JP2010058098A - パターン形成方法およびパターン形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板表面に凹凸がある場合でも１０μｍ以下の微細なパターンを容易に形成することが可能なパターン形成方法を提供する。
【解決手段】このパターン形成方法では、所定形状の貫通孔２ａをフィルム２に形成し、フィルム２の表面の貫通孔２ａを含む範囲にペースト３を供給し、フィルム２の裏面と基板１とを隙間を設けて対峙させ、フィルム２の表面の貫通孔２ａを含む範囲に気体を噴射して貫通孔２ａの開口部を基板１に接触させ、貫通孔２ａを介してペースト３を基板１上に塗布し、気体の噴射を停止してフィルム２を基板１から剥離させる。したがって、基板１の表面に凹凸がある場合でも、基板１を局部的に強く押圧することなくペースト３を塗布できる。
【選択図】図２

Description

この発明はパターン形成方法およびパターン形成装置に関し、特に、基板上に幅１０μｍ以下の微細なパターンを形成する方法および装置に関する。

近年、ガラス基板やフィルム基板上に形成されるパターンが微細化しており、最近では幅１０μｍ以下のパターンを形成することが必要な場合がある。このような微細パターンを形成する方法としては、インクジェットやフィルムマスクを用いる方法がある。

たとえば、溶液が供給される微細径のノズルの先端に近接して基板を配置し、ノズルに設けた電極と、ノズルに対向するように配置した対向電極との間に高電圧を印加し、ノズル先端から基板表面の所定位置に微細な液滴を吐出して微細パターンを形成する方法がある（たとえば、特許文献１，２参照）。

また、フィルムにレーザ光を照射して貫通孔を形成し、ペーストを先端に付着させた塗布針で貫通孔を覆うようにしてフィルムを基板側に押圧し、貫通孔を介して基板上にペーストを塗布する方法もある（たとえば、特許文献３参照）。
特開２００４−１３４５９６号公報 特開２００４−１６５５８７号公報 特開２００８−１５３４０号公報

しかしながら、従来のインクジェット方式のパターン形成方法では、液滴を基板上に吐出し、着弾時の液滴の広がりを抑制するため、低沸点溶媒（たとえばトルエン系溶媒）を用いた低粘度のペースト（液状材料）が用いられる。このため、ノズルが詰まり易く、定期的にノズルのクリーニングを行なう必要があった。

また、形成するパターンが配線の場合には、ペーストとして金や銀などのナノ粒子を成分とした金属ナノペーストが用いられる。しかし、低粘度のペーストでは金属重量比が低くなるので、パターンの膜厚を稼ぐためには、重ね打ちが必要であった。

さらに、１Ｐｌ（ピコリットル）よりも小さな液滴を吐出するため、静電力方式のインクジェットがあるが、基板とノズルとの隙間を微小に保った状態で、ノズル内に設けた電極と、それに対向する対向電極との間に高電圧を印加する必要があり、その制御が煩雑になるといった課題がある。

これらの課題は、フィルムと塗布針を用いて微細パターンを形成する方法により解消される。しかし、この方法では、フィルムを塗布針で基板側に押圧するとき、塗布針先端の平坦面が微小であるので、塗布針を含む可動部が軽量であっても面圧が高くなる。たとえば、塗布針を含む可動部の重量が１０ｇ程度と軽量であっても、塗布針先端の平坦面の直径が５０μｍであれば、その面圧は約５ｋｇ／ｍｍ^２となる。

そのため、微小な凹凸が存在する基板上に微細パターンを形成する場合には、基板の突起を押し潰したり、局部的に面圧が高くなることも想定される。また、突起が邪魔して、貫通孔の周囲のフィルムを基板に接触させることが難しくなって、微細パターンの一部が欠けたり、ペーストがはみ出す場合も考えられる。

それゆえに、この発明の主たる目的は、基板表面に凹凸がある場合でも１０μｍ以下の微細なパターンを容易に形成することが可能なパターン形成方法およびパターン形成装置を提供することである。

