JP4356063B2 - パターン製造装置およびパターン製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体材料を所望のパターン形状、特に微細なパターン形状に形成するためのパターン製造装置およびパターン製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ナノテクノロジーの発達とともに、ナノパーティクルやカーボンナノチューブあるいは自己組織化膜などのナノスケールの人工的な構造物が、所望のパターンにより形成される技術が提案されている。自己組織化膜が基板上にサブマイクロメーターの精度のパターニングされた状態で、液体材料であるシリコンナノパーティクルが基板上に供給されることにより、シリコンナノパーティクル層がパターニングされる技術が提案されている（たとえば特許文献１。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３５３４３６号公報（第１頁ないし第５頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このように、シリコンナノパーティクルに代表される液体材料が、所望のパターンによりマイクロコンタクトプリンティング法によりパターニングされる場合には、次のような問題がある。
すなわち、フィルムが凹凸部分を有しており、このフィルムの凹凸部分には有機分子の溶液が付着される。その溶液は、フィルムの凹凸部分から基板側に転写することにより、基板上には自己組織化膜が形成される。この自己組織化膜の間の基板領域上には、シリコンナノパーティクルが供給される。
このシリコンナノパーティクルが基板上に供給する手段としては、蒸着法やＣＶＤ（化学気相成長法）を用いている。
【０００５】
このように、シリコンナノパーティクルのような液体材料を自己組織化膜の間の基板領域上に供給するには、蒸着を行う装置やＣＶＤ装置が必要となる。基板は蒸着装置やＣＶＤ装置内に装着していずれかの処理を行うことから、パターン製造時間に時間がかかってしまい、コスト高になってしまう。
そこで本発明は上記課題を解消し、液体材料によるパターンを製造する際に、製造工程を簡素化して製造時間を短縮し、したがってコストダウンを図ることができるパターン製造装置およびパターン製造方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、基板上に自己組織化膜のパターンを転写した後に液体材料を充填して乾燥させることで前記液体材料のパターンを製造するためのパターン製造装置であり、前記基板上に第１自己組織化膜を転写して前記第１自己組織化膜のパターンを形成するための自己組織化膜転写部と、前記基板の前記第１自己組織化膜のパターン内の前記基板領域に対応した凹部を有する本体を備え、前記本体の前記凹部には、前記液体材料の溶媒に対して撥液性を有する第２自己組織化膜が付着されており、前記凹部には前記液体材料を保持しており、前記凹部に保持された前記液体材料を前記第１自己組織化膜のパターン内の前記基板領域に転写して充填するための液体材料の充填部と、前記基板の前記第１自己組織化膜のパターン内に充填された前記液体材料を乾燥して焼成する加熱部と、を備えることを特徴とするパターン製造装置である。
【０００７】
上記構成によれば、自己組織化膜転写部は、基板上に第１自己組織化膜を転写して第１自己組織化膜のパターンを形成する。
液体材料の充填部は、本体を備えている。この本体は、基板の第１自己組織化膜のパターン内の基板領域に対応した凹部を有している。この本体の凹部には、液体材料の溶媒に対して撥液性を有する第２自己組織化膜が付着されており、この凹部には液体材料を保持するようになっている。液体材料の充填部は、凹部に保持された液体材料を、第１自己組織化膜のパターン内の基板領域に転写して充填する。
加熱部は、基板の第１自己組織化膜のパターン内に充填された液体材料を乾燥して焼成する。
【０００８】
これにより、まず自己組織化膜転写部は、基板上に第１自己組織化膜を転写して第１自己組織化膜のパターンを形成する。
液体材料の充填部の本体の凹部には、液体材料を保持する。この際に、液体材料は、凹部に保持されている。液体材料の充填部が、凹部に保持された液体材料を第１自己組織化膜のパターン内の基板領域に転写して充填する際には、凹部には撥液性を有する第２自己組織化膜があらかじめ付着されているので、凹部の液体材料は第１自己組織化膜のパターン内の基板領域側へ確実に転写して充填することができる。
このことから、簡単な構造でありながら、液体材料の充填部は、基板上の第１自己組織化膜のパターン内の基板領域に対して、確実にかつスムーズに液体材料を転写して充填できる。
このことから、パターン製造時における製造工程として蒸着装置やＣＶＤ装置が不要となり、液体材料のパターン製造時間を短縮して、コストダウンを図ることができる。
【００２２】
第２の発明は、基板上に自己組織化膜のパターンを転写した後に液体材料を充填して乾燥させることで前記液体材料のパターンを製造するためのパターン製造方法であり、自己組織化膜転写部により前記基板上に第１自己組織化膜を転写して前記第１自己組織化膜のパターンを形成するための自己組織化膜転写ステップと、充填部を前記基板に対面させて、前記基板の前記第１自己組織化膜のパターン内の前記基板領域に対応した前記充填部の凹部には、前記液体材料の溶媒に対して撥液性を有する第２自己組織化膜が付着されており、前記充填部の前記凹部には前記液体材料を保持しており、前記充填部の前記凹部に保持された前記液体材料を前記第１自己組織化膜のパターン内の前記基板領域に転写して充填するための液体材料の充填ステップと、加熱部を用いて前記基板の前記第１自己組織化膜のパターン内に充填された前記液体材料を乾燥して焼成する加熱ステップと、を備えることを特徴とするパターン製造方法である。
【００２３】
上記構成によれば、自己組織化膜転写ステップでは、自己組織化膜転写部が、基板上に第１自己組織化膜を転写して第１自己組織化膜のパターンを形成する。
液体材料の充填ステップでは、充填部が基板に対面されている。この充填部は、基板の第１自己組織化膜のパターン内の基板領域に対応した充填部の凹部には、液体材料の溶媒に対して撥液性を有する第２自己組織化膜が付着されている。充填部の凹部には液体材料が保持される。そして充填部の凹部に保持された液体材料は、第１自己組織化膜のパターン内の基板領域に転写して充填する。
加熱ステップでは、加熱部が基板の第１自己組織化膜のパターン内に充填された液体材料を乾燥して焼成する。
【００２４】
これにより、まず自己組織化膜転写部は、基板上に第１自己組織化膜を転写して第１自己組織化膜のパターンを形成する。
液体材料の充填部の本体の凹部には、液体材料を保持する。この際に、液体材料は、凹部に保持されている。液体材料の充填部が、凹部に保持された液体材料を第１自己組織化膜のパターン内の基板領域に転写して充填する際には、凹部には撥液性を有する第２自己組織化膜があらかじめ付着されているので、凹部の液体材料は第１自己組織化膜のパターン内の基板領域側へ確実に転写して充填することができる。
このことから、簡単な構造でありながら、液体材料の充填部は、基板上の第１自己組織化膜のパターン内の基板領域に対して確実にかつスムーズに液体材料を転写して充填できる。
このことから、パターン製造時における製造工程として蒸着装置やＣＶＤ装置が不要となり、液体材料のパターン製造時間を短縮して、コストダウンを図ることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明のパターン製造装置の好ましい実施形態を示している。このパターン製造装置１０は、基板上に自己組織化膜のパターンを転写した後に、液体材料を充填して乾燥させることで、たとえば液晶表示装置の基板に透明電極のパターンを製造するための装置である。
【００３０】
図２に示すのは、液晶表示装置のＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）電極のパターン部分２１の例を示す平面図である。液晶表示装置１２の透明の基板２０の表面２０Ａには、微細なパターン２２が形成されている。この微細なパターン２２は、微細な人工構造物と呼ぶこともできる。パターン２２は、液体の焼成後に作られたＩＴＯ電極パターン部分２１を有している。各パターン部分２１は、たとえば正方形状であり、寸法例として寸法Ｌ１が１０μｍであり、パターン部分２１の間隔Ｌ２は１μｍである。
【００３１】
このように、図１に示すパターン製造装置１０は、液晶表示装置の微細なＩＴＯ電極パターン部分２１を製造することができる。
パターン部分２１を形成するために使用する液体材料としては、たとえばインジウムアセチルアセトナートＩｎ（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）とジーｎブチルチンジアセタート（ＣＨ３（ＣＨ２）３）２Ｓｎ（ＯＯＣＣＨ３）２の混合溶質を１：１でエタノールに溶解させ濃度０．１ｍｏｌ／ｌに調整したものや、ＩＴＯナノ粒子を分散させた溶液として使用する。
【００３２】
図１に戻ると、パターン製造装置１０は、概略的には自己組織化膜転写部３０、液体材料の充填部３１、加熱部３３およびロード／アンロードユニット３５を有している。
ロード／アンロードユニット３５は、被処理対象物である基板２０を、自己組織化膜転写部３０、液体材料の充填部３１、加熱部３３に対して、Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４，Ｅ５方向に供給する。
自己組織化膜転写部３０は、基板撥液処理ユニットなどとも呼んでいる。液体材料の充填部３１は、液体材料パターン処理ユニットとも呼んでいる。加熱部３３は乾燥処理ユニット３７と焼成処理ユニット３９を有している。
【００３３】
