KR100750000B1 - 패턴 형성 방법 및 패턴 형성 시스템 - Google Patents

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노보루 우에하라
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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 배선 또는 전자 회로 기판 등에 대하여, 효율적으로 대량으로 제조할 수 있는 패턴 형성 방법, 패턴 형성 시스템 및 전자 기기를 제공한다. 테이프 형상 기판(11)으로서 상기 테이프 형상 기판(11)의 양단 부위가 각각 제 1 릴(101)과 제 2 릴(102)에 권취되어지는 릴투릴 기판에, 액상체를 액적으로서 토출해서 도포하는 액적 토출 방식을 적어도 이용하여, 패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다.

Description

패턴 형성 방법 및 패턴 형성 시스템{PATTERN FORMATION METHOD, PATTERN FORMATION SYSTEM, AND ELECTRONIC DEVICE}
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 패턴 형성 시스템의 개요를 도시하는 모식도,
도 2는 상기 패턴 형성 시스템에 있어서의 액적 토출 장치를 도시하는 사시도,
도 3a 및 도 3b는 상기 액적 토출 장치에 있어서의 잉크젯 헤드를 도시한 도면,
도 4는 잉크젯 헤드의 저면도,
도 5는 액적 토출 장치의 플러싱 영역의 배치 등을 도시하는 부분 평면도,
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 실시 형태에 따른 전자 기기를 도시하는 사시도,
도 7은 본 발명의 제 2 실시 형태에 따른 패턴 형성 방법의 설명도,
도 8은 테이프 형상 기판의 표면에 테이프 형상 스페이서를 배치하는 공정의 설명도,
도 9a 및 도 9b는 배선 패턴의 설명도,
도 10은 배선 패턴의 형성 방법의 공정표,
도 11은 COF 구조의 액정 모듈의 분해 사시도,
도 12는 본 발명의 제 3 실시 형태에 따른 패턴 형성 시스템의 모식 평면도,
도 13은 본 발명의 제 4 실시 형태에 관한 패턴 형성 시스템의 모식 평면도,
도 14는 본 발명의 제 5 실시 형태에 관한 패턴 형성 시스템의 모식 사시도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1, 1a, 1b : 잉크젯 헤드 그룹(토출 헤드)
2 : X 방향 가이드 축(가이드)
2a, 2b : 가이드
4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f : 탑재대
5 : Y 방향 가이드 축
9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f : 카메라
10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f : 흡착 기구
11, 211a, 211b, 211c : 테이프 형상 기판
212a, 212b : 플러싱 영역
20, 20' : 액적 토출 장치
101, 101a, 101b, 101c, 101d : 제 1 릴
102, 102a, 102b, 102c, 102d : 제 2 릴
103a, 103b : 롤러
본 발명은 패턴 형성 방법, 패턴 형성 시스템 및 전자 기기에 관한 것이다.
전자 회로 또는 집적 회로 등에 사용되는 배선의 제조에는, 예컨대 리소그래피법(lithography method)이 사용되어 있다. 리소그래피법은, 진공 장치 등의 크기가 큰 설비와 복잡한 공정을 필요로 한다. 또한, 리소그래피법은, 재료 사용 효율도 수 %정도이며, 그 재료의 대부분을 폐기시킬 수 없어, 제조 비용이 높다. 그래서, 리소그래피법을 대신하는 프로세스로서, 기능성 재료를 포함하는 액체를 잉크젯에 의해 기재에 직접 패터닝(patterning)하는 방법(액적 토출 방식)이 검토되어 있다. 예를 들면, 도전성 미립자를 분산시킨 액체를 액적 토출 방식으로 기판에 직접 패턴 도포하고, 그 후 열처리 및 레이저 조사를 행하여 도전막 패턴으로 변환하는 방법이 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).
또한, 액적 토출 방식을 사용한 표시 장치/디바이스의 제조 방법에 있어서, 적용하는 제조 공정의 종류에 따라 유연하게 대응할 수 있는 수단이 제안되어 있다. 이 수단은, 기판에 대한 액적 토출 헤드의 상대 속도를 V, 액적의 토출 주기를 T, 기판에 착탄해서 습윤되어 넓어진 액적의 직경을 D로서, VT<D의 관계를 만족하도록, 상대 속도(V), 토출 주기(T) 및 직경(D)을 제어하는 것이다. 그리고, 적용하는 제조 공정의 종류에 따라, 기판상에 최적인 토출 조건에서 액적을 토출한다(예컨대, 특허문헌 2 참조).
특허문헌 1 : 미국 특허 제 5,132,248 호 명세서
특허문헌 2 : 일본 특허 공개 2003-280535 호 공보
그러나, 상기 특허문헌 1, 2에 기재되어 있는 종래의 배선 또는 표시 장치의 제조 방법에서는, 판형상의 기판에 대해서, 다수의 공정을 이용하여 하나의 제품 기판에 가공 처리하고 있었다. 그런데, 각 공정을 실행하기 위해서, 어떤 공정을 실행하는 장소(장치)로부터 다음 공정을 실행하는 장소로, 기판을 차례 차례로 이동시키지 않으면 않된다. 이로써, 상기 종래의 제조 방법에서는, 그 기판의 이동 및 얼라인먼트(alignment) 등에 막대한 노동력 및 기구를 필요로 하고, 제조 비용의 증대를 초래하고 있다고 하는 문제점이 있었다. 즉, 종래의 제조 방법에서는, 표면 처리 장치, 액적 토출 장치 및 건조 장치 등을 각각 배치하고, 기판을 각 장치에 순차적으로 이동시켜서 정밀하게 얼라인먼트할 필요가 있고, 이들에 막대한 시간 및 로봇 등의 복잡한 이동 기구를 필요로 하고 있었다.
본 발명은, 상기 사정에 비추어 이루어진 것으로, 배선 또는 전자 회로 등에 대해서, 효율적으로 대량으로 제조할 수 있는 패턴 형성 방법, 패턴 형성 시스템 및 전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 이른바 릴투릴 방식(reel-to-reel type)으로 테이프 형상 기판을 이동시키는 동시에, 액적 토출 방식을 이용하여 배선 또는 전자 회로 등을 제조할 수 있는 패턴 형성 방법, 패턴 형성 시스템 및 전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 패턴 형성 방법은, 테이프 형상 기판으로서 상기 테이프 형상 기판의 양단 부위가 각각[릴(reel) 등에] 권취되어 이루어지는 릴투릴 기판에, 액상체를 액적으로서 토출해서 도포하는 방식인 액적 토출 방식을 적어도 사용하여, 패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 릴투릴 기판에 액적 토출 방식을 이용하여 패턴(예를 들면 배선)을 형성하므로, 배선 또는 전자 회로 등에 대해서, 효율적으로 대량으로 제조할 수 있다. 즉, 본 발명에 의하면, 부품의 제조 동안에 대량인 판형상 기판이 되는 1개의 테이프 형상 기판의 소망 영역을, 액적을 토출하는 액적 토출 장치의 소망 위치에 얼라인먼트함으로써, 그 소망 영역에 원하는 패턴을 형성할 수 있다. 이러한 소망 영역은 예를 들면 하나의 회로 기판에 대응한다. 그래서, 하나의 소망 영역에 대해서 액적 토출 장치로 패턴 형성한 후에, 릴투릴 기판을 액적 토출 장치에 대하여 비켜 놓는 것에 의해, 지극히 간편하게 릴투릴 기판의 다른 소망 영역에 대해서 패턴 형성할 수 있다. 이것들에 의해, 본 발명은, 릴투릴 기판의 각 소망 영역(각 회로 기판 영역)에 대해서, 간편하고 또한 신속하게 패턴을 형성할 수 있고, 배선 또는 전자 회로 등에 대해서, 효율적으로 대량으로 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 패턴 형성 방법은, 상기 릴투릴 기판이 풀려지고 나서 권취될 때까지, 상기 액적 토출 방식에 의한 액적 도포 공정을 포함하는 복수의 공정을 실행하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 예컨대 어떤 공정을 실행하는 장치로부터 다음 공정을 실행하는 장치로 릴투릴 기판의 소망 영역을 이동시킬 때, 릴투릴 기판의 일단측을 권취하는 것만으로 좋다. 따라서, 본 발명에 의하면, 기판을 각 공정의 각 장치에 이동시키는 반송 기구 및 얼라인먼트 기구를 간략화할 수 있어, 대량 생산 등에 있어서의 제조 비용을 저감할 수 있다.
또한, 본 발명의 패턴 형성 방법은, 상기 복수의 공정에 있어서의 적어도 2개의 공정이 동시에 행하여지는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 하나의 릴투릴 기판에 대하여, 복수의 공정을 시간적으로 중복해서 실행하는 것에 의해, 조립 라인으로서 릴투릴 기판을 처리할 수 있다. 따라서, 본 발명은, 하나의 릴투릴 기판에 대하여, 복수의 장치를 이용하여, 복수의 공정을 각각 병렬로 실행할 수 있고, 보다 신속하게, 또한 각 장치의 이용 효율을 높이고, 전자 회로 기판 등을 대량 생산할 수 있다.
또한, 본 발명의 패턴 형성 방법은, 상기 복수의 공정이 적어도 경화 공정을 갖고, 상기 경화 공정은, 상기 액적 토출 방식에 의해 상기 릴투릴 기판에 액상체가 도포된 후에, 실행되는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 릴투릴 기판에 도포된 액상체를 경화시켜서 얇은 막으로 할 수 있다. 그리고, 예컨대, 이러한 얇은 막 위에 다시 액적 토출 방식으로 액상체를 도포하는 것으로, 막 두께가 큰 박막을 간편하게 형성할 수 있다. 액상체의 도포와 경화 공정은 복수회 반복하여도 무방하고, 이로써 임의의 막 두께로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 패턴 형성 방법은, 상기 복수의 공정에 있어서의 각 공정의 소요 시간이 거의 동일한 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 각 공정을 병렬로 동기시켜서 실행할 수 있고, 보다 신속한 제조를 할 수 있는 동시에, 각 공정의 각 장치의 이용 효율을 보다 높일 수 있다. 여기에서, 각 공정의 소요 시간을 일치시키기 위해서, 각 공정에서 사용할 수 있는 장치의 수 또는 성능을 조정해도 좋다. 예를 들면, 액적 도포 공정이 다른 공정보다도 장시간이 될 경우, 복수개의 액적 토출 장치를 사용하는 것으로서도 좋다.