この発明に係るパターン形成方法は、基板上に微細パターンを形成するパターン形成方法であって、微細パターンに応じた形状の貫通孔をフィルムに形成する第１のステップと、フィルムの表面の少なくとも貫通孔を含む範囲に微細パターンを形成するための液状材料を供給する第２のステップと、フィルムの裏面と基板とを隙間を開けて対峙させる第３のステップと、フィルムの表面の少なくとも貫通孔を含む範囲に気体を噴射してフィルムの裏面側の貫通孔の開口部を基板に接触させ、貫通孔を介して液状材料を基板上に塗布する第４のステップと、気体の噴射を停止してフィルムを基板から剥離させる第５のステップとを含むことを特徴とする。

好ましくは、さらに、基板上に塗布された液状材料を硬化または焼成処理する第６のステップを含む。

また好ましくは、第４のステップの気体の圧力と噴射時間は予め設定されている。
また好ましくは、第３のステップでは、フィルムは、少なくとも基板に対峙する範囲で一定の張力を与えられて基板と略平行に配置される。

また好ましくは、第４のステップでは、気体を噴射し、フィルムを変形させて貫通孔の開口部を基板に接触させ、第５のステップでは、気体の噴射を停止し、フィルムの復元力によってフィルムを基板から剥離させる。

また好ましくは、第４のステップでは、貫通孔に向けてフィルムに対して略垂直に気体を噴射する。

また好ましくは、第３のステップでは、隙間は、気体の噴射によってフィルムが下方に変形する量よりも小さく設定される。

また好ましくは、フィルムの表面の貫通孔を含む範囲に液状材料が塗布された状態で、基板上で位置を変えながら第３〜第５のステップを繰り返し、同じ貫通孔を使用して液状材料を複数回塗布する。

また好ましくは、第１のステップでは、１または２以上の貫通孔を形成し、複数の貫通孔を形成する場合には、複数の貫通孔で閉じた領域を作らないようにする。

また好ましくは、第１のステップでは、貫通孔の位置を確認するための目印をフィルムの表面に形成する。

また好ましくは、第１のステップでは、フィルムの上面にレーザ光を照射して貫通孔を形成し、貫通孔を含む範囲に弱いパワーのレーザ光を照射してゴミを除去した後、フィルムを反転させてフィルムの下面をフィルムの表面とする。

また好ましくは、第１のステップでは、液状材料を保持するための溝をフィルムの表面に形成し、第２のステップでは、液状材料を溝内にも供給する。

また、この発明に係るパターン形成装置は、基板上に微細パターンを形成するパターン形成装置であって、フィルムを供給するフィルム供給手段と、微細パターンに応じた形状の貫通孔をフィルムに形成する貫通孔形成手段と、フィルムの表面の少なくとも貫通孔を含む範囲に微細パターンを形成するための液状材料を供給する液状材料供給手段と、フィルムの裏面と基板とを隙間を開けて対峙させ、フィルムと基板の相対位置を調整する位置調整手段と、フィルムの表面の少なくとも貫通孔を含む範囲に気体を噴射してフィルムの裏面側の貫通孔の開口部を基板に接触させ、貫通孔を介して液状材料を基板上に塗布する気体噴射手段とを備えることを特徴とする。

好ましくは、さらに、基板上に塗布された液状材料を硬化または焼成処理する液状材料処理手段を備える。

この発明に係るパターン形成方法およびパターン形成装置では、微細パターンに応じた形状の貫通孔をフィルムに形成し、フィルムの表面の少なくとも貫通孔を含む範囲に液状材料を供給し、フィルムの裏面と基板とを隙間を開けて対峙させ、フィルムの表面の少なくとも貫通孔を含む範囲に気体を噴射してフィルムの裏面側の貫通孔の開口部を基板に接触させ、貫通孔を介して液状材料を基板上に塗布し、気体の噴射を停止してフィルムを基板から剥離させる。したがって、基板の表面に凹凸がある場合でも、基板を局部的に強く押圧することなく液状材料を塗布することができ、１０μｍ以下の微細なパターンを容易に形成することができる。