ロード／アンロードユニット３５は、基板２０を、Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４およびＥ５に沿って、自己組織化膜転写部３０、液体材料の充填部３１、乾燥処理ユニット３７および焼成処理ユニット３９へ送ることができる。パターン製造された基板２０は、再びロード／アンロードユニット３５に対してＥ５方向に沿って戻すことができる。
【００３４】
図３と図４は、図１に示す本発明のパターン製造装置１０のより具体的な構造例を示している。
図３は、自己組織化膜転写部３０を示している。図４（Ｅ）と図４（Ｆ）と図４（Ｉ）は、液体材料の充填部３１を示している。図４（Ｇ）と図４（Ｈ）は、加熱部３３を示している。
【００３５】
まず図３（Ａ）ないし図３（Ｄ）を参照して、自己組織化膜転写部３０について説明する。
図３の自己組織化膜転写部３０は、型部材４０と操作部４１を有している。図３（Ｂ）と図３（Ｃ）に示す型部材４０は、凸部４４と凹部４５を有する部材である。型部材４０の凸部４４と凹部４５は、図３（Ｂ）の容器４２に収容された撥液材料４３に浸漬することにより、図３（Ｃ）に示すように型部材４０の凸部４４と凹部４５には第１自己組織化膜５０を付着させるようになっている。図３（Ｃ）に示す操作部４１は、型部材４０を、容器４２とロード／アンロードユニット３５の間で移動するアクチュエータである。
【００３６】
図３（Ａ）に示すロード／アンロードユニット３５の搭載面３６には、被処理対象物である基板２０が着脱可能に搭載されている。このロード／アンロードユニット３５は、図３（Ｃ）に示すように型部材４０に対面する位置に位置決めできるようにＥ１方向に移動できる。このロード／アンロードユニット３５は、自己組織化膜転写部３０の搭載部である。ロード／アンロードユニット３５は、その内部にヒータ４９を有している。
【００３７】
図３（Ｂ）の型部材４０は、たとえばＣＯ２レーザやＹＡＧレーザのレーザ光などにより、直接たとえばフィルムを加工することで形成することができる。このフィルムとしては、たとえばＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）フィルムである。
このように、レーザ光により型部材４０を加工することで、凸部４４と凹部４５を形成することによって、レジスト工程なしに容易に低コストで型部材４０を作ることができる。
またレーザ光を用いれば、エネルギー密度（ショット数）を変化させることで、凹部４５の溝深さや幅などをミクロン単位で任意に変えることも可能である。
【００３８】
図３（Ｂ）の型部材４０は、スタンプとも呼ぶことができる。型部材４０はＰＤＭＳに限らずゴムやエラストマーにより作ることもできる。型部材４０の材料は、弾性材料でありある程度の硬度があり、粘着しないため界面自由エネルギーが低く、インク吸収性があり、耐溶剤性などの機能が求められることになる。
型部材４０の材質としては、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、スチレン―ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレン・プロピレンゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴムなどの架橋型ゴムや、非架橋型である熱可塑性弾性体（ＴＰＥ）：ポリスチレン系（ポリスチレン）、ポリオレフィン系（ポリエチレン、ポリプロピレン）、ポリ塩化ビニル系（ポリ塩化ビニル）、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系エラストマーを用いることができる。
【００３９】
図３（Ｃ）に示す第１自己組織化膜５０は、たとえば図３（Ｂ）に示す撥液材料４３であるが、撥液材料に代えて撥水材料でもよい。したがって第１自己組織化膜５０は、撥液膜または撥水膜である。たとえばこの第１自己組織化膜５０は、上述した液体材料の溶媒に対して撥液性を有する官能基をもつ有機分子材料である。この官能基としては、アルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、エポキシ基などの撥液／撥水特性を有しているものである。
上述した液体材料は、上述したＩＴＯナノ粒子や金属粒子を分散したもの、ＩｎやＳｎを含む有機錯体物質を含む溶液である。また液体材料は、第１自己組織化膜５０のパターンの間の基板領域に充填された後に、適切な条件で乾燥して焼成することで、所望の物質のパターンを形成することができる材質を採用できる。
【００４０】
図３（Ｃ）と図３（Ｄ）に戻ると、自己組織化膜転写部３０では、操作部４１の操作により型部材４０が基板２０の表面２０Ａに対して所定のパターンの第１自己組織化膜５０を転写する。図３（Ｄ）に示すように、基板２０の表面には、第１自己組織化膜５０が所定のパターンで転写して形成される。
ヒータ４９の発熱により、この転写された第１自己組織化膜５０は基板上において即座に乾燥して固めることができる。
このことから、型部材４０による第１自己組織化膜５０の転写作業およびヒータ４９による第１自己組織化膜５０の加熱乾燥により、自己組織化膜転写作業の時間を短縮することができる。
【００４１】
次に、図４（Ｅ）および図４（Ｆ）、図４（Ｉ）を参照しながら、液体材料の充填部３１について説明する。
液体材料の充填部３１は、本体７０を有している。この本体７０は、複数の凹部７１を有している。各凹部７１は、基板２０側の第１自己組織化膜５０のパターン６０内の基板領域６１に対応して形成された部分である。本体７０は、たとえば図３（Ｂ）に示す型部材４０と同様にして形成することができる。
【００４２】
本体７０の凹部７１には、第２自己組織化膜７４が付着されている。この第２自己組織化膜７４は、第１自己組織化膜と同様の撥液膜もしくは撥水膜である。この各凹部７１には、液体材料８０が保持される。この液体材料８０は、すでに説明した液体材料であり、図４（Ｅ）に示すように容器８１の中にあらかじめ収容されている。
この液体材料８０は、本体７０の凹部７１の第２自己組織化膜７４内に浸漬法により収容される。液体材料８０の量は、凹部７１の収容量よりもやや多く保持されている。
第２自己組織化膜７４が凹部７１に形成されていることにより、液体材料８０が凹部７１から基板２０表面の基板領域６１側に移る機能を促進でき、液体材料８０の転写する作業を容易にすることができる。
【００４３】
ここで、図４（Ｉ）を参照しながら、容器８１内から本体７０の凹部７１内に液体材料８０を移して保持させるための液体材料の浸漬法について簡単に説明する。
容器８１内には、液体材料８０が収容されている。本体７０の凹部７１側が液体材料８０に対して浸漬される。そして、本体７０を液体材料８０から引き上げることにより、液体材料８０は、各凹部７１内に移って保持される。この場合に、液体材料８０の量は、凹部７１の容量よりもやや多く保持されて、液体材料８０の表面が下に向けて凸状のメニスカスを形成する。
そして、図４（Ｆ）に示すように、各基板領域６１内に凹部７１から液体材料８０が所定量転写される。
【００４４】
図４は、加熱部３３を示している。加熱部３３は、乾燥処理ユニット３７と焼成処理ユニット３９を有している。
乾燥処理ユニット３７は、図４（Ｇ）に示すように基板領域６１内の液体材料８０を乾燥させて液体材料８０中の溶媒を飛ばすためのものである。図４（Ｈ）に示す焼成処理ユニット３９は、乾燥された液体材料８０を焼成して固める。乾燥処理ユニット３７が液体材料８０を加熱する際の温度はたとえば１００℃であり、焼成処理ユニット３９が液体材料８０を焼成する際の温度はたとえば４００℃である。
焼成処理ユニット３９は、好ましくは基板２０の上面側と下面側に配置する。これによって、より短時間で液体材料８０を焼成して、液体材料の焼成後のパターン部分２１を作ることができる。
【００４５】
次に、上述したパターン製造装置１０を用いて、本発明の液体材料のパターン製造方法について説明する。
図３は、本発明のパターン製造方法の自己組織化膜転写ステップＳＴ１を示しており、図４（Ｅ）と図４（Ｆ）、図４（Ｉ）は、液体材料の充填ステップＳＴ２を示し、図４（Ｇ）および図４（Ｈ）は、加熱ステップＳＴ３を示している。
【００４６】
自己組織化膜転写ステップＳＴ１
このステップでは、図３（Ａ）に示すようにロード／アンロードユニット３５の搭載面３６に処理対象物である基板２０を搭載する。このロード／アンロードユニット３５は、基板２０を図３（Ｃ）に示すように、型部材４０に対面する位置に移動する。
一方、図３（Ｂ）に示すように、型部材４０は容器４２内のたとえば撥液材料４３に浸漬されることにより、図３（Ｃ）に示すように、スタンプである型部材４０の凸部４４には第１自己組織化膜５０が形成される。
【００４７】
次に、型部材４０は操作部４１の操作により、Ｚ方向に移動されることにより、型部材４０の凸部４４の第１自己組織化膜５０が基板２０の表面２０Ａに対して図３（Ｄ）に示すように転写される。転写された第１自己組織化膜５０は、予め図２に一部を例示する定められた所定パターンで形成されていて、ヒータ４９により基板２０を加熱することにより、第１自己組織化膜５０が加熱されて乾燥される。
【００４８】
このようにして、第１自己組織化膜５０は基板２０に対して型部材４０を用いて転写することにより、簡単に転写して形成することができるとともに、ヒータ４９により加熱することにより、即座に第１自己組織化膜５０のパターンが確定する。
これによって、自己組織化膜転写ステップをスムーズかつ短時間で行うことができる。
なお、ヒータ４９が加熱する温度としてはたとえば１００℃である。また型部材４０の凸部４４は、基板２０の表面２０Ａに対して押し付けることで第１自己組織化膜５０を転写するのが望ましい。これにより、確実に第１自己組織化膜５０を基板２０の表面２０Ａに転写することができるのである。
【００４９】
液体材料の充填ステップＳＴ２