또한, 본 발명의 패턴 형성 방법은, 상기 복수의 공정이, 상기 릴투릴 기판의 소정 영역의 표면에 대해서 친액성 또는 발액성을 부여하는 표면 처리 공정과, 상기 표면 처리 공정의 후에 실행되는 공정으로서 상기 액적 토출 방식에 의해 상기 릴투릴 기판에 액상체를 도포하는 도포 공정과, 상기 도포 공정의 후에 실행되는 공정으로서 상기 릴투릴 기판에 도포된 액상체를 경화시키는 경화 공정을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 구체적으로는 상기 복수의 공정은, 상기 릴투릴 기판의 표면을 세정하는 세정 공정과, 상기 세정 공정의 후에 실행되는 공정으로서 상기 릴투릴 기판의 (소정 영역의) 표면에 대해서 친액성 또는 발액성을 부여하는 표면 처리 공정과, 상 기 표면 처리 공정의 후에 실행되는 공정으로서 상기 액적 토출 방식에 의해 상기 릴투릴 기판에 도전성 재료를 포함하는 액상체를 도포하는 배선재 도포 공정과, 상기 배선재 도포 공정의 후에 실행되는 공정으로서 상기 도전성 재료를 포함하는 액상체를 경화시키는 배선재 경화 공정과, 상기 배선재 경화 공정의 후에 실행되는 공정으로서, 상기 배선재 경화 공정이 실시된 영역의 상층에, 상기 액적 토출 방식에 의해 절연성의 액상체를 도포하는 절연재 도포 공정과, 상기 절연재 도포 공정의 후에 실행되는 공정으로서 상기 절연성의 액상체를 경화시키는 절연재 경화 공정을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 예컨대, 표면 처리 공정에 의해 액상체의 도포 영역 이외를 발액화할 수 있고, 보다 고 밀도인 형상의 패턴을 간편하게 작성하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명은, 릴투릴 기판의 하나의 영역에 대해서, 표면 처리 공정, 도포 공정 및 건조 공정 등을 반복하는 것에 의해, 복수층의 패턴을 고정밀도로 형성할 수 있다. 또한, 본 발명은, 배선재 도포 공정, 배선재 경화 공정, 절연재 도포 공정 및 절연재 경화 공정을 갖는 것에 의해, 배선층의 상층에 절연층을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 패턴 형성 방법은, 상기 복수의 공정에 있어서의 일 공정으로서, 상기 절연재 도포 공정이 적어도 실행된 릴투릴 기판에 대해서 소성하는 소성 공정을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 패턴 형성 방법은, 상기 복수의 공정에 있어서의 마지막으로 실행되는 공정이, 상기 릴투릴 기판에 대해서 소성하는 소성 공정인 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 예를 들면 릴투릴 기판상에서 경화된 배선재 및 절연재를 함께 소성할 수 있다. 따라서, 본 발명은, 배선재의 소성과 절연재의 소성을 따로따로 실행하는 것보다도, 신속하고, 또한 효율적으로 회로 기판 등을 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 패턴 형성 방법은, 상기 릴투릴 기판이 풀려지고 나서 권취될 때까지, 상기 릴투릴 기판에 도전성 재료를 포함하는 액적을 토출해서 패턴을 그리는 배선재 도포 공정이 실행되어, 도포된 상기 액상체가 경화하기 전에, 상기 릴투릴 기판이 권취되는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 테이프 형상 기판이 권취되어 만곡해도, 경화전의 액상체는 그 만곡에 추종할 수 있으므로, 배선에 있어서의 마모나 박리 등의 발생이 방지된다. 따라서, 신뢰성이 우수한 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 패턴 형성 방법은, 상기 릴투릴 기판의 권취는, 도포된 상기 액상체가 유동성을 잃는 정도로 상기 액상체를 임시 건조시킨 상태에서 실행하는 것이 요망된다.
본 발명에 의하면, 테이프 형상 기판의 권취시에 있어서, 액상체의 유동에 의한 변형을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 패턴 형성 방법은, 상기 릴투릴 기판의 권취는, 상기 테이프 형상 기판에 있어서의 상기 액상체의 도포 영역을 덮는 테이프 형상 스페이서를, 상기 액상체의 도포면에 배치하면서 행하여지는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 이미 권취된 테이프 형상 기판과의 사이에서 액상체가 압축 붕괴하는 것을 방지하면서, 테이프 형상 기판을 권취하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 원하는 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 패턴 형성 방법은, 상기 테이프 형상 스페이서의 표면에는 볼록부가 형성되어, 상기 릴투릴 기판의 권취는, 상기 테이프 형상 기판에 있어서의 상기 액상체의 도포 영역이외의 영역에, 상기 테이프 형상 스페이서의 상기 볼록부를 접촉시키면서 행하여지는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 테이프 형상 스페이서의 볼록부 이외의 영역에 의해, 테이프 형상 기판에 있어서의 액상체의 도포 영역을 덮을 수 있다. 이로써, 도포된 액상체와 외부와의 접촉을 방지하면서, 테이프 형상 기판을 권취하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 원하는 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 패턴 형성 방법은, 상기 볼록부는, 상기 테이프 형상 스페이서의 폭방향 양 단부에 형성되어, 상기 테이프 형상 기판의 폭방향 양 단부에는, 상기 테이프 형상 기판의 권취 구멍이 배열 형성되어, 상기 릴투릴 기판의 권취는, 상기 테이프 형상 스페이서의 상기 볼록부의 선단을 상기 테이프 형상 기판의 상기 권취 구멍에 결합시키면서 행하여지는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 테이프 형상 기판과 테이프 형상 스페이서의 위치 어긋남을 방지할 수 있으므로, 테이프 형상 기판에 있어서의 액상체의 도포 영역을 확실히 보호할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 패턴 형성 시스템은, 테이프 형상 기판(릴투릴 기판)이 감겨져 있는 제 1 릴과, 상기 제 1 릴로부터 인출된 상기 테이프 형상 기판을 권취하는 제 2 릴과, 상기 제 1 릴로부터 인출된 상기 테이프 형상 기판에 대하여, 액상체를 액적으로서 토출하는 토출 헤드를 갖는 액적 토출 장치와, 상기 제 1 릴로부터 인출된 상기 테이프 형상 기판에 대하여, 상기 토출 헤드를 상대적으로 이동시키는 헤드 이동 기구를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 예컨대, 테이프 형상 기판의 소정 영역에 대하여, 헤드 이동 기구에 의해 토출 헤드를 상대적으로 이동시키는 것에 의해, 이러한 소정 영역에 있어서의 임의의 위치에 액적을 착탄시켜서 패턴을 형성할 수 있다. 그리고, 하나의 소망 영역에 대해서 패턴 형성한 후에, 테이프 형상 기판을 길이 방향으로 비켜 놓는 것에 의해, 지극히 간편하게 다른 소망 영역에 대해서 패턴 형성할 수 있다. 여기에서, 소정 영역은 하나의 회로 기판에 대응시킬 수 있다. 그래서, 본 발명은, 테이프 형상 기판의 각 소망 영역(각 회로 기판 영역)에 대해서, 간편하고 또한 신속하게 패턴을 형성할 수 있고, 배선 또는 전자 회로 등에 대해서, 효율적으로 대량으로 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 패턴 형성 시스템은, 상기 액적 토출 장치의 구성 요소로서, 상기 액적 토출 장치의 액적 토출 동작시에, 상기 테이프 형상 기판의 길이 방향에 대하여 거의 직각으로 교차하는 방향으로 상기 토출 헤드를 이동시키는 가이드를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 예컨대, 테이프 형상 기판을 고정한 상태로서, 토출 헤드를 가이드에 따라 이동시키는 것에 의해, 그 테이프 형상 기판에 있어서의 폭방향의 임의의 위치에 액적을 착탄시킬 수 있다. 그리고, 본 발명은, 테이프 형상 기판의 길이 방향에 대하여 거의 직각에 가이드를 배치하고 있으므로, 보다 정밀한 위치에 액적을 토출할 수 있다.
또한, 본 발명의 패턴 형성 시스템은, 상기 테이프 형상 기판의 폭방향의 양측에 배치된 영역으로서, 상기 가이드에 의해 상기 토출 헤드가 이동되는 것이 가능한 영역인 동시에, 상기 토출 헤드로부터 액상체가 버려지는 영역인 플러싱 영역(flushing area)을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 테이프 형상 기판의 폭방향의 양측에 플러싱 영역이 배치되어 있으므로, 가이드에 따라, 토출 헤드를 신속하게 플러싱 영역으로 이동시킬 수 있다. 즉, 극히 긴 테이프 형상 기판의 하나의 부위인 도포 영역(소정 영역)의 근방에, 플러싱 영역을 배치할 수 있다. 또한, 어느 쪽의 플러싱 영역에서 플러싱한 토출 헤드는, 가이드에 따라, 신속히 테이프 형상 기판의 도포 영역으로 이동하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명의 패턴 형성 시스템은, 상기 제 2 릴이, 상기 테이프 형상 기판에 있어서의 상기 액상체가 도포된 면이 내측을 향하도록, 상기 테이프 형상 기판을 권취하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 테이프 형상 기판에 있어서의 패턴이 형성된 면이 내측이 되도록, 그 테이프 형상 기판이 권취되므로, 이러한 패턴을 양호한 상태인 채로 유지할 수 있다.