図１は、この発明の一実施の形態によるパターン形成方法を示す断面図である。図１において、このパターン形成方法では、基板１の表面に対して所定の隙間Ｇ１を開けてフィルム２が平行に配置される。フィルム２には、一定の張力が与えられる。隙間Ｇ１は、フィルム２が変形して基板１に接触可能な範囲に設定され、たとえば、１０μｍ〜２００μｍ程度である。フィルム２は、たとえば薄いポリイミドフィルムである。フィルム２の幅はマスクとして使用するのに十分な幅であればよく、たとえば、５ｍｍ〜１５ｍｍ程度である。フィルム２は、たとえば、その幅にスリットされたロール状フィルムの一部である。フィルム２の厚さは、その下が透けて見える程度のものが好ましく、たとえば１０〜２５μｍ程度である。

フィルム２には、形成したいパターンと略同じ形状の貫通孔２ａが形成されている。貫通孔２ａは、レーザ照射で形成される。レーザとしては、ＹＡＧ第３高調波レーザやＹＡＧ第４高調波レーザ、あるいはエキシマレーザなどのパルスレーザが用いられる。

フィルム２の上面の貫通孔２ａを含む微小範囲には、予めペースト３が供給されている。ペースト３の供給は、ディスペンサや塗布針を用いて行われるが、ペースト３の粘度が低いもので良ければインクジェットによる方法でも可能であり、ペースト３の供給方法は限定されるものではない。

フィルム２の上方には、フィルム２の表面に対してノズル４が略垂直に配置される。ノズル４の先端の噴射口４ａは、所定の隙間Ｇ２を開けて貫通孔２ａに対向して配置される。隙間Ｇ２は、ノズル４の先端がペースト３と接触しない程度に設定され、たとえば１ｍｍ〜２ｍｍ程度である。

図２に示すように、ノズル４に気体を供給するための気体噴射装置５が設けられる。気体噴射装置５は、気体の圧力を調整するレギュレータ（Ｒ）６と、レギュレータ６の出口とノズル４の基端との間に接続された電磁バルブ（Ｖ）７と、電磁バルブ７の開放時間を制御するタイマ（Ｔ）８とを含む。レギュレータ６の入口には気体供給源（Ｇ）９が接続される。気体としては、たとえば窒素ガスが用いられるが、使用するペースト３の劣化がなければ圧縮空気でもよい。なお、タイマ８を設けずに、制御用コンピュータやＰＬＣ（Programmable Logic Controller)によって電磁バルブ７を制御してもよい。

気体の圧力と気体の噴射時間を最適に調整した後、電磁バルブ７をタイマ８で設定した時間だけ開放して、フィルム２の上方から貫通孔２ａを含む範囲にノズル４から気体を噴射する。気体の噴射により、フィルム２が変形して貫通孔２ａを含む範囲のフィルム２が基板１に接触する。気体噴射を停止すれば、図３に示すように、フィルム２の復元力により、貫通孔２ａを含む範囲のフィルム２が基板１から離れ、基板１には貫通孔２ａと略同じ形状のパターン３ａが形成される。気体の噴射時間は、たとえば１秒以下である。また、ノズル４の内径は、少なくとも貫通孔２ａを含む範囲でフィルム２を基板１に接触させることができるように、たとえば０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度とされる。気体の圧力は、たとえば、０．１から０．３ＭＰａ程度に設定される。

このように、貫通孔２ａを含む範囲に気体を噴射するので、貫通孔２ａ内のペースト３が気体に押されて、フィルム２の裏面側（基板１側）に押し出される。このため、パターン３ａの膜厚を厚くすることができる。

なお、貫通孔２ａの幅がフィルム２の膜厚よりも小さくなると、ペースト３を貫通孔２ａ内に保持する力が強くなる傾向がある。このため、単にフィルム２を基板１に接触させただけでは、貫通孔２ａ内のペースト３はほとんどそのまま貫通孔２ａ内に残り、基板１に形成されるパターン３ａの膜厚は、非常に薄くなる。たとえば、厚さが１２．５μｍのフィルム２に幅が５μｍの貫通孔２ａを形成し、粘度が１０Ｐａ・ｓの金ナノペースト３を塗布針１９先端に付着させてから、貫通孔２ａを含むフィルム２を基板１側に押圧してパターン形成した場合、パターン３ａの膜厚は０．４μｍ前後と非常に薄くなる（特許文献３参照）。