充填ステップＳＴ２では、図４（Ｅ）に示すように、予め液体材料の充填部３１の本体７０の凹部７１に対して液体材料８０が保持されている。本体７０と基板２０が対面する位置に配置される。
図４（Ｅ）に示すように、本体７０の凹部７１内には、たとえば図４（Ｉ）の浸漬法により毛細管現象を利用して予め液体材料８０が保持されている。各凹部７１の液体材料８０は、第１自己組織化膜５０のパターン６０内の基板領域６１にそれぞれ対面している。
【００５０】
そして本体７０がＺ１方向に押し下げられることにより、各凹部７１の液体材料８０は、各基板領域６１に転写することができる。基板２０の表面には第１自己組織化膜５０が予め形成されているので、所定のパターンに形成された基板領域６１内に液体材料８０を確実に転写することができる。図４（Ｆ）は、各基板領域６１内に液体材料８０が供給された状態を示している。
【００５１】
加熱ステップＳＴ３
図４（Ｇ）に示す乾燥処理ユニット３７は、基板２０の液体材料８０をたとえば１００℃で加熱することにより、液体材料８０の溶媒を飛ばす。そして図４（Ｈ）に示すように焼成処理ユニット３９が、液体材料８０を加熱することにより液体材料の焼成後のパターン部分２１を形成することができる。この場合の焼成温度はたとえば４００℃である。
乾燥処理ユニット３７と焼成処理ユニット３９は、たとえば赤外線（ＩＲ）ヒータを使用することができる。
液体材料８０が転写後、加熱して乾燥および焼成されることにより、パターン部分２１は所望のパターン形状、膜厚および膜質を得ることができる。
【００５２】
図５は、図４（Ｅ）と図４（Ｆ）における液体材料の充填ステップＳＴ２において、特に好ましい充填方法を示している。
図５（Ａ）に示すように、第１自己組織化膜５０のパターン６０の基板領域６１、すなわち第１自己組織化膜５０が形成されていない基板の表面には、あらかじめ親液膜７６が形成されている。この親液膜７６が形成されていることにより、液体材料８０が基板領域６１へ吸着する能力を確保することができ、液体材料８０が基板領域６１に確実に吸着した状態を確保する。
このことによって、液体材料８０は基板領域６１に確実に保持されるので、図４（Ｆ）の状態から図４（Ｇ）に示すように充填ステップから加熱ステップに基板２０が移動される場合であっても、液体材料８０が基板領域６１から外部に移動してしまうのを確実に防げる。
【００５３】
図４（Ｉ）の液体材料の充填ステップＳＴ２では、充填部３１の本体７０の凹部７１に対して液体材料８０がいわゆる浸漬法により充填して保持されている。これに対して図６は、液体材料がいわゆるキャップコート（Ｃａｐ Ｃｏａｔ）法により凹部７１に充填する例を示している。
図６（Ｉ）に示すキャップコート法に用いるキャップコート装置１００は、容器１０１とノズル１０２を有している。容器１０１の中には液体材料８０が収容されている。ノズル１０２は容器１０１内の液体材料８０を毛細管現象により本体７０の各凹部７１に対して充填する構造である。
【００５４】
図７と図８は、このキャップコート装置１００の具体的な構造例を示している。
図７（Ａ）に示すようにキャップコート装置１００は、カバー１０３を備えている。カバー１０３は操作部１０５により、図７（Ｂ）に示すようにＧ方向に移動することで、容器１０１の開口部１０４を開けることができる。開口部１０４の中にはノズル１０２の先端部が位置できるように、ノズル１０２はＺ２方向に上昇可能である。
液体材料の充填部３１の本体７０は、操作部１１０の動作によりＸ方向に直線移動可能になっている。操作部１１０と操作部１０５は制御部１１３により制御される。
【００５５】
次に、図７と図８を参照しながら、キャップコート法により本体７０の各凹部７１に対して液体材料８０を注入して保持させる動作について簡単に説明する。
図７（Ａ）では、操作部１１０が本体７０をＸ方向に移動する。これと同時に図７（Ｂ）に示すようにカバー１０３がＧ方向に移動するとともに、ノズル１０２がＺ１方向の上昇される。
【００５６】
図７（Ｃ）に示すように、本体７０はＸ方向に移動することにより、ノズル１０２が毛細管現象により液体材料８０を本体７０の凹部７１に供給していく。
図８（Ｄ）と図８（Ｅ）に示すように、各凹部７１に液体材料８０が充填された後に、ノズル１０２がＺ１方向に下がるとともに、図８（Ｆ）のようにカバー１０３が開口部１０４を閉じる。
このようにして、液体材料８０は各凹部７１に充填して保持させることができる。
上述したように、凹部７１内への液体材料８０の充填は図４（Ｅ）に示す浸漬法に代えて、キャップコート法を用いることができる。
【００５７】
次に、本発明のパターン製造装置とパターン製造方法の別の実施形態について説明する。
図９に示すのは、図４（Ｅ）に示す液体材料の充填部３１の別の実施形態である。図９に示す液体材料の充填部３１は、本体１７０と液体材料充填促進部２００を有している。
本体１７０は、複数の凹部７１を有しているが、この本体１７０は、各凹部７１に対応する位置に細い貫通した孔１７１を有している。各孔１７１は、凹部７１と本体１７０の面１７３に通じる貫通孔である。各凹部７１の内面には、図４（Ｅ）の場合と同様にして、第２自己組織化膜７４が形成されていることは同じである。
【００５８】
図９（Ｂ）に示す液体材料充填促進部２００は、本体１７０の面１７３に対面する位置に設けられる。液体材料充填促進部２００は、ヒータ部材１７５を有している。このヒータ部材１７５は、図９（Ｂ）に示すように凹部７１内に保持されている。液体材料８０を、図９（Ｃ）に示すように、加熱することにより第１自己組織化膜の基板領域６１側に対して積極的に移して転写させる機能を有している。
【００５９】
図９（Ａ）に示すように、本体１７０の凹部７１が容器８１内の液体材料８０内に浸漬されることにより、孔１７１の毛細管現象により、液体材料８０の液面が上昇する。これによって、液体材料８０は、図９（Ｂ）に示すように凹部７１内に容易に収容して保持することができる。
そして図９（Ｂ）のヒータ部材１７５を作動して凹部７１内の液体材料８０を加熱することにより、液体材料８０は熱膨張を起こす。
これによって、液体材料８０は、図９（Ｃ）に示すように基板２０側の基板領域６１に対して積極的に押し出されることにより簡単にかつ短時間で確実に転写することができる。ヒータ部材１７５により凹部７１内の液体材料８０の温度を調整することにより、液体材料８０が基板領域６１側に供給される量の調整も可能である。
【００６０】
図１０は、本発明の液体材料の充填部３１のさらに別の実施形態を示している。
図１０に示す液体材料の充填部３１は、図９に示す液体材料の充填部３１のヒータ１７５に代えて、開閉弁２５０、圧力室２５１および圧力調整部２５３を備えている点が異なる。
図１０に示す液体材料の充填部３１のその他の部分は、図９の液体材料の充填部３１と同様であるのでその説明を用いる。
【００６１】
図１０（Ａ）に示す液体材料の充填部３１の本体１７０の面１７３には、圧力室２５１が配置されている。圧力室２５１の内部には、複数の開閉弁２５０が設けられている。各開閉弁２５０は、孔１７１を開閉するためのものである。各開閉弁２５０は弁操作部２５５により開閉操作できる。
圧力室２５１は、孔１７１と開閉弁２５０をすべて収容することができ、圧力調整部２５３により内部の圧力が調整できるようになっている。
各開閉弁２５０は、細孔である孔１７１に対面した位置にあり、孔１７１を開閉できる。
【００６２】
図１０（Ｂ）において、圧力調整部２５３が、圧力室２５１を減圧して負圧にすることで、液体材料８０が凹部７１内に入り込む量を調整することが可能である。この際には、弁操作部２５５は開閉弁２５０を操作して各孔１７１を開けている。
所定量の液体材料８０が図１０（Ｂ）に示すように凹部７１内に収容して保持された状態では、所定の高さのメニスカス高さＫを保持している。
各開閉弁２５０は弁操作部２５５により孔１７１を閉鎖すると、液体材料８０がメニスカス高さＫによる液面の保持をすることができる。
【００６３】
図１０（Ｃ）に示すように、圧力調整部２５３が圧力室２５１内を加圧する。この際には、本体１７０は基板２０に対面している。各凹部７１は基板領域６１に対応した位置にある。この状態で圧力調整部２５３が圧力室２５１に圧力をかけるとともに、開閉弁２５０は孔１７１を開けた状態になっている。
これによって、圧力室２５１内の圧力により、各凹部７１内の液体材料８０は、各基板２０側の各基板領域６１側にスムーズかつ短時間で移して転写することができる。つまり液体材料８０は凹部７１から基板領域６１側に対して積極的に押し出されることにより転写されるのである。
これによって、液体材料の転写時間を短時間にすることができる。
【００６４】
図１０に示す圧力調整部２５３は、たとえば小型のコンプレッサーを用いることができ、圧力媒体としてはたとえばガスを用いることができる。図１１は、液体材料の充填部３１のさらに別の実施形態を示している。
図９と図１０に示す液体材料の充填部３１は、容器内の液体材料８０に対して本体の凹部を浸漬することにより、液体材料８０を凹部７１内に充填して保持する構造である。
【００６５】
これに対して図１１の液体材料の充填部３１と図１２に示す液体材料の充填部３１の各実施形態は、浸漬法を用いるものではない。
図１１に示す液体材料の充填部３１は、本体１７０、液体材料供給室３１０、液体収容部３１３、そして液体吐出ヘッド３１５，３１７を備えている。
液体材料供給室３１０は、本体１７０の孔１７１を収容するようにして本体１７０の面１７３に設けられている。液体材料供給室３１０の中には液体材料８０が供給されるようになっている。液体材料供給室３１０と液体収容部３１３の間には、パイプ３７０，３７１が設けられている。パイプ３７０には液体吐出ヘッド３１５が設けられている。パイプ３７１には液体吐出ヘッド３１７が設けられている。
【００６６】