또한, 본 발명의 패턴 형성 시스템은, 상기 액적 토출 장치가, 상기 테이프 형상 기판의 표면과 이면에 거의 동시에 액적을 토출하는 토출 헤드를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 상기 액적 토출 장치는, 상기 테이프 형상 기판의 표면을 수직인 상태로서, 상기 테이프 형상 기판의 표면과 이면에 거의 동시에 액적을 토출하는 토출 헤드를 갖는 것으로서도 무방하다.
본 발명에 의하면, 테이프 형상 기판의 한쪽 면 및 다른쪽 면에 신속하게 액상체를 도포할 수 있다.
또한, 본 발명의 패턴 형성 시스템은, 상기 테이프 형상 기판을 비틀어서 표면 및 이면을 반전시키는 반전 기구를 갖고, 상기 액적 토출 장치는, 상기 반전 기구에 의해 비틀려지기 전의 테이프 형상 기판의 상측 면에 액적을 토출하는 제 1 토출 헤드와, 상기 반전 기구에 의해 비틀려진 후의 테이프 형상 기판의 위쪽 면에 액적을 토출하는 제 2 토출 헤드를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 반전 기구에 의해 테이프 형상 기판을 반전시킬 수 있고, 제 1 토출 헤드에 의해 테이프 형상 기판의 한쪽 면에 액적을 도포할 수 있고, 제 2 토출 헤드에 의해 테이프 형상 기판의 다른쪽 면에 액적을 도포할 수 있다. 따라서, 본 발명은, 테이프 형상 기판의 양면에 액적 토출 방식으로 액상체를 도포할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 전자 기기는, 상기 패턴 형성 방법 또는 상기 패턴 형성 시스템을 이용하여 제조되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 테이프 형상 기판(릴투릴 기판)을 소망 영역마다에 절단해서 되는 기판으로서, 박막으로 이루어지는 배선 또는 전자 회로를 가져서 이루어지는 기판을 구비하는 전자 기기를 저비용으로 제공할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 패턴 형성 시스템은, 복수의 테이프 형상 기판을 각각 평행하게 배치하는 기판 배치 수단과, 상기 기판 배치 수단에 의해 배치된 복수의 테이프 형상 기판에 대하여, 액상체를 액적으로서 토출하는 하나의 토출 헤드를 적어도 갖는 액적 토출 장치를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 평행하게 배치된 복수의 테이프 형상 기판에 대하여, 하나의 토출 헤드를 공통으로 사용하여 액상체를 도포하는 것이 가능하다. 예를 들면, 테이프 형상 기판의 폭이 10cm, 길이가 200m로서, 액적 토출 장치의 토출 헤드의 이동 가능 거리가 1m로 한다. 그리고, 그 테이프 형상 기판을 빈틈 없게 10개 평행하게 배치하면, 전체 테이프 형상 기판의 폭이 약 1m가 되어, 1대의 액적 토출 장치로 각 테이프 형상 기판에 액상체를 도포할 수 있다. 그래서, 본 발명에 의하면, 액적 토출 장치를 효율적으로 가동시키면서, 복수의 테이프 형상 기판에 신속하게 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 제조 장치의 설치 스페이스를 저감하는 것도 가능하고, 제조 비용을 저감할 수 있다.
또한, 본 발명의 패턴 형성 시스템은, 상기 테이프 형상 기판이 상기 테이프 형상 기판의 양단 부위가 각각 권취되어 이루어지는 릴투릴 기판을 구성하고 있고, 상기 액적 토출 장치는, 상기 토출 헤드의 이동 위치를 규정하는 것으로서, 상기 복수의 테이프 형상 기판을 횡단하도록 배치된 가이드를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 복수의 릴투릴 기판(테이프 형상 기판)에 대하여, 토출 헤드의 가이드를 공용시키므로, 간편하게 액적 토출 장치의 가동율을 높일 수 있다. 예를 들면, 가이드에 따라 토출 헤드를 1회 이동(주사)시키는 것에 의해, 복수의 릴투릴 기판에 대해서 1회 토출 헤드를 주사할 수 있다. 따라서, 1개의 릴투릴 기판에 대해서 1대의 액적 토출 장치를 사용하는 시스템보다도, 복수 라인의 릴투릴 기판에 대하여, 1대의 액적 토출 장치(하나의 가이드)를 사용하는 본 발명의 시스템의 방법이, 전체적으로 보아 토출 헤드의 이동 거리를 짧게 할 수 있어, 효율적으로 액상체를 도포할 수 있다.
또한, 본 발명의 패턴 형성 시스템은, 상기 액적 토출 장치가 복수의 상기 토출 헤드를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 평행하게 배치된 복수의 테이프 형상 기판에 대하여, 복수의 토출 헤드에서 액상체를 도포할 수 있다. 따라서, 본 발명은, 보다 신속하게 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 패턴 형성 시스템은, 상기 복수의 토출 헤드가 공통인 상기 가이드에서 이동 가능하게 지지되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 복수의 토출 헤드가 공통인 가이드에서 이동 가능하게 되어 있으므로, 신속한 패턴 형성을 가능하게 하면서, 액적 토출 장치의 컴팩트화 및 제조 장치의 설치 스페이스(space)의 저감화를 도모할 수 있다.
또한, 본 발명의 패턴 형성 시스템은, 상기 액적 토출 장치가, 복수의 상기 가이드를 갖고, 복수의 상기 가이드의 각각은, 적어도 하나의 상기 토출 헤드가 이동 가능하게 지지되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 각 가이드의 각 토출 헤드가 임의의 테이프 형상 기판에 액적을 도포할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 패턴 형성을 더욱 고속화하면서, 액적 토출 장치의 컴팩트화 및 제조 장치의 설치 스페이스의 저감화를 도모할 수 있다.
또한, 본 발명의 패턴 형성 시스템은, 상기 복수의 테이프 형상 기판을 공통으로 길이 방향으로 이동시키는 릴 구동부를 갖는 것이 바람직하다. 상기 릴 구동부로서는, 상기 복수의 테이프 형상 기판마다 설치되는 릴로서 상기 테이프 형상 기판을 권취하는 복수의 릴을, 동일 상태로 회전시키는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 하나의 릴 구동부에 의해 복수의 테이프 형상 기판을 이동시킬 수 있다. 따라서, 복수의 테이프 형상 기판에 대해서, 어떤 공정의 장치로부터 다음 공정의 장치로 이동시키는 것을 하나의 릴 구동부로 실행할 수 있다. 그래서, 본 발명은 복수의 테이프 형상 기판에 대해서 효율적으로 패턴을 형성할 수 있고, 제조 비용을 저감할 수 있다.
또한, 본 발명의 패턴 형성 시스템은, 상기 액적 토출 장치가, 상기 복수의 테이프 형상 기판 각각의 소망 영역이 각각 개별적으로 탑재되는 복수의 스테이지와, 상기 스테이지마다 설치되어서 상기 스테이지에 탑재된 테이프 형상 기판의 소망 영역에 대해서 위치 결정하는 얼라인먼트 수단을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 스테이지마다, 테이프 형상 기판의 소망 영역에 대해서 얼라인먼트할 수 있다. 여기에서, 본 발명은, 각 테이프 형상 기판의 소망 영역에 대해서 개별적으로 위치 결정하기 쉬워져, 각 테이프 형상 기판에 대해서 고정밀도로 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 패턴 형성 시스템은, 상기 액적 토출 장치가, 상기 복수의 테이프 형상 기판 각각의 소망 영역을 동시에 탑재하는 스테이지와, 상기 스테이지에 탑재된 각 테이프 형상 기판의 소망 영역에 대해서 위치 결정하는 얼라인먼트 수단을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 복수의 테이프 형상 기판에 대해서 하나의 스테이지를 이용하여 얼라인먼트할 수 있다. 그래서, 본 발명은, 시스템의 구성을 간소화할 수 있고, 복수의 테이프 형상 기판에 저 비용으로 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 패턴 형성 시스템은, 상기 기판 배치 수단에 의해 평행하게 배치된 복수의 테이프 형상 기판의 폭방향에 있어서의 (가장 외측의 테이프 형상 기판의) 외측에 배치된 한쌍의 영역으로서, 상기 토출 헤드로부터 액상체가 버려지는 영역인 플러싱 영역을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 복수의 테이프 형상 기판에 액적 토출 방식으로 액상체를 도포할 때에, 플러싱 영역을 공통으로 사용할 수 있다. 그래서, 본 발명은, 테이프 형상 기판마다 플러싱 동작을 행할 필요가 없어지고, 복수의 테이프 형상 기판에 대해서 보다 효율적으로 패턴을 형성할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 패턴 형성 방법은, 테이프 형상 기판으로서 상기 테이프 형상 기판의 양단 부위가 각각 권취되는 릴투릴 기판을, 복수로 각각 평행하게 배치하고, 상기 복수의 릴투릴 기판에 대하여, 공통의 토출 헤드를 이용하여 액상체를 액적으로서 토출해서 도포하는 액적 도포 공정을 갖고, 패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 평행하게 배치된 복수의 릴투릴 기판에 대하여, 공통의 토출 헤드로 액상체를 도포할 수 있다. 따라서, 본 발명은, 각 릴투릴 기판에 동일 패턴을 거의 동시에 형성할 수 있다. 그래서, 본 발명은, 복수의 릴투릴 기판에 신속하게 패턴을 형성할 수 있고, 제조 비용을 저감할 수 있다.