これに対して、本願発明では、噴射された気体の圧力によって貫通孔２ａ内のペースト３がフィルム２の裏面側（基板１側）に押し出されるため、パターン３ａの膜厚を厚くすることが可能となる。上記のように、厚さが１２．５μｍのフィルム２に幅が５μｍの貫通孔２ａを形成し、粘度が１０Ｐａ・ｓの金ナノペースト３を、貫通孔２ａを含むフィルム２上に供給した後、気体噴射によりパターンを形成した場合、パターン３ａの膜厚は１．５μｍ前後と厚くすることができた。

その後、図４に示すように、硬化処理装置１０を用いてパターン３ａを硬化処理して硬化パターン３Ａを得る。硬化処理方法としては、加熱硬化、紫外線硬化、焼成などがあり、ペースト３の種類に応じて選択される。たとえば、焼成が必要な場合には、硬化処理装置１０として、ＹＡＧ第２連続発振レーザなどを用いる。

パターン３Ａが配線である場合には、ペースト３として金や銀の金属ナノペーストを用いる。気体の噴射を用いてパターン形成するため、インクジェットやディスペンサによるパターン形成よりも高粘度のペースト３を用いることが可能であり、たとえば、１Ｐａ・ｓ〜２０Ｐａ・ｓ程度の粘度の金ナノペーストを用いることも可能である。ペースト３が高粘度であれば、金属重量比も高いため、焼成後のパターン膜厚をより厚くして、低抵抗にすることが可能となる。また、高粘度のペースト３を使用すれば、気体の噴射時にペースト３が周りに飛散することを抑制することができ、貫通孔２ａの形状に略等しい形状のパターン３Ａを形成することができる。

このパターン形成方法では、気体を噴射してフィルム２を基板１に接触させるので、均一な圧力でフィルム２を押すことができる。このため、基板１の表面に凹凸がある場合でも、それに倣ってフィルム２を接触させることができ、フィルム２と基板１の隙間にペースト３がはみ出るのを抑制することができる。また、基板１の表面に突起部がある場合でも、その突起部に集中荷重が加わることも無いので、基板１が変形したり、損傷することもない。

また、パターン形成後でも図３に示すように、貫通孔２ａを覆うように供給されたペースト３の液量は塗布前と余り変わらないので、同じ孔２ａを用いてパターン形成を複数回行なうことも可能である。この場合、貫通孔２ａの形成時間やペースト３の供給時間が短縮され、パターン形成のタクトタイムを短縮することができる。

なお、同じ貫通孔２ａを用いて複数回塗布していくと、貫通孔２ａ上のペースト３が減って、基板１上に形成されるパターン３ａの幅が細くなったり、パターン３ａの膜厚が薄くなるので、定期的に貫通孔２ａ上にペースト３を補充するか、パターン３ａの形状を見てペースト３を適時補充するようにしてもよい。

また、同じ貫通孔２ａを用いてパターン形成を複数回行なう場合、使用時間が長くなり、ペースト３が乾燥してパターン形成が不安定になる場合が想定されるので、高沸点溶媒を含むペースト３を用いて、乾燥を防止するとよい。

また、既にパターン形成した位置に近接して繰り返しパターン形成する場合、フィルム２の裏面に既存のパターン３ａが付着して既存のパターン３ａが潰れたり、フィルム２の裏面を汚染する場合が想定されるため、このような場合には、既存のパターン３ａを乾燥、あるいは硬化処理しておくことが望ましい。

図５は、フィルム２に貫通孔２ａを開ける工程を示す断面図である。図５において、フィルム２は、２つの固定ローラ１１，１２によって一定の張力も持って略水平に配置され、その両側にはフィルム供給リール１３と巻き取りリール１４が配置される。２つの固定ローラ１１，１２で支持されたフィルム２の上方に観察光学系１５が位置決めされる。観察光学系１５の下端に対物レンズ１６が設けられ、観察光学系１５の上にレーザ１７が設けられている。

レーザ１７から出射されたレーザ光は、観察光学系１５および対物レンズ１６によって収光されてフィルム２に照射され、レーザスポットの形状の貫通孔２ａがフィルム２に開けられる。レーザスポットの形状は、たとえばレーザ１７に内蔵される可変スリット（図示せず）により決定される。レーザ１７としては、ＹＡＧ第３高調波レーザやＹＡＧ第４高調波レーザ、あるいはエキシマレーザなどのパルスレーザを用いる。