液体吐出ヘッド３１５を作動させることにより、液体材料供給室３１０内の液体材料８０がパイプ３７０を通じて液体収容部３１３側に戻されるようになっている。これに対して、液体吐出ヘッド３１７を作動することにより、パイプ３７１を介して液体収容部３１３内の液体材料８０が液体材料供給室３１０側に供給されるようになっている。
液体吐出ヘッド３１５，３１７は、たとえばいわゆるインクジェット式ヘッドを用いることができる。
【００６７】
液体吐出ヘッド３１５を作動させることにより、本体１７０の凹部７１内における液体材料８０のメニスカス高さＫを制御することができる。
図１１（Ｂ）に示すように本体１７０の凹部７１が基板２０の基板領域６１に対面された状態で、液体吐出ヘッド３１７を作動させることにより、液体材料供給室３１０への圧力を高めて、液体材料８０が基板領域６１側に供給される量を調整しながら、基板領域６１側に液体材料８０を移してスムーズかつ素早く転写させることができる。
これにより液体材料の転写速度を速めることができる。
【００６８】
図１２に示す液体材料の充填部３１は、本体１７０、液体材料供給室３１０、液体収容部３１３および電磁弁３６０を備えている。液体収容部３１３は、上下動操作部３２０によりＺ方向に高さ位置を調整することができる。すなわち液体収容部３１３は、上下動操作部３２０の作動により、本体１７０の基準位置ＬＬに対してＺ１方向に上昇したりＺ２方向に下降したりできる。
【００６９】
液体材料供給室３１０は本体１７０の面１７３において各孔１７１を収容するようにして設けられている。液体材料供給室３１０と液体収容部３１３の間にはパイプ３２７が設けられている。電磁弁３６０はパイプ３２７の途中に設けられている。電磁弁３６０は、制御部からの指令により、パイプ３２７の途中を開けたり閉鎖することができる。
【００７０】
図１２（Ａ）に示す基準位置ＬＬは、本体１７０の面１７３の位置である。
図１２（Ｂ）に示すように液体収容部３１３がＺ１方向に押し上げられた状態では、電磁弁３６０がパイプ３２７を開くことにより、液体収容部３１３内の液体材料８０が液体材料供給室３１０側に供給される。
図１２（Ｂ）および図１２（Ｃ）に示すように、液体収容部３１３の位置を基準位置ＬＬに対してＺ１方向に上昇させたりあるいはＺ２方向に下降させたりすることにより、凹部７１内の液体材料８０のメニスカス高さＫを調整することができる。
基板２０の基板領域６１に対して凹部７１の液体材料８０を対面させた状態で、図１２（Ｂ）に示すように液体収容部３１３をＺ１方向に持ち上げることにより、液体材料供給室３１０側に圧力が加わり、凹部７１内の液体材料８０は基板領域６１側にスムーズかつ素早く移して転写することができる。
【００７１】
このようにして、液体収容部３１３の高さ方向の位置を、液体材料供給室３１０に対して相対的に変更することにより、容器１７０の凹部７１内の液体材料８０は、確実に基板２０側の基板領域６１に転写することができる。
なお、各実施形態において、凹部７１内の液体材料８０のメニスカス高さＫは、たとえばセンサーにより非接触で検出することも可能である。
【００７２】
本発明のパターン製造装置１０は、たとえば図２に示す基板２０の表面２０Ａに対してたとえばＩＴＯ電極パターン部分２１を形成する際に液体材料８０を所定のパターンに従って形成することができる。この所定のパターンはたとえば図２に一部を示していて、パターン部分２１は、ミクロンオーダーの微細パターンである。
本発明のパターン製造装置１０は、基板上に自己組織化膜のパターンを転写した後に液体材料を充填して乾燥させることで液体材料のパターンを製造するのであるが、このパターンは特に微細パターンである。
本発明のパターン製造装置と製造方法は、従来用いられているような蒸着装置やＣＶＤ装置などが不要であり、製造時のエネルギー削減の観点からも優れている。
【００７３】
本発明のパターン製造装置およびパターン製造方法では、たとえば液晶表示装置に用いられるＩＴＯ電極パターン部分２１を液体材料を用いて形成している。しかしこれに限らず、本発明は、電子機器であって、光学素子、配線、電極などを含む各種の電子機器、あるいは電子デバイスを製造する際に用いることができる。
本発明の製造装置および製造方法は、液体材料を用いた構造物、特にたとえば１μｍ程度の微細構造物の形成に対して有効であり、電子機器もしくは電子デバイスの配線や素子、あるいはディスプレイ装置の画素やディスプレイ装置のカラーフィルター、そして光学素子の形成に対して使用できる。
【００７４】
本発明のパターン製造装置および製造方法では、基板の表面に対して第１自己組織化膜を転写する際には、自己組織化膜転写部材を用いている。そして、基板上に形成された第１自己組織化膜の間の基板領域に対して液体材料を供給する場合には、液体材料の充填部３１が用いられていて、この液体材料の充填部３１が基板領域６１側に液体材料８０を移して転写している。
このため、簡単な装置構成でありながら、図２に示すようなパターン部分２１が精度良く短時間で作れる。
【００７５】
これにより、基板２０の表面２０Ａの面において、第１自己組織化膜を転写し、その後充填部が液体材料を基板領域に転写するだけである。つまり基板の表面でこのような処理を施すことが可能になることから、蒸着装置やＣＶＤ装置などに基板を移して処理する必要もなく、短時間で精度良くパターン形成ができる。図２に示す基板２０のサイズとしては、たとえば８インチサイズのものであっても第１自己組織化膜を基板上に形成しそして第１自己組織化膜の間の基板領域に対して液体材料を転写する作業が一括して精度良く行える。
【００７６】
自己組織化膜転写部は、基板上に第１自己組織化膜を転写して第１自己組織化膜のパターンを形成する。液体材料の充填部の本体の凹部には、液体材料を保持する。
この際に、液体材料は、凹部に保持されている。液体材料の充填部が、凹部に保持された液体材料を第１自己組織化膜のパターン内の基板領域に転写して充填する際には、凹部には、液体材料の溶媒に対して撥水性を有する第２自己組織化膜が付着されているので、凹部の液体材料は第１自己組織化膜のパターン内の基板領域側へ確実に転写して充填することができる。
このことから、簡単な構造でありながら、液体材料の充填部は、基板上の第１自己組織化膜のパターン内の基板領域に対して確実にかつスムーズに液体材料を転写して充填できる。このことから液体材料のパターン製造時におけるコストダウンを図ることができる。
【００７７】
自己組織化膜転写部のヒータは、搭載部に搭載された基板上の第１自己組織化膜を加熱することができ、第１自己組織化膜は、即時に乾燥して形成することができる。このことからパターン製造時間を短縮できる。
充填部の液体材料充填促進部が設けられていることにより、本体の凹部内の液体材料を、基板の第１自己組織化膜のパターン内の基板領域側へ移して充填する時間を短縮することができる。このことからパターン製造時間を短縮できる。
【００７８】
液体材料充填促進部は、たとえばヒータ部材である。このヒータ部材は、充填部の凹部に通じるように本体に形成された孔を介して凹部内の液体材料の熱膨張を起こして、液体材料を凹部から基板の第１自己組織化膜のパターン内の基板領域へスムーズにかつ即座に移して転写することができる。これによって、パターン製造時間を短縮できる。
第１自己組織化膜のパターン内の基板領域に供給された液体材料は、基板上の親液膜により確実に基板領域へ吸着して保持させることができる。
第１自己組織化膜５０と第２自己組織化膜７４は、たとえば同じ材質のものを使うことができ、撥液膜もしくは撥水膜である。
【００７９】
本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
上記実施形態の各構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のパターン製造装置の好ましい実施形態を示す平面図。
【図２】 本発明のパターン製造装置により製造されるパターン例を示す平面図。
【図３】 自己組織化膜転写部の例を示す図。
【図４】 液体材料の充填部および加熱部の例を示す図。
【図５】 液体材料の充填ステップにおいて、基板領域に親液膜が形成された例を示す図。
【図６】 図４（Ｅ）の浸漬法に代えてキャップコート法の例を示す図。
【図７】 キャップコート法の構造例を示す図。
【図８】 図７に続いてキャップコート法の構造例を示す図。
【図９】 本発明のパターン製造装置の液体材料の充填部の別の実施形態を示す図。
【図１０】 本発明のパターン製造装置の液体材料の充填部のさらに別の実施形態を示す図。
【図１１】 本発明のパターン製造装置の液体材料の充填部のさらに別の実施形態を示す図。
【図１２】 本発明のパターン製造装置の液体材料の充填部のさらに別の実施形態を示す図。
【符号の説明】
１０・・・パターン製造装置、２０・・・基板（処理対象物）、３０・・・自己組織化膜転写部、３１・・・液体材料の充填部、３３・・・加熱部、５０・・・第１自己組織化膜、６１・・・第１自己組織化膜のパターン内の基板領域、７０・・・液体材料の充填部の本体、７１・・・本体の凹部、７４・・・第２自己組織化膜、８０・・・液体材料
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体材料を所望のパターン形状、特に微細なパターン形状に形成するためのパターン製造装置およびパターン製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ナノテクノロジーの発達とともに、ナノパーティクルやカーボンナノチューブあるいは自己組織化膜などのナノスケールの人工的な構造物が、所望のパターンにより形成される技術が提案されている。自己組織化膜が基板上にサブマイクロメーターの精度のパターニングされた状態で、液体材料であるシリコンナノパーティクルが基板上に供給されることにより、シリコンナノパーティクル層がパターニングされる技術が提案されている（たとえば特許文献１。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３５３４３６号公報（第１頁ないし第５頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このように、シリコンナノパーティクルに代表される液体材料が、所望のパターンによりマイクロコンタクトプリンティング法によりパターニングされる場合には、次のような問題がある。