또한, 본 발명의 패턴 형성 방법은, 상기 릴투릴 기판이 풀려지고 나서 권취될 때까지, 상기 액적 도포 공정을 포함하는 복수의 공정을 갖고, 복수의 상기 릴투릴 기판 각각에 대하여, 상기 복수의 공정이 시간적으로 중복해서 실행되는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 복수의 릴투릴 기판 각각에 대해서, 복수의 공정을 시간적으로 중복해서 실행함으로써, 조립 라인으로서 각 릴투릴 기판에 동시에 패턴을 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명은, 복수의 릴투릴 기판 각각에 대하여, 복수의 장치를 이용하여, 복수의 공정을 각각 병렬로 실행할 수 있고, 보다 신속하게, 또한 각 장치의 이용 효율을 높여, 전자 회로 기판 등을 저비용으로 대량 생산할 수 있다.
또한, 본 발명의 패턴 형성 방법은, 상기 복수의 공정에 있어서 다음 공정으로 이행하는 타이밍은 상기 복수의 릴투릴 기판에 대해서 거의 동일한 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 복수의 릴투릴 기판에 대하여, 각 공정을 병렬로 동기시켜서 실행할 수 있다. 따라서, 본 발명은, 보다 신속한 제조가 가능함과 동시에, 각 공정의 각 장치의 이용 효율을 보다 높일 수 있다. 여기서, 각 공정의 소요 시간을 일치시키기 위해서, 각 공정에서 사용되는 장치의 수 또는 성능을 조정해도 무방하다. 예를 들면, 액적 도포 공정이 다른 공정보다도 장시간이 될 경우, 복수의 토출 헤드 또는 복수대의 액적 토출 장치를 사용하는 것으로서도 좋다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 패턴 형성 방법은, 1개의 테이프 형상 기판에 대해서 길이 방향을 되돌려, 상기 테이프 형상 기판의 길이 방향의 복수 부위가 평행해지도록 배치하고, 상기 복수 부위에 대하여, 공통의 토출 헤드를 이용하여 액상체를 액적으로서 토출해서 도포하는 액적 도포 공정을 갖고, 패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 예를 들면 롤러(roller) 등을 이용하여 테이프 형상 기판을 되돌려, 그 테이프 형상 기판의 복수 부위를 평행하게 배치하고, 그 복수 부위에 하나의 토출 헤드로 액상체를 도포할 수 있다. 따라서, 본 발명은, 1개의 테이프 형상 기판의 복수 부위에 대해서, 하나의 토출 헤드로 거의 동시에 패턴을 형성할 수 있다. 그래서, 본 발명은, 1개의 테이프 형상 기판에 복수의 패턴을 신속하게 형성할 수 있고, 제조 비용을 저감할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 전자 기기는, 상기 패턴 형성 시스템 또는 상기 패턴 형성 방법을 이용하여 제조되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 예컨대 테이프 형상 기판(릴투릴 기판)을 소정 영역마다 절단하여 이루어지는 기판으로서, 박막으로 이루어지는 배선 또는 전자 회로를 가져 이루어지는 기판을 구비하는 전자 기기를 저 비용으로 제공할 수 있다.
[제 1 실시 형태]
이하, 본 발명의 실시 형태에 따른 패턴 형성 시스템 및 패턴 형성 방법에 대해서 도면을 참조해서 설명한다. 본 발명의 실시 형태에 따른 패턴 형성 방법은, 본 발명의 실시 형태에 따른 패턴 형성 시스템을 이용하여 실행할 수 있다. 본 실시 형태에서는 릴투릴 기판을 이루는 테이프 형상 기판에, 도전막으로 이루어지는 배선을 형성하는 패턴 형성 시스템 및 패턴 형성 방법을 일 예로서 들어서 설명한다.
(패턴 형성 시스템)
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 패턴 형성 시스템 및 패턴 형성 방법의 개요를 도시하는 모식도이다. 도 2는 본 패턴 형성 시스템의 구성 요소를 이루는 액적 토출 장치의 일 예를 도시하는 사시도이다. 본 패턴 형성 시스템은, 테이프 형상 기판(11)이 감겨져 있는 제 1 릴(101)과, 제 1 릴(101)로부터 인출된 테이프 형상 기판(11)을 권취하는 제 2 릴(102)과, 테이프 형상 기판(11)에 액적을 토출하는 액적 토출 장치(20)를 적어도 구비하여 구성된다.
테이프 형상 기판(11)은, 예를 들면 띠 형상의 플렉시블 기판이 적용되어, 폴리이미드 등을 기재로서 구성된다. 테이프 형상 기판(11)의 형상의 구체 예로서는 폭 105mm, 길이 200m로 한다. 그리고, 테이프 형상 기판(11)은, 그 띠 형상의 양단 부위가 각각 제 1 릴(101)과 제 2 릴(102)에 권취되어지는 「릴투릴 기판」을 구성하고 있다. 즉, 제 1 릴(101)로부터 인출된 테이프 형상 기판(11)은 제 2 릴(102)에 권취되어, 길이 방향으로 연속적으로 주행한다. 이 연속적으로 주행되는 테이프 형상 기판(11)에, 액적 토출 장치(20)가 액상체를 액적으로서 토출(액적 토출)해서 패턴을 형성한다.
또한, 본 패턴 형성 시스템은, 1개의 테이프 형상 기판(11)으로 이루어지는 릴투릴 기판에 대하여, 복수의 공정을 각각 실행하는 복수의 장치를 갖고 있다. 복수의 공정으로서는, 예를 들면 세정 공정(S1), 표면 처리 공정(S2), 제 1 액적 토출 공정(S3), 제 1 경화 공정(S4), 제 2 액적 토출 공정(S5), 제 2 경화 공정(S6) 및 소성 공정(S7)을 들 수 있다. 이들의 공정에 의해, 테이프 형상 기판(11)에 배선층 및 절연층 등을 형성할 수 있다.
또한, 본 패턴 형성 시스템에서는, 테이프 형상 기판(11)을 길이 방향에 대해서 소정 길이로 분할해서 대량의 기판 형성 영역(소망 영역)을 설정한다. 그리고, 테이프 형상 기판(11)을 각 공정의 각 장치에 연속적으로 이동시키고, 테이프 형상 기판(11)의 각 기판 형성 영역에 배선층 및 절연층 등을 연속적으로 형성한다. 즉, 복수의 공정(S1~S7)은, 조립 라인으로서 실행되어, 각각 동시에, 또는 시간적으로 중복하고, 복수의 장치로 실행된다.
(패턴 형성 방법)
다음에, 릴투릴 기판인 테이프 형상 기판(11)에 대하여 행하여지는 상기 복수의 공정에 대해서, 구체적으로 설명한다.
우선, 제 1 릴(101)로부터 인출된 테이프 형상 기판(11)의 소망 영역은 세정 공정(S1)이 실시된다(단계 S1).
세정 공정(S1)의 구체 예로서는, 테이프 형상 기판(11)에 대해서의 UV(자외선) 조사를 들 수 있다. 또한, 물 등의 용매로 테이프 형상 기판(11)을 세정해도 무방하고, 초음파를 이용하여 세정해도 무방하다. 또한, 상압에서 테이프 형상 기판(11)에 플라즈마를 조사함으로써 세정하여도 무방하다.
다음에, 세정 공정(S1)이 실시된 테이프 형상 기판(11)의 소망 영역에, 친액성 또는 발액성을 부여하는 표면 처리 공정(S2)이 실시된다(단계 S2).
표면 처리 공정(S2)의 구체 예에 대해서 설명한다. 단계(S3)의 제 1 액적 토출 공정(S3)에서 테이프 형상 기판(11)에 도전성 미립자를 함유한 액체에 의한 도전막의 배선을 형성하기 위해서는, 도전성 미립자를 함유한 액체에 대한 테이프 형상 기판(11)의 소망 영역의 표면의 습윤성을 제어하는 것이 바람직하다. 이하에, 원하는 접촉각을 얻기 위한 표면 처리 방법에 대해서 설명한다.
본 실시 형태에서는, 도전성 미립자를 함유한 액체에 대한 소정의 접촉각이 원하는 값으로 되도록, 우선 테이프 형상 기판(11)의 표면에 발액화 처리를 실시하고, 또 그 후에 발액 상태를 완화시키도록 친액화 처리를 실시하는 2단계의 표면 처리를 실시한다.
우선, 테이프 형상 기판(기판)(11)의 표면에 발액화 처리를 실시하는 방법에 대해서 설명한다. 발액화 처리의 방법의 하나로서는, 기판의 표면에, 유기 분자막 등으로 이루어지는 자기 조직화막을 형성하는 방법을 들 수 있다. 기판 표면을 처리하기 위한 유기 분자막은, 일단측에 기판에 결합 가능한 관능기를 갖고, 타단측에 기판의 표면을 기액성 등으로 개질하는(표면 에너지를 제어하는) 관능기를 갖는 동시에, 이들의 관능기를 연결하는 탄소의 직접 사슬 또는 일부 분기한 탄소 사슬을 구비하고 있어, 기판에 결합해서 자기 조직화해서 분자막, 예를 들면 단 분자막을 형성하는 것이다.
자기 조직화막이란, 기판 등의 기초층 등 구성 원자와 반응 가능한 결합성 관능기와 그 이외의 직접 사슬 분자로 이루어지고, 상기 직접 사슬 분자의 상호작용에 의해 극히 높은 배향성을 갖는 화합물을 배향시켜서 형성된 막이다. 이 자기 조직화막은, 단 분자를 배향시켜서 형성되어 있으므로, 지극히 막 두께를 얇게 할 수 있고, 더구나, 분자 레벨에서 균일한 막이 된다. 즉, 막의 표면에 같은 분자가 위치하기 때문에, 막의 표면이 균일하고 더구나 우수한 발액성 등을 부여할 수 있다.
상기의 높은 배향성을 갖는 화합물로서, 예를 들면 플루오르알킬실란을 사용한 경우에는, 막의 표면에 플루오르 알킬기가 위치하도록 각 화합물이 배향되어서 자기 조직화막이 형성되므로, 막의 표면에 균일한 기액성이 부여된다.