フィルム２に貫通孔２ａを開ける工程は、基板１から離れた位置、あるいは、基板１にレーザ光が当たらないように、フィルム２単体で行なわれる。たとえば、フィルム２は、基板１の上方から外れた位置で、左右の固定ローラ１１，１２により水平に支持されて加工される。仮に基板１の上方で貫通孔２ａを開ける場合には、基板１に直接レーザ光が照射されず、また、レーザアブレーションにより発生するゴミが基板１上に落下しないように遮蔽板１８をフィルム２の下方に配置してもよい。

貫通孔２ａの形成が終了した時点では、フィルム２の表面には、レーザアブレーションの際に発生したゴミが飛散している。ゴミを除去するため、貫通孔２ａを中心として、その周りの広い範囲に低パワーのレーザ光を照射する工程を入れてもよい。このとき、ＹＡＧ第２高調波レーザに切り替えて、低パワーのレーザ光を照射すれば、ゴミのみを除去することも可能である。この場合、レーザ１７としては、貫通孔２ａを開けるためのレーザ光と、ゴミを除去するためのレーザ光の２種類のレーザ光のうちのいずれかのレーザ光を選択的に出射できるものを使用するとよい。

図６は、フィルム２に形成された貫通孔２ａを含む微小範囲にペースト３を供給する工程を示す図である。ペースト３を供給する方法はどのような方法でもよいが、ここでは一例として塗布針１９を用いて供給する方法について説明する。なお、基板１と貫通孔２ａのＸＹ方向の位置は、予めパターン形成したい位置に調整されているものとする。

先端を平坦化した塗布針１９の先端部にペースト３を付着させ、貫通孔２ａの上方から塗布針１９を下降させてその先端をフィルム２に接触させ、貫通孔２ａを含む微小範囲にペースト３を供給する。このとき、塗布針１９がフィルム２に接触したときの荷重でフィルム２が下方に撓んで貫通孔２ａと基板１とが接触しないように、２つの固定ローラ１１，１２で支持されたフィルム２と基板１との隙間Ｇ３は、フィルム２の変形量よりも大きく設定される。

以下、この実施の形態の種々の変更例について説明する。図５および図６で示したフィルム２の支持方法では、フィルム２の裏面が基板１と対峙するため、気体の噴射時にはフィルム２の裏面側の貫通孔２ａの縁が基板１に接触する。フィルム２の裏面側の貫通孔２ａの縁にはバリなどが発生していて、パターン３ａの側面形状が乱れることも考えられる。

そこで、図７（ａ）（ｂ）の変更例では、貫通孔２ａの縁のバリの影響を無くすことが可能なフィルム配置方法が示される。このフィルム配置方法では、２つの固定ローラ２０，２１が左右に配置され、それらの間の上方に固定ローラ２２が配置される。フィルム２は、図中の左斜め上から供給され、固定ローラ２２の下を通って右方向に供給され、固定ローラ２１によって左方向に折り返され、固定ローラ２０の下を通って図中の左斜め上方向に巻き取られる。したがって、フィルム２は、左右に折り返して上下に平行に張り渡された状態にされる。この状態で、固定ローラ２１，２２の間のフィルム２の表面にレーザ光を照射して貫通孔２ａを形成する。このとき、レーザアブレーションにより発生するゴミが基板１上に落下しないように、フィルム２よりも幅の広い遮蔽板１８を上下のフィルム２の間に配置してもよい。

なお、図７（ａ）では、フィルム２が上下に張り渡されていて、上方のフィルム２に貫通孔２ａを開ける際には、その下方にフィルム２が存在するので、下方のフィルム２が遮蔽板１８として使用可能な場合には、遮蔽板１８は省略可能である。