すなわち、フィルムが凹凸部分を有しており、このフィルムの凹凸部分には有機分子の溶液が付着される。その溶液は、フィルムの凹凸部分から基板側に転写することにより、基板上には自己組織化膜が形成される。この自己組織化膜の間の基板領域上には、シリコンナノパーティクルが供給される。
このシリコンナノパーティクルが基板上に供給する手段としては、蒸着法やＣＶＤ（化学気相成長法）を用いている。
【０００５】
このように、シリコンナノパーティクルのような液体材料を自己組織化膜の間の基板領域上に供給するには、蒸着を行う装置やＣＶＤ装置が必要となる。基板は蒸着装置やＣＶＤ装置内に装着していずれかの処理を行うことから、パターン製造時間に時間がかかってしまい、コスト高になってしまう。
そこで本発明は上記課題を解消し、液体材料によるパターンを製造する際に、製造工程を簡素化して製造時間を短縮し、したがってコストダウンを図ることができるパターン製造装置およびパターン製造方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、基板上に自己組織化膜のパターンを転写した後に液体材料を充填して乾燥させることで前記液体材料のパターンを製造するためのパターン製造装置であり、前記基板上に第１自己組織化膜を転写して前記第１自己組織化膜のパターンを形成するための自己組織化膜転写部と、前記基板の前記第１自己組織化膜のパターン内の前記基板領域に対応した凹部を有する本体を備え、前記本体の前記凹部には、前記液体材料の溶媒に対して撥液性を有する第２自己組織化膜が付着されており、前記凹部には前記液体材料を保持しており、前記凹部に保持された前記液体材料を前記第１自己組織化膜のパターン内の前記基板領域に転写して充填するための液体材料の充填部と、前記基板の前記第１自己組織化膜のパターン内に充填された前記液体材料を乾燥して焼成する加熱部と、を備えることを特徴とするパターン製造装置である。
【０００７】
上記構成によれば、自己組織化膜転写部は、基板上に第１自己組織化膜を転写して第１自己組織化膜のパターンを形成する。
液体材料の充填部は、本体を備えている。この本体は、基板の第１自己組織化膜のパターン内の基板領域に対応した凹部を有している。この本体の凹部には、液体材料の溶媒に対して撥液性を有する第２自己組織化膜が付着されており、この凹部には液体材料を保持するようになっている。液体材料の充填部は、凹部に保持された液体材料を、第１自己組織化膜のパターン内の基板領域に転写して充填する。
加熱部は、基板の第１自己組織化膜のパターン内に充填された液体材料を乾燥して焼成する。
【０００８】
これにより、まず自己組織化膜転写部は、基板上に第１自己組織化膜を転写して第１自己組織化膜のパターンを形成する。
液体材料の充填部の本体の凹部には、液体材料を保持する。この際に、液体材料は、凹部に保持されている。液体材料の充填部が、凹部に保持された液体材料を第１自己組織化膜のパターン内の基板領域に転写して充填する際には、凹部には撥液性を有する第２自己組織化膜があらかじめ付着されているので、凹部の液体材料は第１自己組織化膜のパターン内の基板領域側へ確実に転写して充填することができる。
このことから、簡単な構造でありながら、液体材料の充填部は、基板上の第１自己組織化膜のパターン内の基板領域に対して、確実にかつスムーズに液体材料を転写して充填できる。
このことから、パターン製造時における製造工程として蒸着装置やＣＶＤ装置が不要となり、液体材料のパターン製造時間を短縮して、コストダウンを図ることができる。
【００２２】
第２の発明は、基板上に自己組織化膜のパターンを転写した後に液体材料を充填して乾燥させることで前記液体材料のパターンを製造するためのパターン製造方法であり、自己組織化膜転写部により前記基板上に第１自己組織化膜を転写して前記第１自己組織化膜のパターンを形成するための自己組織化膜転写ステップと、充填部を前記基板に対面させて、前記基板の前記第１自己組織化膜のパターン内の前記基板領域に対応した前記充填部の凹部には、前記液体材料の溶媒に対して撥液性を有する第２自己組織化膜が付着されており、前記充填部の前記凹部には前記液体材料を保持しており、前記充填部の前記凹部に保持された前記液体材料を前記第１自己組織化膜のパターン内の前記基板領域に転写して充填するための液体材料の充填ステップと、加熱部を用いて前記基板の前記第１自己組織化膜のパターン内に充填された前記液体材料を乾燥して焼成する加熱ステップと、を備えることを特徴とするパターン製造方法である。
【００２３】
上記構成によれば、自己組織化膜転写ステップでは、自己組織化膜転写部が、基板上に第１自己組織化膜を転写して第１自己組織化膜のパターンを形成する。
液体材料の充填ステップでは、充填部が基板に対面されている。この充填部は、基板の第１自己組織化膜のパターン内の基板領域に対応した充填部の凹部には、液体材料の溶媒に対して撥液性を有する第２自己組織化膜が付着されている。充填部の凹部には液体材料が保持される。そして充填部の凹部に保持された液体材料は、第１自己組織化膜のパターン内の基板領域に転写して充填する。
加熱ステップでは、加熱部が基板の第１自己組織化膜のパターン内に充填された液体材料を乾燥して焼成する。
【００２４】
これにより、まず自己組織化膜転写部は、基板上に第１自己組織化膜を転写して第１自己組織化膜のパターンを形成する。
液体材料の充填部の本体の凹部には、液体材料を保持する。この際に、液体材料は、凹部に保持されている。液体材料の充填部が、凹部に保持された液体材料を第１自己組織化膜のパターン内の基板領域に転写して充填する際には、凹部には撥液性を有する第２自己組織化膜があらかじめ付着されているので、凹部の液体材料は第１自己組織化膜のパターン内の基板領域側へ確実に転写して充填することができる。
このことから、簡単な構造でありながら、液体材料の充填部は、基板上の第１自己組織化膜のパターン内の基板領域に対して確実にかつスムーズに液体材料を転写して充填できる。
このことから、パターン製造時における製造工程として蒸着装置やＣＶＤ装置が不要となり、液体材料のパターン製造時間を短縮して、コストダウンを図ることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明のパターン製造装置の好ましい実施形態を示している。このパターン製造装置１０は、基板上に自己組織化膜のパターンを転写した後に、液体材料を充填して乾燥させることで、たとえば液晶表示装置の基板に透明電極のパターンを製造するための装置である。
【００３０】
図２に示すのは、液晶表示装置のＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）電極のパターン部分２１の例を示す平面図である。液晶表示装置１２の透明の基板２０の表面２０Ａには、微細なパターン２２が形成されている。この微細なパターン２２は、微細な人工構造物と呼ぶこともできる。パターン２２は、液体の焼成後に作られたＩＴＯ電極パターン部分２１を有している。各パターン部分２１は、たとえば正方形状であり、寸法例として寸法Ｌ１が１０μｍであり、パターン部分２１の間隔Ｌ２は１μｍである。
【００３１】
このように、図１に示すパターン製造装置１０は、液晶表示装置の微細なＩＴＯ電極パターン部分２１を製造することができる。
パターン部分２１を形成するために使用する液体材料としては、たとえばインジウムアセチルアセトナートＩｎ（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）とジーｎブチルチンジアセタート（ＣＨ３（ＣＨ２）３）２Ｓｎ（ＯＯＣＣＨ３）２の混合溶質を１：１でエタノールに溶解させ濃度０．１ｍｏｌ／ｌに調整したものや、ＩＴＯナノ粒子を分散させた溶液として使用する。
【００３２】
図１に戻ると、パターン製造装置１０は、概略的には自己組織化膜転写部３０、液体材料の充填部３１、加熱部３３およびロード／アンロードユニット３５を有している。
ロード／アンロードユニット３５は、被処理対象物である基板２０を、自己組織化膜転写部３０、液体材料の充填部３１、加熱部３３に対して、Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４，Ｅ５方向に供給する。
自己組織化膜転写部３０は、基板撥液処理ユニットなどとも呼んでいる。液体材料の充填部３１は、液体材料パターン処理ユニットとも呼んでいる。加熱部３３は乾燥処理ユニット３７と焼成処理ユニット３９を有している。
【００３３】
ロード／アンロードユニット３５は、基板２０を、Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４およびＥ５に沿って、自己組織化膜転写部３０、液体材料の充填部３１、乾燥処理ユニット３７および焼成処理ユニット３９へ送ることができる。パターン製造された基板２０は、再びロード／アンロードユニット３５に対してＥ５方向に沿って戻すことができる。
【００３４】
図３と図４は、図１に示す本発明のパターン製造装置１０のより具体的な構造例を示している。
図３は、自己組織化膜転写部３０を示している。図４（Ｅ）と図４（Ｆ）と図４（Ｉ）は、液体材料の充填部３１を示している。図４（Ｇ）と図４（Ｈ）は、加熱部３３を示している。
【００３５】
まず図３（Ａ）ないし図３（Ｄ）を参照して、自己組織化膜転写部３０について説明する。