자기 조직화막을 형성하는 화합물로서는, 예컨대, 헵타데카플루오르-1,1,2,2 테트라히드로데실트리에톡시실란, 헵타데카플루오르-1,1,2,2 테트라히드로데실트리클로로실란, 헵타데카플루오로-1,1,2,2 테트라히드로데실트리클로로실란, 트리데카플루오르-1,1,2,2 테트라히드록실트리메톡시실란, 트리데카플루오르-1,1,2,2 테트라히드록실트리클로로실란, 트리데카플루오로-1,1,2,2 테트라히드록실트리클로로실란, 트리플루오로프로필트리메톡시실란 등의 플루오르알킬실란(이하, 「FAS 」라고 표기한다)을 들 수 있다. 사용에 즈음해서는, 하나의 화합물을 단독으로 사용하는 것도 바람직하지만, 2종 이상의 화합물을 조합시켜 사용해도, 본 발명의 소기의 목적을 손상하지 않으면 제한되지 않는다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 상기 자기 조직화막을 형성하는 화합물로서, 상기 FAS를 사용하는 것이, 기판과의 밀착성 및 양호한 기액성을 부여하기 위해서 바람직하다.
유기 분자막 등으로 이루어지는 자기 조직화막은, 상기의 원료 화합물과 기판을 동일한 밀폐 용기 중에 넣어서, 실온의 경우는 2~3일 정도간 방치하면 기판상에 형성된다. 또한, 밀폐 용기 전체를 100℃로 유지하는 것에 의해, 3시간 정도로 기판상에 형성된다. 이상에 설명한 것은, 기상으로부터의 형성법이지만, 액체 상태로도 자기 조직화막은 형성 가능하다. 예를 들면, 원료 화합물을 포함하는 용액중에 기판을 침적하고, 세정, 건조함으로써 기판상에 자기 조직화막을 얻을 수 있다.
또한, 자기 조직화막을 형성하기 전에, 단계 S1의 세정 공정(S1)에서 기판 표면에 자외 광을 조사하거나, 용매에 의해 세정하거나 해서, 전 처리를 실시하는 것이 바람직하다.
발액화 처리의 다른 방법으로서, 상압에서 플라즈마 조사하는 방법을 들 수 있다. 플라즈마 처리로 채용하는 가스 종은, 기판의 표면 재질 등을 고려해서 여러가지 선택할 수 있다. 예를 들면, 4불화 메탄, 퍼플루오르헥산, 퍼플루오르데칸 등의 플루오르 카본계 가스를 처리 가스로서 사용할 수 있다. 이 경우, 기판의 표면에, 발액성의 불화 중합막을 형성할 수 있다.
기액화 처리는, 원하는 기액성을 갖는 필름, 예를 들면 4불화 에틸렌 가공된 폴리이미드 필름 등을 기판 표면에 점착함으로써도 실행할 수 있다. 또한, 폴리이미드 필름을 그대로 테이프 형상 기판(11)으로서 사용하여도 무방하다.
다음에, 친액화 처리를 실시하는 방법에 대해서 설명한다.
상기의 발액화 처리가 종료한 단계의 기판 표면은, 보통 원하는 발액성보다도 높은 발액성을 가지므로, 친액화 처리에 의해 발액성을 완화한다.
친액화 처리로서는 170~400nm의 자외광을 조사하는 방법을 들 수 있다. 이로써, 일단 형성한 발액성의 막을, 부분적으로, 더군다나 전체로서는 균일하게 파괴하여, 발액성을 완화할 수 있다.
이 경우, 발액성의 완화의 정도는 자외광의 조사 시간으로 조정할 수 있지만, 자외광의 강도, 파장, 열처리(가열)의 조합 등에 의해 조정할 수도 있다.
친액화 처리의 다른 방법으로서는, 산소를 반응 가스로 하는 플라즈마 처리를 들 수 있다. 이로써, 일단 형성한 기액성의 막을, 부분적으로, 더군다나 전체로서는 균일하게 변질되게 해서 발액성을 완화할 수 있다.
친액화 처리의 또 다른 방법으로서는, 기판을 오존 분위기에 노출하는 처리를 들 수 있다. 이로써, 일단 형성한 기액성의 막을, 부분적으로, 더군다나 전체로서는 균일하게 변질되게 해서, 발액성을 완화할 수 있다. 이 경우, 발액성의 완화의 정도는, 조사 출력, 거리, 시간 등에 의해 조정할 수 있다.
다음에, 표면 처리 공정(S2)이 실시된 테이프 형상 기판(11)의 소망 영역에, 도전성 미립자를 함유한 액체를 토출해서 도포하는 배선재 도포 공정을 실행하는 제 1 액적 토출 공정(S3)이 행하여진다(단계 S3).
이 제 1 액적 토출 공정(S3)에 있어서의 액적 토출은, 도 2에 도시하는 액적 토출 장치(20)에 의해 행하여진다. 테이프 형상 기판(11)에 배선을 형성할 경우, 이 제 1 액적 토출 공정에서 토출하는 액상체는 도전성 미립자(패턴 형성 성분)를 함유하는 액상체이다. 도전성 미립자를 함유하는 액상체로서는, 도전성 미립자를 분산매에 분산시킨 분산액을 사용한다. 여기서 사용할 수 있는 도전성 미립자는, 금, 은, 동, 파라듐, 니켈의 어느 하나를 함유하는 금속 미립자 외에, 도전성 폴리머나 초전도체의 미립자 등을 채용할 수 있다.
도전성 미립자는, 분산성을 향상시키기 위해서 표면에 유기물 등을 코팅해서 사용할 수도 있다. 도전성 미립자의 표면에 코팅하는 코팅재로서는, 예를 들면 입체 장해나 정전 반발을 유발하는 것과 같은 폴리머를 들 수 있다. 또한, 도전성 미립자의 입경은 5nm 이상, 0.1㎛ 이하인 것이 바람직하다. 0.1㎛ 보다 크면, 노즐의 막힘이 발생하기 쉬워, 잉크젯법에 의한 토출이 곤란해지기 때문이다. 또 5nm보다 작으면, 도전성 미립자에 대한 코팅제의 부피비가 커져, 얻을 수 있는 막 중의 유기물의 비율이 과다가 되기 때문이다.
도전성 미립자를 함유하는 액체의 분산매로서는, 실온에서의 증기압이 0.001mmHg 이상, 200mmHg 이하(약 0.133Pa 이상, 26600Pa 이하)인 것이 바람직하다. 증기압이 200mmHg보다 높을 경우에는, 토출후에 분산매가 급격히 증발해버려, 양호한 막을 형성하는 것이 어려워지기 때문이다.
또한, 분산매의 증기압은, 0.001mmHg 이상, 50mmHg 이하(약 0.133Pa 이상, 6650Pa 이하)인 것이 보다 바람직하다. 증기압이 50mmHg보다 높을 경우에는, 잉크젯법(액적 토출법)으로 액적을 토출할 때에 건조에 의한 노즐 막힘이 일어나기 쉽고, 안정한 토출이 어려워지기 때문이다. 한편, 실온에서의 증기압이 0.001mmHg보다 낮은 분산매의 경우, 건조가 늦어져 막 중에 분산매가 잔류하기 쉬워져, 후속 공정의 열 및 /또는 광처리 후에 양질의 도전막을 얻기 어렵다.
사용하는 분산매로서는, 상기의 도전성 미립자를 분산시킬 수 있는 것이므로, 응집을 일으키지 않는 것이면 특히 한정되지 않지만, 물 이외에, 메탄올, 에탄올, 프로파놀, 부탄올 등의 알코올(alcohol)류, n-헵타, n-옥탄, 데칸, 톨루엔, 크실렌, 시멘, 듀렌, 인덴, 디펜텐, 테트라히드로나프탈렌, 데카히드로나프탈렌, 시클로헥실 벤젠 등의 탄화 수소계 화합물, 또는 에틸렌글리콜메틸에테르, 에틸렌글리콜디에틸에테르, 에틸렌글리콜메틸에틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에틸에테르, 1,2-디메톡시에탄, 비스(2-메톡시에틸)에테르, p-디옥산 등의 에테르계 화합물, 또 프로필렌카보네이트, γ-부틸올락톤, N-메틸-2-피롤리든, 디메틸홀무아미드, 디메틸 술폭시드, 시클로헥산 등의 극성 화합물을 들 수 있다. 이들 중, 미립자의 분산성과 분산액의 안정성, 또한 잉크젯법으로의 적용의 용이한 점에서, 물, 알코올류, 탄화수소계 화합물, 에테르계 화합물이 바람직하고, 더욱 바람직한 분산매로서는 물, 탄화수소계 화합물을 들 수 있다. 이들의 분산매는, 단독으로 또는 2종 이상의 혼합물로서도 사용할 수 있다.
상기 도전성 미립자를 분산매에 분산하는 경우의 분산 매질 농도는 1질량% 이상, 80질량% 이하이며, 원하는 도전막의 막 두께에 따라 조정할 수 있다. 80 질량%을 초과하면 응집을 일으키기 쉽게 되어, 균일한 막이 얻기 어렵다.
상기 도전성 미립자의 분산액의 표면 장력은 0.02N/m 이상, 0.07N/m 이하의 범위에 속하는 것이 바람직하다. 잉크젯법으로 액체를 토출할 때, 표면 장력이 0.02N/m 미만이면, 잉크 조성물의 노즐면에 대한 습윤성이 증대하기 때문에 비행 굴곡이 생기기 쉬워지고, 0.07N/m을 초과하면 노즐 선단에서의 메니스커스의 형상이 안정하지 않기 때문에 토출량, 토출 타이밍의 제어가 곤란해지기 때문이다.