また、貫通孔２ａの形成が終了した時点では、フィルム２の表面には、レーザアブレーションの際に発生したゴミが飛散している。ゴミを除去するため、貫通孔２ａを中心として、その周りの広い範囲に低パワーのレーザ光を照射してもよい。このとき、ＹＡＧ第２高調波レーザに切り替えて、低パワーのレーザ光を貫通孔２ａを中心とする広い範囲に照射すれば、ゴミのみを除去することも可能であり、新たにゴミが発生することを防止することができる。レーザ１７としては、貫通孔２ａを開けるためのレーザ光と、ゴミを除去するためのレーザ光の２種類のレーザ光のうちのいずれかのレーザ光を選択的に出射できるものを使用するとよい。

次に、図７（ｂ）に示すように、フィルム２を図中Ｒ方向（時計針回転方向）に巻き取り、フィルム２の表面（レーザ照射面）が下を向くようにフィルム２を反転させる。このようにすれば、フィルム２の裏面側の貫通孔２ａの縁が上を向き、フィルム２の表面を基板１に対峙させることができる。したがって、貫通孔２ａの縁のバリの影響を無くすことが可能となり、パターン３ａの端面を均一にすることができる。

また、フィルム２に開ける貫通孔２ａは、１個に限定されるものでなく、複数の貫通孔２ａを形成しておけば、１回の気体噴射で一度に複数のパターン３ａを形成することも可能である。たとえば、図８（ａ）の変更例では、複数（図では３つ）の帯状の貫通孔２ａが一定の間隔を開けて平行に形成される。この場合、全ての貫通孔２ａを覆うようにペースト３を供給し、図１〜図４で示した方法でパターン形成すれば、１度の気体噴射で複数のパターン３ａを形成することができる。

また、図８（ｂ）の変更例では、３つの帯状の貫通孔２ａが組み合わされてコの字形状の貫通孔が形成される。この場合も、同じ貫通孔２ａを繰り返し使用して、位置を変えながらパターン形成することが可能である。なお、複数の貫通孔２ａは、それらで閉じた領域を作らないように形成される。このようにすれば、フィルム２に大きな穴が開くこともなく、微細な複数のパターン３ａを形成することができる。

また、貫通孔２ａと基板１との相対的な位置合わせは、それぞれの位置座標を用いて行なうことが可能であるが、同じ貫通孔２ａを用いて繰り返しパターン形成する場合、貫通孔２ａがペースト３で覆われているため、貫通孔２ａを直接観察できない場合もある。そこで、図９の変更例では、貫通孔２ａの位置を確認するための目印がフィルム２に形成される。すなわち、貫通孔２ａの近傍であって、ペースト３で覆われない位置にレーザ光を照射して複数（図では４つ）の溝２ｂを形成し、複数の溝２ｂを孔２ａの位置確認用の目印とする。複数の溝２ｂの延長線の交差点が貫通孔２ａの中心点になるようにするとよい。溝２ｂは、貫通孔２ａをレーザアブレーションで形成する際に一緒に形成してもよい。

また、図１０の変更例では、フィルム２の貫通孔２ａを含む範囲にペースト３を保持するための溝２ｃが形成される。溝２ｃはフィルム２を貫通しない深さで形成され、貫通孔２ａを含む範囲に供給されたペースト３を保持する。この溝２ｃによって、保持できるペースト３の量を多くするとともに、気体噴射時のペースト３の飛散を抑制する。

また、パターン３ａの形状を変える場合や、貫通孔２ａが詰まった場合には、フィルム２を巻き取って新たな貫通孔２ａを形成し、上述の方法でパターン形成を行なう。

また、図１１は、図１〜図１０に示したパターン形成方法を実行するパターン形成装置の構成を示す図である。図１１において、パターン形成装置は、定盤３０上に搭載されたガントリ型のＸＹステージ３１を備える。ＸＹステージ３１は、図中の左右方向に移動するＸ軸ステージ３１ａと、紙面に対して垂直方向に移動可能な門型形状のＹ軸ステージ３１ｂとを含む。Ｘ軸ステージ３１ａには、上下方向に移動可能なＺ軸ステージ３２が設けられる。Ｚ軸ステージ３２には、レーザ１７、観察光学系１５、対物レンズ１６、硬化処理装置１０、およびＸＹＺステージ３３が固定されている。