図３の自己組織化膜転写部３０は、型部材４０と操作部４１を有している。図３（Ｂ）と図３（Ｃ）に示す型部材４０は、凸部４４と凹部４５を有する部材である。型部材４０の凸部４４と凹部４５は、図３（Ｂ）の容器４２に収容された撥液材料４３に浸漬することにより、図３（Ｃ）に示すように型部材４０の凸部４４と凹部４５には第１自己組織化膜５０を付着させるようになっている。図３（Ｃ）に示す操作部４１は、型部材４０を、容器４２とロード／アンロードユニット３５の間で移動するアクチュエータである。
【００３６】
図３（Ａ）に示すロード／アンロードユニット３５の搭載面３６には、被処理対象物である基板２０が着脱可能に搭載されている。このロード／アンロードユニット３５は、図３（Ｃ）に示すように型部材４０に対面する位置に位置決めできるようにＥ１方向に移動できる。このロード／アンロードユニット３５は、自己組織化膜転写部３０の搭載部である。ロード／アンロードユニット３５は、その内部にヒータ４９を有している。
【００３７】
図３（Ｂ）の型部材４０は、たとえばＣＯ２レーザやＹＡＧレーザのレーザ光などにより、直接たとえばフィルムを加工することで形成することができる。このフィルムとしては、たとえばＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）フィルムである。
このように、レーザ光により型部材４０を加工することで、凸部４４と凹部４５を形成することによって、レジスト工程なしに容易に低コストで型部材４０を作ることができる。
またレーザ光を用いれば、エネルギー密度（ショット数）を変化させることで、凹部４５の溝深さや幅などをミクロン単位で任意に変えることも可能である。
【００３８】
図３（Ｂ）の型部材４０は、スタンプとも呼ぶことができる。型部材４０はＰＤＭＳに限らずゴムやエラストマーにより作ることもできる。型部材４０の材料は、弾性材料でありある程度の硬度があり、粘着しないため界面自由エネルギーが低く、インク吸収性があり、耐溶剤性などの機能が求められることになる。
型部材４０の材質としては、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、スチレン―ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレン・プロピレンゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴムなどの架橋型ゴムや、非架橋型である熱可塑性弾性体（ＴＰＥ）：ポリスチレン系（ポリスチレン）、ポリオレフィン系（ポリエチレン、ポリプロピレン）、ポリ塩化ビニル系（ポリ塩化ビニル）、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系エラストマーを用いることができる。
【００３９】
図３（Ｃ）に示す第１自己組織化膜５０は、たとえば図３（Ｂ）に示す撥液材料４３であるが、撥液材料に代えて撥水材料でもよい。したがって第１自己組織化膜５０は、撥液膜または撥水膜である。たとえばこの第１自己組織化膜５０は、上述した液体材料の溶媒に対して撥液性を有する官能基をもつ有機分子材料である。この官能基としては、アルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、エポキシ基などの撥液／撥水特性を有しているものである。
上述した液体材料は、上述したＩＴＯナノ粒子や金属粒子を分散したもの、ＩｎやＳｎを含む有機錯体物質を含む溶液である。また液体材料は、第１自己組織化膜５０のパターンの間の基板領域に充填された後に、適切な条件で乾燥して焼成することで、所望の物質のパターンを形成することができる材質を採用できる。
【００４０】
図３（Ｃ）と図３（Ｄ）に戻ると、自己組織化膜転写部３０では、操作部４１の操作により型部材４０が基板２０の表面２０Ａに対して所定のパターンの第１自己組織化膜５０を転写する。図３（Ｄ）に示すように、基板２０の表面には、第１自己組織化膜５０が所定のパターンで転写して形成される。
ヒータ４９の発熱により、この転写された第１自己組織化膜５０は基板上において即座に乾燥して固めることができる。
このことから、型部材４０による第１自己組織化膜５０の転写作業およびヒータ４９による第１自己組織化膜５０の加熱乾燥により、自己組織化膜転写作業の時間を短縮することができる。
【００４１】
次に、図４（Ｅ）および図４（Ｆ）、図４（Ｉ）を参照しながら、液体材料の充填部３１について説明する。
液体材料の充填部３１は、本体７０を有している。この本体７０は、複数の凹部７１を有している。各凹部７１は、基板２０側の第１自己組織化膜５０のパターン６０内の基板領域６１に対応して形成された部分である。本体７０は、たとえば図３（Ｂ）に示す型部材４０と同様にして形成することができる。
【００４２】
本体７０の凹部７１には、第２自己組織化膜７４が付着されている。この第２自己組織化膜７４は、第１自己組織化膜と同様の撥液膜もしくは撥水膜である。この各凹部７１には、液体材料８０が保持される。この液体材料８０は、すでに説明した液体材料であり、図４（Ｅ）に示すように容器８１の中にあらかじめ収容されている。
この液体材料８０は、本体７０の凹部７１の第２自己組織化膜７４内に浸漬法により収容される。液体材料８０の量は、凹部７１の収容量よりもやや多く保持されている。
第２自己組織化膜７４が凹部７１に形成されていることにより、液体材料８０が凹部７１から基板２０表面の基板領域６１側に移る機能を促進でき、液体材料８０の転写する作業を容易にすることができる。
【００４３】
ここで、図４（Ｉ）を参照しながら、容器８１内から本体７０の凹部７１内に液体材料８０を移して保持させるための液体材料の浸漬法について簡単に説明する。
容器８１内には、液体材料８０が収容されている。本体７０の凹部７１側が液体材料８０に対して浸漬される。そして、本体７０を液体材料８０から引き上げることにより、液体材料８０は、各凹部７１内に移って保持される。この場合に、液体材料８０の量は、凹部７１の容量よりもやや多く保持されて、液体材料８０の表面が下に向けて凸状のメニスカスを形成する。
そして、図４（Ｆ）に示すように、各基板領域６１内に凹部７１から液体材料８０が所定量転写される。
【００４４】
図４は、加熱部３３を示している。加熱部３３は、乾燥処理ユニット３７と焼成処理ユニット３９を有している。
乾燥処理ユニット３７は、図４（Ｇ）に示すように基板領域６１内の液体材料８０を乾燥させて液体材料８０中の溶媒を飛ばすためのものである。図４（Ｈ）に示す焼成処理ユニット３９は、乾燥された液体材料８０を焼成して固める。乾燥処理ユニット３７が液体材料８０を加熱する際の温度はたとえば１００℃であり、焼成処理ユニット３９が液体材料８０を焼成する際の温度はたとえば４００℃である。
焼成処理ユニット３９は、好ましくは基板２０の上面側と下面側に配置する。これによって、より短時間で液体材料８０を焼成して、液体材料の焼成後のパターン部分２１を作ることができる。
【００４５】
次に、上述したパターン製造装置１０を用いて、本発明の液体材料のパターン製造方法について説明する。
図３は、本発明のパターン製造方法の自己組織化膜転写ステップＳＴ１を示しており、図４（Ｅ）と図４（Ｆ）、図４（Ｉ）は、液体材料の充填ステップＳＴ２を示し、図４（Ｇ）および図４（Ｈ）は、加熱ステップＳＴ３を示している。
【００４６】
自己組織化膜転写ステップＳＴ１
このステップでは、図３（Ａ）に示すようにロード／アンロードユニット３５の搭載面３６に処理対象物である基板２０を搭載する。このロード／アンロードユニット３５は、基板２０を図３（Ｃ）に示すように、型部材４０に対面する位置に移動する。
一方、図３（Ｂ）に示すように、型部材４０は容器４２内のたとえば撥液材料４３に浸漬されることにより、図３（Ｃ）に示すように、スタンプである型部材４０の凸部４４には第１自己組織化膜５０が形成される。
【００４７】
次に、型部材４０は操作部４１の操作により、Ｚ方向に移動されることにより、型部材４０の凸部４４の第１自己組織化膜５０が基板２０の表面２０Ａに対して図３（Ｄ）に示すように転写される。転写された第１自己組織化膜５０は、予め図２に一部を例示する定められた所定パターンで形成されていて、ヒータ４９により基板２０を加熱することにより、第１自己組織化膜５０が加熱されて乾燥される。
【００４８】
このようにして、第１自己組織化膜５０は基板２０に対して型部材４０を用いて転写することにより、簡単に転写して形成することができるとともに、ヒータ４９により加熱することにより、即座に第１自己組織化膜５０のパターンが確定する。
これによって、自己組織化膜転写ステップをスムーズかつ短時間で行うことができる。
なお、ヒータ４９が加熱する温度としてはたとえば１００℃である。また型部材４０の凸部４４は、基板２０の表面２０Ａに対して押し付けることで第１自己組織化膜５０を転写するのが望ましい。これにより、確実に第１自己組織化膜５０を基板２０の表面２０Ａに転写することができるのである。
【００４９】
液体材料の充填ステップＳＴ２
充填ステップＳＴ２では、図４（Ｅ）に示すように、予め液体材料の充填部３１の本体７０の凹部７１に対して液体材料８０が保持されている。本体７０と基板２０が対面する位置に配置される。
図４（Ｅ）に示すように、本体７０の凹部７１内には、たとえば図４（Ｉ）の浸漬法により毛細管現象を利用して予め液体材料８０が保持されている。各凹部７１の液体材料８０は、第１自己組織化膜５０のパターン６０内の基板領域６１にそれぞれ対面している。
【００５０】
そして本体７０がＺ１方向に押し下げられることにより、各凹部７１の液体材料８０は、各基板領域６１に転写することができる。基板２０の表面には第１自己組織化膜５０が予め形成されているので、所定のパターンに形成された基板領域６１内に液体材料８０を確実に転写することができる。図４（Ｆ）は、各基板領域６１内に液体材料８０が供給された状態を示している。
【００５１】
加熱ステップＳＴ３