표면 장력을 조정하기 위해서, 상기 분산액에는, 기판과의 접촉각을 부당하게 저하시키지 않는 범위에서, 불소계, 실리콘계, 비이온계 등의 표면 장력 조절제를 미량 첨가할 수 있다. 비이온계 표면 장력 조절제는, 액체의 기판으로의 습윤성을 양호화하고, 막의 레벨링(leveling)성을 개량하고, 도포막의 버블링의 발생, 불균일한 조직의 발생 등의 방지에 도움이 되는 것이다. 상기 분산액은, 필요에 따라서, 알코올, 에테르, 에스테르, 케톤 등의 유기 화합물을 포함하고 있어도 지장이 없다.
상기 분산액의 점도는 1mPa·s 이상, 50mPa·s 이하인 것이 바람직하다. 잉크젯법으로 토출할 때, 점도가 1mPa·s보다 작을 경우에는, 노즐 주변부가 잉크의 유출에 의해 오염되기 쉽고, 또한 점도가 50mPa·s보다 클 경우는, 노즐 구멍에서의 막힘 빈도가 높아져 원활한 액적의 토출이 어려워지기 때문이다.
본 실시 형태에서는, 상기 분산액의 액적을 잉크젯 헤드로부터 토출해서 기판상의 배선을 형성하는 장소에 적하한다. 이 때, 액 고임(bulge)이 생기지 않도록, 계속해서 토출하는 액적의 중첩 정도를 제어할 필요가 있다. 또한, 1회째의 토출에서는 복수의 액적을 서로 접하지 않도록 이격해서 토출하고, 2회째 이후의 토출에 의해 그 사이를 매립해 가는 것과 같은 토출 방법을 채용하는 것도 가능하다.
다음에, 제 1 액적 토출 공정(S3)이 실시된 테이프 형상 기판(11)의 소망 영역에 대해서, 제 1 경화 공정이 행하여진다(단계 S4).
제 1 경화 공정(S4)은, 제 1 액적 토출 공정(S3)에서 테이프 형상 기판(11)에 도포된 도전성 재료를 포함하는 액상체를 경화시키는 배선재 경화 공정을 실행하는 것이다. 상기 단계(S3)와 단계(S4)(단계 S2를 포함하여도 무방하다)를 반복하여 실시함으로써, 막 두께를 증대할 수 있고, 소망 형상에서 또한 소망 막 두께의 배선 등을 간편하게 형성할 수 있다.
제 1 경화 공정(S4)의 구체 예로서는, 예를 들면 테이프 형상 기판(11)에 도포된 액상체를 건조시켜서 경화시키는 수법이 있고, 또한 구체적으로는 UV 조사해서 경화시키는 수법을 들 수 있다. 제 1 경화 공정(S4)의 다른 구체 예로서는, 예를 들면 테이프 형상 기판(11)을 가열하는 통상의 핫 플레이트(hot plate), 전기로 등에 의한 처리 외에, 램프 어닐(lamp anneal)에 의해 실행할 수도 있다. 램프 어닐에 사용하는 광의 광원으로서는, 특히 한정되지 않지만, 적외선 램프, 크세논 램프, YAG 레이저, 아르곤 레이저, 탄산 가스 레이저, XeF, XeCl, XeBr, KrF, KrCl, ArF, ArCl 등의 엑시머 레이저 등을 광원으로서 사용할 수 있다. 이들의 광원은 일반적으로는, 출력 10W 이상, 5000W 이하의 범위의 것이 사용되지만, 본 실시 형태에서는 100W 이상, 1000W 이하의 범위로 충분하다.
다음에, 제 1 경화 공정(S4)이 실시된 테이프 형상 기판(11)의 소망 영역에, 절연재 도포 공정을 실행하는 제 2 액적 토출 공정(S5)이 실시된다(단계 S5).
이 제 2 액적 토출 공정(S5)에 있어서의 액적 토출도, 도 2에 도시하는 액적 토출 장치(20)에 의해 행하여진다. 단지, 제 1 액적 토출 공정(S3)에서 사용되는 액적 토출 장치(20)와 제 2 액적 토출 공정(S5)에서 사용되는 액적 토출 장치(20)는 별도의 장치인 것이 바람직하다. 별도의 장치로 함으로써, 제 1 액적 토출 공정(S3)과 제 2 액적 토출 공정(S5)을 동시에 실시할 수 있고, 제조의 신속화 및 액적 토출 장치의 가동률의 향상화를 도모할 수 있다.
제 2 액적 토출 공정(S5)은, 제 1 액적 토출 공정(S3) 및 제 1 건조 공정(S4)에서 형성된 테이프 형상 기판(11)의 배선층의 상층에, 액적 토출 장치에 의해 절연성의 액상체를 도포하는 공정이다. 즉, 액적 토출 장치(20)를 이용하여, 절연성의 액상체를 테이프 형상 기판(11)의 소정 영역 전체에 도포한다. 이 공정에 의해, 제 1 액적 토출 공정(S3) 및 제 1 경화 공정(S4)에서 형성된 배선 패턴이 절연막으로 덮어지게 된다. 이 제 2 액적 토출 공정(S5)을 실행하기 전에, 상기 단계(S2)의 표면 처리 공정(S2)에 대응하는 표면 처리를 하는 것이 바람직하다. 즉, 테이프 형상 기판(11)의 소정 영역 전체에 대해서 친액화 처리를 하는 것이 바람직하다.
다음에, 제 2 액적 토출 공정(S5)이 실시된 테이프 형상 기판(11)의 소망 영역에 대해서, 제 2 경화 공정(S6)이 행하여진다(단계 S6).
제 2 경화 공정(S6)은, 제 2 액적 토출 공정(S5)에서 테이프 형상 기판(11)에 도포된 절연성의 액상체를 경화시키는 절연재 경화 공정을 실행하는 것이다. 제 2 경화 공정(S6)의 구체 예로서는, 예를 들면 테이프 형상 기판(11)에 도포된 액상체를 건조시켜서 경화시키는 수법이 있고, 또한 구체적으로는 UV 조사해서 경화시키는 수법을 들 수 있다. 상기 단계(S5)와 단계(S6)(표면 처리 공정을 포함하여도 무방하다)를 반복하여 실시함으로써, 막 두께를 증대시킬 수 있고, 소망 형상에서 또한 소망 막 두께의 절연층 등을 간편하게 형성할 수 있다. 제 2 경화 공정(S6)의 구체 예는, 상기 제 1 건조 공정(S4)의 구체예와 같은 것을 적용할 수 있다.
상기 단계(S2~S6)는, 제 1 배선층을 형성하는 제 1 배선층 형성 공정(A)을 이룬다. 이 제 1 배선층 형성 공정(A)의 후에, 또 상기 단계(S2~S6)를 실시함으로써, 제 1 배선층의 상층에 제 2 배선층을 형성할 수 있다. 이 제 2 배선층을 형성하는 공정을 제 2 배선층 형성 공정(B)으로 한다. 이 제 2 배선층 형성 공정(B)의 후에, 또 상기 단계(S2~S6)를 실시함으로써, 제 2 배선층의 상층에 제 3 배선층을 형성할 수 있다. 이 제 3 배선층을 형성하는 공정을 제 3 배선층 형성 공정(C)으로 한다. 이와 같이, 상기 단계(S2~S6)를 반복하는 것에 의해, 테이프 형상 기판(11)에 다층 배선을 간편하게 또한 양호하게 형성할 수 있다.
다음에, 상기 단계(S2~S6)로 이루어지는 제 1 배선층, 제 2 배선층 및 제 3 배선층이 형성된 후에, 그 테이프 형상 기판(11)의 소망 영역에 대해서 소성하는 소성 공정(S7)이 행하여진다(단계 S7).
이 소성 공정(S7)은, 제 1 액적 토출 공정(S3)에서 도포되어 그 후에 건조 처리된 배선층과, 제 2 액적 토출 공정(S5)에서 도포되어서 그 후에 건조 처리된 절연층을 일제히 소성하는 공정이다. 소성 공정(S7)에 의해, 테이프 형상 기판(11)의 배선층에 있어서의 배선 패턴의 미립자간의 전기적 접촉이 확보되어 그 배선 패턴은 도전막으로 변환된다. 또한, 소성 공정(S7)에 의해, 테이프 형상 기판(11)의 절연층에 있어서의 절연성이 향상한다.
소성 공정(S7)은, 보통 대기중에서 행하여지지만, 필요에 따라서, 질소, 아르곤, 헬륨 등의 불활성 가스 분위기중에서 실행할 수도 있다. 소성 공정(S7)에서의 처리 온도는, 제 1 액적 토출 공정(S3) 또는 제 2 액적 토출 공정(S5)에서 도포되는 액상체에 포함되는 분산매의 비점(증기압), 분위기 가스의 종류나 압력, 미립자의 분산성이나 산화성 등의 열적 거동, 코팅재의 유무나 양, 기재의 내열 온도 등을 고려해서 적당히 결정된다. 예를 들면, 소성 공정(S7)으로서, 테이프 형상 기판(11)의 소망 영역을 150℃에서 소성한다.
이러한 소성 처리는 통상의 핫 플레이트(hot plate), 전기로 등에 의한 처리 외에 램프 어닐에 의해 실행할 수도 있다. 램프 어닐에 사용하는 광의 광원으로서는, 특히 한정되지 않지만, 적외선 램프, 크세논 램프, YAG 레이저, 아르곤 레이저, 탄산 가스 레이저, XeF, XeCl, XeBr, KrF, KrCl, ArF, ArCl 등의 엑시머 레이저 등을 광원으로서 사용할 수 있다. 이들의 광원은 일반적으로는, 출력 10W 이상, 5000W 이하의 범위의 것이 사용되지만, 본 실시 형태에서는, 100W 이상, 1000W 이하의 범위에서 충분하다.
