、スクリーン印刷法により機能性液状材料を基板２１上に付着させる装置（パターニング手段）と、レーザ光照射ヘッド２４を備えた機能性膜パターン形成装置にも適用される。

・上記各実施形態では、電磁波として焼成用レーザ光５０を出射するレーザ本体５１を備えたレーザ光照射ヘッド２４を用いているが、膜パターン４０Ａに照射する電磁波はレーザ光に限らない。本発明は、レーザ光以外の単波長の光、例えば白色光源から出射される光から１或いは複数の光学フィルタ等で抽出したある波長の光を使用してもよい。

・上記第１実施形態では、レーザ本体５１としてＮｄ：ＹＡＧレーザの第２高調波（波長：５３２ｎｍ）を用いた構成について一例として説明したが、本発明は、レーザ本体５１としてＮｄ：ＹＡＧレーザの第２高調波（波長：５３２ｎｍ）以外のレーザ光を用いる構成に広く適用可能である。

・上記各実施形態では、機能性材料としての金属微粒子３１として銀の微粒子を用いているが、金属微粒子３１として、銀以外に、金、銅、アルミニウム等を微粒子化したもの
を用いても良い。

・上記各実施形態では、機能性膜パターンの一例として、配線パターン４０Ｂを形成する場合について説明したが、本発明は、有機ＥＬ素子の有機エレクトロルミネッセンス層、カラーフィルタ、ＩＣタグの配線パターン等を形成するのに適用可能である。つまり、本発明は、金属配線パターンのように、金属微粒子を分散剤で被覆したものが溶媒に分散している機能性液状材料を、焼成（乾燥、焼結）して機能性膜パターンである配線パターンが作られるものに広く適用可能である。これに限らず、本発明は製膜前と製膜後のパターンが持つ吸収スペクトル（反射スペクトル）の差異を利用しているので、有機ＥＬ層やカラーフィルタのように、機能性材料が溶媒に溶けている機能性材料を、光熱変換で発生した熱で乾燥して溶媒を蒸発させることで機能性膜パターンが作られるものにも使える。

第１実施形態に係る機能性膜パターン形成装置を示す構成図。 液滴（機能性材料）の吸収スペクトル。 （Ａ）は、溶媒に起因する吸収スペクトル、（Ｂ）は、分散剤に起因する吸収スペクトル、（Ｃ）は、微粒子（溶質）に起因する吸収スペクトル。 （Ａ）は、焼成初期膜パターンの吸収スペクトル、（Ｂ）は、焼成中期の膜パターンの吸収スペクトル、（Ｃ）は、焼成後期の膜パターンの吸収スペクトル。 第２実施形態に係る機能性膜パターン形成装置を示す構成図。 第３実施形態に係る電子機器としてのプラズマディスプレイを示す斜視図。

符号の説明

Ｗ２…反射波、２０，２０Ａ…機能性膜パターン形成装置としてのレーザ成膜装置、２１…基板、２３…パターニング手段としての液滴吐出ヘッド、２４…電磁波照射手段としてのレーザ光照射ヘッド、２５…検出手段としての反射吸収測定装置、２５Ａ…検出用電磁波出射手段、２５Ｂ…反射波検出手段、２６…制御手段としての制御部、４０Ａ…機能性膜パターンとしての配線パターン、５０…電磁波としての焼成用レーザ光、７０…電子機器としてのプラズマディスプレイ。

Claims (9)

1. 基板に機能性液状材料を付着させて膜パターンを形成するパターニング手段と、
   前記基板に形成された前記膜パターンに電磁波を照射して機能性膜パターンを形成する電磁波照射手段と、
   前記基板に付着した前記膜パターンの前記電磁波の吸収度合いを検出する検出手段と、
   前記電磁波の吸収度合いに関する情報に基づいて、前記電磁波照射手段からの前記電磁波の照射量を制御する制御手段と
   を備えたことを特徴とする機能性膜パターン形成装置。
2. 請求項１に記載の機能性膜パターン形成装置において、
   前記検出手段は、検出用電磁波を出射する検出用電磁波出射手段と、
   前記膜パターンによって反射された前記検出用電磁波の反射波を検出する反射波検出手段と
   を備えていることを特徴とする機能性膜パターン形成装置。
3. 請求項２に記載の機能性膜パターン形成装置において、
   前記検出用電磁波は、前記膜パターンに吸収され、且つ、前記機能性膜パターンには吸収されない電磁波であることを特徴とする機能性膜パターン形成装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一つに記載の機能性膜パターン形成装置において、
   前記検出手段は、前記電磁波照射手段の周辺に設けられ同電磁波照射手段と同期して移動することを特徴とする機能性膜パターン形成装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一つに記載の機能性膜パターン形成装置において、
   前記電磁波照射手段から出射される前記電磁波は、レーザ光であることを特徴とする機能性膜パターン形成装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか一つに記載の機能性膜パターン形成装置において、
   前記パターニング手段は、液体プロセス法により前記膜パターンを形成する装置であることを特徴とする機能性膜パターン形成装置。
7. 基板に機能性液状材料を付着させて膜パターンを形成するパターニング工程と、
   前記基板に付着した前記膜パターンに電磁波を照射して機能性膜パターンを形成する電磁波照射工程と、
   前記基板に付着した前記膜パターンの前記電磁波の吸収度合いを検出する検出工程と、
   検出された前記電磁波の吸収度合いに関する情報に基づいて、前記電磁波の照射量を制御する制御工程と
   を備えたことを特徴とする機能性膜パターンの形成方法。
8. 請求項７に記載の機能性膜パターン形成の形成方法において、
   前記電磁波照射工程と前記検出工程とを同時に行うようにしたことを特徴する機能性膜パターンの形成方法。
9. 請求項１乃至６のいずれか一つに記載の機能性膜パターン形成装置で形成された機能性膜パターンを備えることを特徴とする電子機器。

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