図４（Ｇ）に示す乾燥処理ユニット３７は、基板２０の液体材料８０をたとえば１００℃で加熱することにより、液体材料８０の溶媒を飛ばす。そして図４（Ｈ）に示すように焼成処理ユニット３９が、液体材料８０を加熱することにより液体材料の焼成後のパターン部分２１を形成することができる。この場合の焼成温度はたとえば４００℃である。
乾燥処理ユニット３７と焼成処理ユニット３９は、たとえば赤外線（ＩＲ）ヒータを使用することができる。
液体材料８０が転写後、加熱して乾燥および焼成されることにより、パターン部分２１は所望のパターン形状、膜厚および膜質を得ることができる。
【００５２】
図５は、図４（Ｅ）と図４（Ｆ）における液体材料の充填ステップＳＴ２において、特に好ましい充填方法を示している。
図５（Ａ）に示すように、第１自己組織化膜５０のパターン６０の基板領域６１、すなわち第１自己組織化膜５０が形成されていない基板の表面には、あらかじめ親液膜７６が形成されている。この親液膜７６が形成されていることにより、液体材料８０が基板領域６１へ吸着する能力を確保することができ、液体材料８０が基板領域６１に確実に吸着した状態を確保する。
このことによって、液体材料８０は基板領域６１に確実に保持されるので、図４（Ｆ）の状態から図４（Ｇ）に示すように充填ステップから加熱ステップに基板２０が移動される場合であっても、液体材料８０が基板領域６１から外部に移動してしまうのを確実に防げる。
【００５３】
図４（Ｉ）の液体材料の充填ステップＳＴ２では、充填部３１の本体７０の凹部７１に対して液体材料８０がいわゆる浸漬法により充填して保持されている。これに対して図６は、液体材料がいわゆるキャップコート（Ｃａｐ Ｃｏａｔ）法により凹部７１に充填する例を示している。
図６（Ｉ）に示すキャップコート法に用いるキャップコート装置１００は、容器１０１とノズル１０２を有している。容器１０１の中には液体材料８０が収容されている。ノズル１０２は容器１０１内の液体材料８０を毛細管現象により本体７０の各凹部７１に対して充填する構造である。
【００５４】
図７と図８は、このキャップコート装置１００の具体的な構造例を示している。
図７（Ａ）に示すようにキャップコート装置１００は、カバー１０３を備えている。カバー１０３は操作部１０５により、図７（Ｂ）に示すようにＧ方向に移動することで、容器１０１の開口部１０４を開けることができる。開口部１０４の中にはノズル１０２の先端部が位置できるように、ノズル１０２はＺ２方向に上昇可能である。
液体材料の充填部３１の本体７０は、操作部１１０の動作によりＸ方向に直線移動可能になっている。操作部１１０と操作部１０５は制御部１１３により制御される。
【００５５】
次に、図７と図８を参照しながら、キャップコート法により本体７０の各凹部７１に対して液体材料８０を注入して保持させる動作について簡単に説明する。
図７（Ａ）では、操作部１１０が本体７０をＸ方向に移動する。これと同時に図７（Ｂ）に示すようにカバー１０３がＧ方向に移動するとともに、ノズル１０２がＺ１方向の上昇される。
【００５６】
図７（Ｃ）に示すように、本体７０はＸ方向に移動することにより、ノズル１０２が毛細管現象により液体材料８０を本体７０の凹部７１に供給していく。
図８（Ｄ）と図８（Ｅ）に示すように、各凹部７１に液体材料８０が充填された後に、ノズル１０２がＺ１方向に下がるとともに、図８（Ｆ）のようにカバー１０３が開口部１０４を閉じる。
このようにして、液体材料８０は各凹部７１に充填して保持させることができる。
上述したように、凹部７１内への液体材料８０の充填は図４（Ｅ）に示す浸漬法に代えて、キャップコート法を用いることができる。
【００５７】
次に、本発明のパターン製造装置とパターン製造方法の別の実施形態について説明する。
図９に示すのは、図４（Ｅ）に示す液体材料の充填部３１の別の実施形態である。図９に示す液体材料の充填部３１は、本体１７０と液体材料充填促進部２００を有している。
本体１７０は、複数の凹部７１を有しているが、この本体１７０は、各凹部７１に対応する位置に細い貫通した孔１７１を有している。各孔１７１は、凹部７１と本体１７０の面１７３に通じる貫通孔である。各凹部７１の内面には、図４（Ｅ）の場合と同様にして、第２自己組織化膜７４が形成されていることは同じである。
【００５８】
図９（Ｂ）に示す液体材料充填促進部２００は、本体１７０の面１７３に対面する位置に設けられる。液体材料充填促進部２００は、ヒータ部材１７５を有している。このヒータ部材１７５は、図９（Ｂ）に示すように凹部７１内に保持されている。液体材料８０を、図９（Ｃ）に示すように、加熱することにより第１自己組織化膜の基板領域６１側に対して積極的に移して転写させる機能を有している。
【００５９】
図９（Ａ）に示すように、本体１７０の凹部７１が容器８１内の液体材料８０内に浸漬されることにより、孔１７１の毛細管現象により、液体材料８０の液面が上昇する。これによって、液体材料８０は、図９（Ｂ）に示すように凹部７１内に容易に収容して保持することができる。
そして図９（Ｂ）のヒータ部材１７５を作動して凹部７１内の液体材料８０を加熱することにより、液体材料８０は熱膨張を起こす。
これによって、液体材料８０は、図９（Ｃ）に示すように基板２０側の基板領域６１に対して積極的に押し出されることにより簡単にかつ短時間で確実に転写することができる。ヒータ部材１７５により凹部７１内の液体材料８０の温度を調整することにより、液体材料８０が基板領域６１側に供給される量の調整も可能である。
【００６０】
図１０は、本発明の液体材料の充填部３１のさらに別の実施形態を示している。
図１０に示す液体材料の充填部３１は、図９に示す液体材料の充填部３１のヒータ１７５に代えて、開閉弁２５０、圧力室２５１および圧力調整部２５３を備えている点が異なる。
図１０に示す液体材料の充填部３１のその他の部分は、図９の液体材料の充填部３１と同様であるのでその説明を用いる。
【００６１】
図１０（Ａ）に示す液体材料の充填部３１の本体１７０の面１７３には、圧力室２５１が配置されている。圧力室２５１の内部には、複数の開閉弁２５０が設けられている。各開閉弁２５０は、孔１７１を開閉するためのものである。各開閉弁２５０は弁操作部２５５により開閉操作できる。
圧力室２５１は、孔１７１と開閉弁２５０をすべて収容することができ、圧力調整部２５３により内部の圧力が調整できるようになっている。
各開閉弁２５０は、細孔である孔１７１に対面した位置にあり、孔１７１を開閉できる。
【００６２】
図１０（Ｂ）において、圧力調整部２５３が、圧力室２５１を減圧して負圧にすることで、液体材料８０が凹部７１内に入り込む量を調整することが可能である。この際には、弁操作部２５５は開閉弁２５０を操作して各孔１７１を開けている。
所定量の液体材料８０が図１０（Ｂ）に示すように凹部７１内に収容して保持された状態では、所定の高さのメニスカス高さＫを保持している。
各開閉弁２５０は弁操作部２５５により孔１７１を閉鎖すると、液体材料８０がメニスカス高さＫによる液面の保持をすることができる。
【００６３】
図１０（Ｃ）に示すように、圧力調整部２５３が圧力室２５１内を加圧する。この際には、本体１７０は基板２０に対面している。各凹部７１は基板領域６１に対応した位置にある。この状態で圧力調整部２５３が圧力室２５１に圧力をかけるとともに、開閉弁２５０は孔１７１を開けた状態になっている。
これによって、圧力室２５１内の圧力により、各凹部７１内の液体材料８０は、各基板２０側の各基板領域６１側にスムーズかつ短時間で移して転写することができる。つまり液体材料８０は凹部７１から基板領域６１側に対して積極的に押し出されることにより転写されるのである。
これによって、液体材料の転写時間を短時間にすることができる。
【００６４】
図１０に示す圧力調整部２５３は、たとえば小型のコンプレッサーを用いることができ、圧力媒体としてはたとえばガスを用いることができる。図１１は、液体材料の充填部３１のさらに別の実施形態を示している。
図９と図１０に示す液体材料の充填部３１は、容器内の液体材料８０に対して本体の凹部を浸漬することにより、液体材料８０を凹部７１内に充填して保持する構造である。
【００６５】
これに対して図１１の液体材料の充填部３１と図１２に示す液体材料の充填部３１の各実施形態は、浸漬法を用いるものではない。
図１１に示す液体材料の充填部３１は、本体１７０、液体材料供給室３１０、液体収容部３１３、そして液体吐出ヘッド３１５，３１７を備えている。
液体材料供給室３１０は、本体１７０の孔１７１を収容するようにして本体１７０の面１７３に設けられている。液体材料供給室３１０の中には液体材料８０が供給されるようになっている。液体材料供給室３１０と液体収容部３１３の間には、パイプ３７０，３７１が設けられている。パイプ３７０には液体吐出ヘッド３１５が設けられている。パイプ３７１には液体吐出ヘッド３１７が設けられている。
【００６６】
液体吐出ヘッド３１５を作動させることにより、液体材料供給室３１０内の液体材料８０がパイプ３７０を通じて液体収容部３１３側に戻されるようになっている。これに対して、液体吐出ヘッド３１７を作動することにより、パイプ３７１を介して液体収容部３１３内の液体材料８０が液体材料供給室３１０側に供給されるようになっている。
液体吐出ヘッド３１５，３１７は、たとえばいわゆるインクジェット式ヘッドを用いることができる。
【００６７】
液体吐出ヘッド３１５を作動させることにより、本体１７０の凹部７１内における液体材料８０のメニスカス高さＫを制御することができる。
図１１（Ｂ）に示すように本体１７０の凹部７１が基板２０の基板領域６１に対面された状態で、液体吐出ヘッド３１７を作動させることにより、液体材料供給室３１０への圧力を高めて、液体材料８０が基板領域６１側に供給される量を調整しながら、基板領域６１側に液体材料８０を移してスムーズかつ素早く転写させることができる。
これにより液体材料の転写速度を速めることができる。
【００６８】