이에 의해, 본 실시 형태에 의하면, 릴투릴 기판을 이루는 테이프 형상 기판(11)에 액적 토출 방식을 이용하여 배선을 형성하므로, 배선을 갖는 전자 기판 등에 대해서, 효율적으로 대량으로 제조할 수 있다. 즉, 본 실시 형태에 의하면, 부품의 제조 동안에 대량인 판형상 기판으로 하는 1개의 테이프 형상 기판(11)의 소망 영역을, 액적 토출 장치(20)의 소망 위치에 얼라인먼트함으로써, 그 소망 영역에 원하는 배선 패턴을 형성할 수 있다. 그래서, 하나의 소망 영역에 대해서 액적 토출 장치(20)에서 패턴 형성한 후에, 테이프 형상 기판(11)을 액적 토출 장치에 대하여 비켜 놓는 것에 의해, 지극히 간편하게 테이프 형상 기판(11)의 다른 소망 영역에 대해서 배선 패턴을 형성할 수 있다. 이에 의해, 본 실시 형태는, 릴투릴 기판을 이루는 테이프 형상 기판(11)의 각 소망 영역(각 회로 기판 영역)에 대해서, 간편하게 또한 신속하게 배선 패턴을 형성할 수 있고, 배선 기판 등에 대해서 효율적으로 대량으로 제조할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 의하면, 릴투릴 기판을 이루는 테이프 형상 기판(11)이 제 1 릴(101)로부터 풀려지고 나서 제 2 릴(102)에 권취될 때까지, 액적 도포 공정을 포함하는 복수의 공정을 실행한다. 이로써, 세정 공정(S1)을 실행하는 장치로부터 다음 표면 처리 공정(S2)을 실행하는 장소로, 또 다음의 공정을 실행하는 장치로, 테이프 형상 기판의 일단측을 제 2 릴(102)로 권취하는 것만으로, 그 테이프 형상 기판(11)을 이동시킬 수 있다. 따라서, 본 실시 형태에 의하면, 테이프 형상 기판(11)을 각 공정의 각 장치로 이동시키는 반송 기구 및 얼라인먼트 기구를 간략화할 수 있고, 제조 장치의 설치 스페이스를 저감할 수 있고, 대량 생산 등에 있어서의 제조 비용을 저감할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 패턴 형성 시스템 및 패턴 형성 방법에서는, 상기 복수의 공정에 있어서의 각 공정의 소요 시간이 거의 동일한 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 각 공정을 병렬로 동기시켜서 실행할 수 있고, 보다 신속한 제조가 가능함과 동시에, 각 공정의 각 장치의 이용 효율을 보다 높일 수 있다. 여기에서, 각 공정의 소요 시간을 일치시키기 위해서, 각 공정에서 사용되는 장치(예를 들면 액적 토출 장치(20)의 수 또는 성능을 조정해도 좋다. 예를 들면, 제 2 액적 토출 공정(S5)이 제 1 액적 토출 공정(S3)보다도 장시간이 될 경우, 제 1 액적 토출 공정(S3)에서는 1대의 액적 토출 장치(20)를 사용하고, 제 2 액적 토출 공정(S5)에서는 2대의 액적 토출 장치(20)를 사용하는 것으로서도 무방하다.
(액적 토출 장치)
다음에, 액적 토출 장치(20)에 대해서, 도면을 참조해서 구체적으로 설명한다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 액적 토출 장치(20)는, 잉크젯 헤드 그룹(토출 헤드)(1)과, 잉크젯 헤드 그룹(1)을 X 방향으로 구동하기 위한 X방향 가이드 축(가이드)(2)과, X방향 가이드 축(2)을 회전시키는 X방향 구동 모터(3)를 구비하고 있다. 또한, 액적 토출 장치(20)는, 테이프 형상 기판(11)을 탑재하기 위한 탑재대(4)와, 탑재대(4)를 Y방향으로 구동하기 위한 Y방향 가이드 축(5)과, Y방향 가이드 축(5)을 회전시키는 Y방향 구동 모터(6)를 구비하고 있다. 또한, 액적 토출 장치(20)는, X방향 가이드 축(2)과 Y방향 가이드 축(5)이, 각각 소정의 위치에 고정되는 스탠드(7)를 구비하고, 그 스탠드(7)의 하부에 제어 장치(8)를 구비하고 있다. 또한, 액적 토출 장치(20)는 클리닝 기구부(14) 및 히터(15)를 구비하고 있다.
여기서, X방향 가이드 축(2), X방향 구동 모터(3), Y방향 가이드 축(5), Y방향 구동 모터(6) 및 탑재대(4)는, 그 탑재대(4)에 얼라인먼트된 테이프 형상 기판(11)에 대하여, 잉크젯 헤드 그룹(1)을 상대적으로 이동시키는 헤드 이동 기구를 구성하고 있다. 또 X방향 가이드 축(2)은, 잉크젯 헤드 그룹(1)으로부터의 액적 토출 동작시에, 테이프 형상 기판(11)의 길이 방향(Y방향)에 대하여 거의 직각으로 교차하는 방향(X방향)으로 잉크젯 헤드 그룹(1)을 이동시키는 가이드이다.
잉크젯 헤드 그룹(1)은, 예를 들면 도전성 미립자를 함유하는 분산액(액상체)을 노즐(토출구)로부터 토출해서 소정 간격으로 테이프 형상 기판(11)에 부여하는 복수의 잉크젯 헤드를 구비하고 있다. 그리고, 이들 복수의 잉크젯 헤드 각각은, 제어 장치(8)로부터 출력할 수 있는 토출 전압에 따라 개별적으로 분산액을 토출할 수 있도록 되어 있다. 잉크젯 헤드 그룹(1)은 X방향 가이드 축(2)에 고정되어, X 방향 가이드 축(2)에는 X방향 구동 모터(3)가 접속되어 있다. X 방향 구동 모터(3)는 스텝핑 모터 등이며, 제어 장치(8)로부터 X축방향의 구동 펄스 신호가 공급되면, X방향 가이드 축(2)을 회전시키게 되어 있다. 그리고, X방향 가이드 축(2)을 회전시킬 수 있으면, 잉크젯 헤드 그룹(1)이 스탠드(7)에 대하여 X축방향으로 이동하게 되어 있다.
여기서, 잉크젯 헤드 그룹(1)을 구성하는 복수의 잉크젯 헤드의 상세에 대해서 설명한다. 도 3은 잉크젯 헤드(30)를 도시한 도면이며, 도 3a는 요부 사시도이며, 도 3b는 요부 단면도이다. 도 4는 잉크젯 헤드(30)의 저면도이다.
잉크젯 헤드(30)는, 도 3a에 도시하는 바와 같이 예컨대 스테인리스제의 노즐 플레이트(32)와 진동 판(33)을 구비하고, 양자를 분할 부재(리저버 플레이트)(34)를 거쳐서 접합한 것이다. 노즐 플레이트(32)와 진동판(33)의 사이에는, 분할 부재(34)에 의해 복수의 공간(35)과 액 저장부(36)가 형성되어 있다. 각 공간(35)과 액 저장부(36)의 내부는 액상체로 채워져 있어, 각 공간(35)과 액 저장부(36)는 공급구(37)를 거쳐서 연통하도록 되어 있다. 또한, 노즐 플레이트(32)에는, 공간(35)으로부터 액상체를 분사하기 위한 노즐 구멍(38)이 종횡으로 정렬시켜진 상태에서 복수 형성되어 있다. 한편, 진동판(33)에는 액 저장부(36)에 액상체를 공급하기 위한 구멍(39)이 형성되어 있다.
또한, 진동판(33)의 공간(35)에 대향하는 면과 반대측의 면 위에는, 도 3b에 도시하는 바와 같이 압전 소자(피에조 소자)(40)가 접합되어 있다. 이 압전 소자(40)는 한쌍의 전극(41)의 사이에 위치하고, 전류가 통하면 이것이 외측으로 돌출하도록 해서 굴곡하도록 구성된 것이다. 그리고, 이러한 구성의 것에 압전 소자(40)가 접합되어 있는 진동판(33)은 압전 소자(40)와 일체가 되어서 동시에 외측으로 굴곡하게 되어 있어, 이것에 의해 공간(35)의 용적이 증대하게 되어 있다. 따라서, 공간(35)내에 증대한 용적분에 대응하는 액상체가, 액 저장부(36)로부터 공급구(37)를 거쳐서 유입한다. 또한, 이러한 상태에서 압전 소자(40)로의 통전을 해제하면, 압전 소자(40)와 진동판(33)은 함께 원래의 형상으로 복귀한다. 따라서, 공간(35)도 원래의 용적으로 복귀하기 때문에, 공간(35) 내부의 액상체의 압력이 상승하고, 노즐 구멍(38)으로부터 기판을 향해서 액상체의 액적(42)이 토출된다.
또한, 이러한 구성으로 이루어지는 잉크젯 헤드(30)는, 그 저면 형상이 대략 원형 형상의 것으로, 도 4에 도시하는 바와 같이 노즐(N)(노즐 구멍(38))이 종으로 등간격으로 정렬한 상태에서 직사각형 형상으로 배치된 것이다. 그리고, 본 예에서는, 그 종방향, 즉 긴변방향으로 배치된 노즐의 열에 있어서의, 각 노즐중 1개 위치에 배치된 노즐을 주 노즐(제 1의 노즐)(Na)로 하고 이들 주 노즐(Na) 사이에 배치된 노즐을 부 노즐(제 2의 노즐)(Nb)로 하고 있다.