ＸＹＺステージ３３は、独立して移動可能な２つのＸ軸を備えていて、それぞれに塗布ユニット３４と、気体噴射用のノズル４が搭載されている。塗布ユニット３４は、塗布針１９と容器３５を備え、容器３５にはペースト３が注入される。容器３５の底には、塗布針１９が貫通可能な孔３５ａが開けられている。待機時は、塗布針１９の先端部は容器３５内のペースト３に浸漬されている。塗布時は、塗布針１９の先端が孔３５ａを貫通して容器３５の下に突出する。これにより、塗布針１９の先端にペースト３が付着する。

また、定盤３０上には、チャック３６が設けられている。チャック３６上には基板１が載せられて、チャック固定される。Ｘ軸ステージ３１ａにはＸＹＺステージ３７が設けられている。ＸＹＺステージ３７は、フィルム供給ユニット３８をＸＹＺ方向に移動させる。フィルム供給ユニット３８は、図示しない直動軸受を案内として上方に退避するように構成されている。このため、フィルム供給ユニット３８が基板１に接触したとしても、基板１に衝撃が発生することがない。

塗布ユニット３４は、ＸＹＺステージ３３とともに制御され、フィルム２の貫通孔２ａを含む範囲にペースト３を供給する。ＸＹＺステージ３７は、フィルム供給ユニット３８を移動させて対物レンズ１６の直下にフィルム２を配置する。また、ＸＹＺステージ３７は、フィルム２に貫通孔２ａが形成されると、貫通孔２ａと基板１との位置合わせを行なってパターン形成位置を調整するとともに、フィルム２と基板１との隙間調整にも使用される。

今まで説明してきたパターン形成方法およびパターン形成装置によれば、基板表面に凹凸がある場合でも、基板表面に細いパターンを容易に形成することができる。したがって、たとえば、ガラス基板や耐熱フィルム上に単純なパターンを形成することができる。導電性のパターンは、配線として利用可能である。また、微細なパターン形成が可能なことを活かして、フラットパネルディスプレイの基板の欠陥の修正、たとえば液晶パネルのＴＦＴ（薄膜トランジスタ）アレイ基板の配線の断線欠陥の修正を行なうことができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の一実施の形態によるパターン形成方法を示す断面図である。 図１に示したパターン形成方法の気体噴射工程を示す断面図である。 図２に示した気体噴射工程の終了後の状態を示す断面図である。 図３に示したパターンを硬化させる工程を示す断面図である。 図１に示したパターン形成方法の貫通孔形成工程を示す断面図である。 図１に示したパターン形成方法のペースト供給工程を示す断面図である。 実施の形態の変更例を示す図である。 実施の形態の他の変更例を示す図である。 実施の形態のさらに他の変更例を示す図である。 実施の形態のさらに他の変更例を示す図である。 図１〜図１０に示したパターン形成方法を実行するパターン形成装置の構成を示す図である。

符号の説明

１ 基板、２ フィルム、２ａ 貫通孔、２ｂ，２ｃ 溝、３ ペースト、３ａ，３Ａ パターン、４ ノズル、４ａ 噴射口、５ 気体噴射装置、６ レギュレータ、７ 電磁バルブ、８ タイマ、９ 気体供給源、１０ 硬化処理装置、１１，１２，２０〜２２ 固定ローラ、１３ フィルム供給リール、１４ 巻き取りリール、１５ 観察光学系、１６ 対物レンズ、１７ レーザ、１８ 遮蔽板、１９ 塗布針、３０ 定盤、３１ ＸＹステージ、３１ａ Ｘ軸ステージ、３１ｂ Ｙ軸ステージ、３２ Ｚ軸ステージ、３３，３７ ＸＹＺステージ、３４ 塗布ユニット、３５ 容器、３５ａ 孔、３６ チャック、３８ フィルム供給ユニット。

Claims (14)