図１２に示す液体材料の充填部３１は、本体１７０、液体材料供給室３１０、液体収容部３１３および電磁弁３６０を備えている。液体収容部３１３は、上下動操作部３２０によりＺ方向に高さ位置を調整することができる。すなわち液体収容部３１３は、上下動操作部３２０の作動により、本体１７０の基準位置ＬＬに対してＺ１方向に上昇したりＺ２方向に下降したりできる。
【００６９】
液体材料供給室３１０は本体１７０の面１７３において各孔１７１を収容するようにして設けられている。液体材料供給室３１０と液体収容部３１３の間にはパイプ３２７が設けられている。電磁弁３６０はパイプ３２７の途中に設けられている。電磁弁３６０は、制御部からの指令により、パイプ３２７の途中を開けたり閉鎖することができる。
【００７０】
図１２（Ａ）に示す基準位置ＬＬは、本体１７０の面１７３の位置である。
図１２（Ｂ）に示すように液体収容部３１３がＺ１方向に押し上げられた状態では、電磁弁３６０がパイプ３２７を開くことにより、液体収容部３１３内の液体材料８０が液体材料供給室３１０側に供給される。
図１２（Ｂ）および図１２（Ｃ）に示すように、液体収容部３１３の位置を基準位置ＬＬに対してＺ１方向に上昇させたりあるいはＺ２方向に下降させたりすることにより、凹部７１内の液体材料８０のメニスカス高さＫを調整することができる。
基板２０の基板領域６１に対して凹部７１の液体材料８０を対面させた状態で、図１２（Ｂ）に示すように液体収容部３１３をＺ１方向に持ち上げることにより、液体材料供給室３１０側に圧力が加わり、凹部７１内の液体材料８０は基板領域６１側にスムーズかつ素早く移して転写することができる。
【００７１】
このようにして、液体収容部３１３の高さ方向の位置を、液体材料供給室３１０に対して相対的に変更することにより、容器１７０の凹部７１内の液体材料８０は、確実に基板２０側の基板領域６１に転写することができる。
なお、各実施形態において、凹部７１内の液体材料８０のメニスカス高さＫは、たとえばセンサーにより非接触で検出することも可能である。
【００７２】
本発明のパターン製造装置１０は、たとえば図２に示す基板２０の表面２０Ａに対してたとえばＩＴＯ電極パターン部分２１を形成する際に液体材料８０を所定のパターンに従って形成することができる。この所定のパターンはたとえば図２に一部を示していて、パターン部分２１は、ミクロンオーダーの微細パターンである。
本発明のパターン製造装置１０は、基板上に自己組織化膜のパターンを転写した後に液体材料を充填して乾燥させることで液体材料のパターンを製造するのであるが、このパターンは特に微細パターンである。
本発明のパターン製造装置と製造方法は、従来用いられているような蒸着装置やＣＶＤ装置などが不要であり、製造時のエネルギー削減の観点からも優れている。
【００７３】
本発明のパターン製造装置およびパターン製造方法では、たとえば液晶表示装置に用いられるＩＴＯ電極パターン部分２１を液体材料を用いて形成している。しかしこれに限らず、本発明は、電子機器であって、光学素子、配線、電極などを含む各種の電子機器、あるいは電子デバイスを製造する際に用いることができる。
本発明の製造装置および製造方法は、液体材料を用いた構造物、特にたとえば１μｍ程度の微細構造物の形成に対して有効であり、電子機器もしくは電子デバイスの配線や素子、あるいはディスプレイ装置の画素やディスプレイ装置のカラーフィルター、そして光学素子の形成に対して使用できる。
【００７４】
本発明のパターン製造装置および製造方法では、基板の表面に対して第１自己組織化膜を転写する際には、自己組織化膜転写部材を用いている。そして、基板上に形成された第１自己組織化膜の間の基板領域に対して液体材料を供給する場合には、液体材料の充填部３１が用いられていて、この液体材料の充填部３１が基板領域６１側に液体材料８０を移して転写している。
このため、簡単な装置構成でありながら、図２に示すようなパターン部分２１が精度良く短時間で作れる。
【００７５】
これにより、基板２０の表面２０Ａの面において、第１自己組織化膜を転写し、その後充填部が液体材料を基板領域に転写するだけである。つまり基板の表面でこのような処理を施すことが可能になることから、蒸着装置やＣＶＤ装置などに基板を移して処理する必要もなく、短時間で精度良くパターン形成ができる。図２に示す基板２０のサイズとしては、たとえば８インチサイズのものであっても第１自己組織化膜を基板上に形成しそして第１自己組織化膜の間の基板領域に対して液体材料を転写する作業が一括して精度良く行える。
【００７６】
自己組織化膜転写部は、基板上に第１自己組織化膜を転写して第１自己組織化膜のパターンを形成する。液体材料の充填部の本体の凹部には、液体材料を保持する。
この際に、液体材料は、凹部に保持されている。液体材料の充填部が、凹部に保持された液体材料を第１自己組織化膜のパターン内の基板領域に転写して充填する際には、凹部には、液体材料の溶媒に対して撥水性を有する第２自己組織化膜が付着されているので、凹部の液体材料は第１自己組織化膜のパターン内の基板領域側へ確実に転写して充填することができる。
このことから、簡単な構造でありながら、液体材料の充填部は、基板上の第１自己組織化膜のパターン内の基板領域に対して確実にかつスムーズに液体材料を転写して充填できる。このことから液体材料のパターン製造時におけるコストダウンを図ることができる。
【００７７】
自己組織化膜転写部のヒータは、搭載部に搭載された基板上の第１自己組織化膜を加熱することができ、第１自己組織化膜は、即時に乾燥して形成することができる。このことからパターン製造時間を短縮できる。
充填部の液体材料充填促進部が設けられていることにより、本体の凹部内の液体材料を、基板の第１自己組織化膜のパターン内の基板領域側へ移して充填する時間を短縮することができる。このことからパターン製造時間を短縮できる。
【００７８】
液体材料充填促進部は、たとえばヒータ部材である。このヒータ部材は、充填部の凹部に通じるように本体に形成された孔を介して凹部内の液体材料の熱膨張を起こして、液体材料を凹部から基板の第１自己組織化膜のパターン内の基板領域へスムーズにかつ即座に移して転写することができる。これによって、パターン製造時間を短縮できる。
第１自己組織化膜のパターン内の基板領域に供給された液体材料は、基板上の親液膜により確実に基板領域へ吸着して保持させることができる。
第１自己組織化膜５０と第２自己組織化膜７４は、たとえば同じ材質のものを使うことができ、撥液膜もしくは撥水膜である。
【００７９】
本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
上記実施形態の各構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のパターン製造装置の好ましい実施形態を示す平面図。
【図２】 本発明のパターン製造装置により製造されるパターン例を示す平面図。
【図３】 自己組織化膜転写部の例を示す図。
【図４】 液体材料の充填部および加熱部の例を示す図。
【図５】 液体材料の充填ステップにおいて、基板領域に親液膜が形成された例を示す図。
【図６】 図４（Ｅ）の浸漬法に代えてキャップコート法の例を示す図。
【図７】 キャップコート法の構造例を示す図。
【図８】 図７に続いてキャップコート法の構造例を示す図。
【図９】 本発明のパターン製造装置の液体材料の充填部の別の実施形態を示す図。
【図１０】 本発明のパターン製造装置の液体材料の充填部のさらに別の実施形態を示す図。
【図１１】 本発明のパターン製造装置の液体材料の充填部のさらに別の実施形態を示す図。
【図１２】 本発明のパターン製造装置の液体材料の充填部のさらに別の実施形態を示す図。
【符号の説明】
１０・・・パターン製造装置、２０・・・基板（処理対象物）、３０・・・自己組織化膜転写部、３１・・・液体材料の充填部、３３・・・加熱部、５０・・・第１自己組織化膜、６１・・・第１自己組織化膜のパターン内の基板領域、７０・・・液体材料の充填部の本体、７１・・・本体の凹部、７４・・・第２自己組織化膜、８０・・・液体材料
Claims (2)
- 基板上に自己組織化膜のパターンを転写した後に液体材料を充填して乾燥させることで前記液体材料のパターンを製造するためのパターン製造装置であり、
前記基板上に第１自己組織化膜を転写して前記第１自己組織化膜のパターンを形成するための自己組織化膜転写部と、
前記基板の前記第１自己組織化膜のパターン内の前記基板領域に対応した凹部を有する本体を備え、前記本体の前記凹部には、前記液体材料の溶媒に対して撥液性を有する第２自己組織化膜が付着されており、前記凹部には前記液体材料を保持しており、前記凹部に保持された前記液体材料を前記第１自己組織化膜のパターン内の前記基板領域に転写して充填するための液体材料の充填部と、
前記基板の前記第１自己組織化膜のパターン内に充填された前記液体材料を乾燥して焼成する加熱部と、
を備えることを特徴とするパターン製造装置。 - 基板上に自己組織化膜のパターンを転写した後に液体材料を充填して乾燥させることで前記液体材料のパターンを製造するためのパターン製造方法であり、
自己組織化膜転写部により前記基板上に第１自己組織化膜を転写して前記第１自己組織化膜のパターンを形成するための自己組織化膜転写ステップと、
充填部を前記基板に対面させて、前記基板の前記第１自己組織化膜のパターン内の前記基板領域に対応した前記充填部の凹部には、前記液体材料の溶媒に対して撥液性を有する第２自己組織化膜が付着されており、前記充填部の前記凹部には前記液体材料を保持しており、前記充填部の前記凹部に保持された前記液体材料を前記第１自己組織化膜のパターン内の前記基板領域に転写して充填するための液体材料の充填ステップと、
加熱部を用いて前記基板の前記第１自己組織化膜のパターン内に充填された前記液体材料を乾燥して焼成する加熱ステップと、
を備えることを特徴とするパターン製造方法。
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