1. 基板上に微細パターンを形成するパターン形成方法であって、
   前記微細パターンに応じた形状の貫通孔をフィルムに形成する第１のステップと、
   前記フィルムの表面の少なくとも前記貫通孔を含む範囲に前記微細パターンを形成するための液状材料を供給する第２のステップと、
   前記フィルムの裏面と前記基板とを隙間を開けて対峙させる第３のステップと、
   前記フィルムの表面の少なくとも前記貫通孔を含む範囲に気体を噴射して前記フィルムの裏面側の前記貫通孔の開口部を前記基板に接触させ、前記貫通孔を介して前記液状材料を前記基板上に塗布する第４のステップと、
   前記気体の噴射を停止して前記フィルムを前記基板から剥離させる第５のステップとを含むことを特徴とする、パターン形成方法。
2. さらに、前記基板上に塗布された前記液状材料を硬化または焼成処理する第６のステップを含むことを特徴とする、請求項１に記載のパターン形成方法。
3. 前記第４のステップの前記気体の圧力と噴射時間は予め設定されていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のパターン形成方法。
4. 前記第３のステップでは、前記フィルムは、少なくとも前記基板に対峙する範囲で一定の張力を与えられて前記基板と略平行に配置されることを特徴とする、請求項１から請求項３までのいずれかに記載のパターン形成方法。
5. 前記第４のステップでは、前記気体を噴射し、前記フィルムを変形させて前記貫通孔の開口部を前記基板に接触させ、
   前記第５のステップでは、前記気体の噴射を停止し、前記フィルムの復元力によって前記フィルムを前記基板から剥離させることを特徴とする、請求項１から請求項４までのいずれかに記載のパターン形成方法。
6. 前記第４のステップでは、前記貫通孔に向けて前記フィルムに対して略垂直に前記気体を噴射することを特徴とする、請求項１から請求項５までのいずれかに記載のパターン形成方法。
7. 前記第３のステップでは、前記隙間は、前記気体の噴射によって前記フィルムが下方に変形する量よりも小さく設定される、請求項１から請求項６までのいずれかに記載のパターン形成方法。
8. 前記フィルムの表面の前記貫通孔を含む範囲に前記液状材料が塗布された状態で、前記基板上で位置を変えながら前記第３〜第５のステップを繰り返し、同じ貫通孔を使用して前記液状材料を複数回塗布することを特徴とする、請求項１から請求項７までのいずれかに記載のパターン形成方法。
9. 前記第１のステップでは、１または２以上の前記貫通孔を形成し、複数の前記貫通孔を形成する場合には、前記複数の貫通孔で閉じた領域を作らないようにすることを特徴とする、請求項１から請求項８までのいずれかに記載のパターン形成方法。
10. 前記第１のステップでは、前記貫通孔の位置を確認するための目印を前記フィルムの表面に形成することを特徴とする、請求項１から請求項９までのいずれかに記載のパターン形成方法。
11. 前記第１のステップでは、前記フィルムの上面にレーザ光を照射して前記貫通孔を形成し、前記貫通孔を含む範囲に弱いパワーのレーザ光を照射してゴミを除去した後、前記フィルムを反転させて前記フィルムの下面を前記フィルムの表面とすることを特徴とする、請求項１から請求項１０に記載のパターン形成方法。
12. 前記第１のステップでは、前記液状材料を保持するための溝を前記フィルムの表面に形成し、
    前記第２のステップでは、前記液状材料を前記溝内にも供給することを特徴とする、請求項１から請求項１１までのいずれかに記載のパターン形成方法。
13. 基板上に微細パターンを形成するパターン形成装置であって、
    フィルムを供給するフィルム供給手段と、
    前記微細パターンに応じた形状の貫通孔を前記フィルムに形成する貫通孔形成手段と、
    前記フィルムの表面の少なくとも前記貫通孔を含む範囲に前記微細パターンを形成するための液状材料を供給する液状材料供給手段と、
    前記フィルムの裏面と前記基板とを隙間を開けて対峙させ、前記フィルムと前記基板の相対位置を調整する位置調整手段と、
    前記フィルムの表面の少なくとも前記貫通孔を含む範囲に気体を噴射して前記フィルムの裏面側の前記貫通孔の開口部を前記基板に接触させ、前記貫通孔を介して前記液状材料を前記基板上に塗布する気体噴射手段とを備えることを特徴とする、パターン形成装置。
14. さらに、前記基板上に塗布された前記液状材料を硬化または焼成処理する液状材料処理手段を備えることを特徴とする、請求項１３に記載のパターン形成装置。

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