이들 각 노즐(N)(노즐(Na, Nb))에는, 각각 독립해서 압전 소자(40)가 설치되는 것에 의해, 그 토출 동작이 각각 독립해서 이루어지게 되어 있다. 즉, 이러한 압전 소자(40)에 전송하는 전기 신호로서의 토출 파형을 제어하는 것에 의해, 각 노즐(N)로부터의 액적의 토출량을 조정하고, 변화시킬 수 있게 되어 있는 것이다. 여기에서, 이러한 토출 파형의 제어는 제어 장치(8)에 의해 이루어지게 되어 있고, 이러한 구성에 의거하여, 제어 장치(8)는 각 노즐(N)로부터의 액적 토출량을 변화시키는 토출량 조정 수단으로서도 기능하게 되어 있다.
또한, 잉크젯 헤드(30)의 방식으로서는, 전기의 압전 소자(40)를 채용한 피에조 젯 타입(piezo jet type)에 한정되는 일 없이, 예를 들면 열 방식을 채용할 수 있고, 그 경우에는 인가 시간을 변화시키는 것 등에 의해, 액적 토출량을 변화시킬 수 있다.
도 2로 돌아가서, 탑재대(4)는, 이 액적 토출 장치(20)에 의해 분산액이 도포되는 테이프 형상 기판(11)을 탑재하는 것으로, 이 테이프 형상 기판(11)을 기준 위치에 고정하는 기구(얼라인먼트 기구)를 구비하고 있다. 탑재대(4)는 Y방향 가이드 축(5)에 고정되고, Y 방향 가이드 축(5)에는 Y방향 구동 모터(6, 16)가 접속되어 있다. Y 방향 구동 모터(6, 16)는 스텝핑 모터 등이며, 제어 장치(8)로부터 Y축방향의 구동 펄스 신호가 공급되면, Y방향 가이드 축(5)을 회전시키게 되어 있다. 그리고, Y방향 가이드 축(5)을 회전시켜지면, 탑재대(4)가 스탠드(7)에 대하여 Y축방향으로 이동하게 되어 있다.
액적 토출 장치(20)는 잉크젯 헤드 그룹(1)을 클리닝하는 클리닝 기구부(14)를 구비하고 있다. 클리닝 기구부(14)는 Y방향의 구동 모터(16)에 의해 Y방향 가이드 축(5)에 따라 이동하게 되어 있다. 클리닝 기구부(14)의 이동도 제어 장치(8)에 의해 제어되고 있다. 다음에, 액적 토출 장치(20)의 플러싱 영역(12a, 12b)에 대해서 설명한다.
도 5는 액적 토출 장치(20)에 있어서의 잉크젯 헤드 그룹(1) 부근에 대해서의 부분 평면도이다. 또한, 액적 토출 장치(20)의 탑재대(4)에는 2개의 플러싱 영역(12a, 12b)이 설치된다. 플러싱 영역(12a, 12b)은 테이프 형상 기판(11)의 폭방향(X방향)의 양측에 배치된 영역이며, X방향 가이드 축(2)에 의해 잉크젯 헤드 그룹(1)이 이동되는 것이 가능한 영역이다. 즉, 테이프 형상 기판(11)에 있어서의 하나의 회로 기판에 대응하는 영역인 소망 영역(11a)의 양측에, 플러싱 영역(12a, 12b)이 배치되어 있다. 그리고, 플러싱 영역(12a, 12b)은 잉크젯 헤드 그룹(1)으로부터 분산액(액상체)이 버려지는 영역이다. 이렇게 플러싱 영역(12a, 12b)을 배치함으로써, X방향 가이드 축(2)에 따라, 잉크젯 헤드 그룹(1)을 신속히 어느쪽의 플러싱 영역(12a, 12b)으로 이동시킬 수 있다. 예를 들면, 잉크젯 헤드 그룹(1)이 플러싱 영역(12b)의 근방에서 플러싱하고 싶은 상태가 되었을 경우, 잉크젯 헤드 그룹(1)을 비교적 먼 플러싱 영역(12a)으로 이동시키는 일없이, 비교적 가까운 플러싱 영역(12b)으로 이동시키고, 신속히 플러싱시킬 수 있다.
도 2로 돌아와서, 히터(15)는, 여기에서는 램프 어닐에 의해 테이프 형상 기판(11)을 열처리(건조 처리 또는 소성 처리)하는 수단이다. 즉, 히터(15)는, 테이프 형상 기판(11)위로 토출된 액상체의 증발·건조를 실행하는 동시에 도전막으로 변환하기 위한 열처리를 실행할 수 있다. 이 히터(15)의 전원의 투입 및 차단도 제어 장치(8)에 의해 제어되게 되어 있다.
본 실시 형태의 액적 토출 장치(20)에 있어서, 소정의 배선 형성 영역에 분산액을 토출하기 위해서는, 제어 장치(8)로부터 소정의 구동 펄스 신호를 X방향 구동 모터(3) 및/또는 Y방향 구동 모터(6)에 공급하고, 잉크젯 헤드 그룹(1) 및/또는 탑재대(4)를 이동시키는 것에 의해, 잉크젯 헤드 그룹(1)과 테이프 형상 기판(11)(탑재대(4)를 상대 이동시킨다. 그리고, 이 상대 이동의 사이에 잉크젯 헤드 그룹(1)에 있어서의 소정의 잉크젯 헤드(30)에 제어 장치(8)로부터 토출 전압을 공급하고, 상기 잉크젯 헤드(30)로부터 분산액을 토출시킨다.
본 실시 형태의 액적 토출 장치(20)에 있어서, 잉크젯 헤드 그룹(1)의 각 잉크젯 헤드(30)로부터의 액적의 토출량은 제어 장치(8)로부터 공급되는 토출 전압의 크기에 의해 조정할 수 있다. 또한, 테이프 형상 기판(11)에 토출되는 액적의 피치는, 잉크젯 헤드 그룹(1)과 테이프 형상 기판(11)(탑재대(4))과의 상대 이동 속도 및 잉크젯 헤드 그룹(1)으로부터의 토출 주파수(토출 전압 공급의 주파수)에 의해 결정된다.
본 실시 형태의 액적 토출 장치(20)에 의하면, X방향 가이드 축(2) 또는 Y방향 가이드 축(5)에 따라 잉크젯 헤드 그룹(1)을 이동시키는 것에 의해, 테이프 형상 기판(11)의 소망 영역에 있어서의 임의의 위치에 액적을 착탄시켜서 패턴을 형성할 수 있다. 그리고, 하나의 소망 영역에 대해서 패턴 형성한 후에, 테이프 형상 기판(11)을 길이 방향(Y방향)으로 비켜 놓는 것에 의해, 지극히 간편하게 다른 소망 영역에 대해서 패턴 형성할 수 있다. 여기서, 소망 영역은 하나의 회로 기판에 대응시킬 수 있다. 여기에서, 본 실시 형태는, 테이프 형상 기판(11)의 각 소망 영역(각 회로 기판 영역)에 대해서, 간편하게 또한 신속하게 패턴을 형성할 수 있고, 배선 또는 전자 회로 등에 대해서, 효율적으로 대량으로 제조할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 패턴 형성 시스템은, 테이프 형상 기판(11)에 있어서의 액적 토출 장치(20)에서 액상체가 도포된 면이 내측을 향하도록, 그 테이프 형상 기판(11)을 제 2 릴(102)이 권취되는 구성인 것이 바람직하다. 또한, 제 1 릴(101)에 감겨져 있는 테이프 형상 기판(11)의 내측면이, 액적 토출 장치(20)에 의한 액상체의 도포면인 것이 바람직하다.
이렇게 하면, 테이프 형상 기판(11)에 있어서의 패턴이 형성된 면이 내측이 되도록, 그 테이프 형상 기판(11)이 제 2 릴(102)로 권취되므로, 이러한 패턴을 양호한 상태인 채로 유지할 수 있다. 또한, 제 1 릴(101)과 제 2 릴(102)로 테이프 형상 기판(11)의 왜곡 방향이 동일하게 되므로, 테이프 형상 기판(11)에 대한 기계적인 외력 작용을 저감할 수 있고, 테이프 형상 기판(11)이 변형하는 것 등을 저감할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 패턴 형성 시스템은, 액적 토출 장치(20)가, 테이프 형상 기판(11)의 표면과 이면에 거의 동시에 액적을 토출할 수 있는 하나 또는 복수의 잉크젯 헤드 그룹(1)을 갖는 것으로서도 무방하다. 이러한 액적 토출 장치(20)로서는 테이프 형상 기판(11)의 표면을 수직인 상태로 유지하고, 그 테이프 형상 기판(11)의 표면측 및 이면측에 각각 배치된 잉크젯 헤드 그룹(1)을 구비하는 구성을 적용할 수 있다. 이러한 구성에 의해, 테이프 형상 기판(11)의 표면 및 배면 양면에 동시에 박막 패턴을 형성할 수 있고, 다른 제조 시간의 단축화 및 제조 비용의 저감화를 실현할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 패턴 형성 시스템은, 테이프 형상 기판(11)을 비틀어서 표면 및 이면을 반전시키는 반전 기구(도시하지 않음)를 갖는 것으로서도 좋다. 그리고, 액적 토출 장치(20)는, 반전 기구에 의해 비틀려지기 전의 테이프 형상 기판(11)의 상측면에 액적을 토출하는 제 1 잉크젯 헤드 그룹(제 1 토출 헤드)과, 반전 기구에 의해 비틀려진 후의 테이프 형상 기판(11)의 상측면에 액적을 토출하는 제 2 잉크젯 헤드 그룹(제 2 토출 헤드)을 갖는 것이 바람직하다.
이러한 구성에 의하면, 반전 기구에 의해 테이프 형상 기판(11)을 반전시킬 수 있고, 제 1 잉크젯 헤드 그룹에 의해 테이프 형상 기판(11)의 한쪽면에 액적을 도포할 수 있고, 제 2 잉크젯 헤드 그룹에 의해 테이프 형상 기판(11)의 다른쪽면에 액적을 도포할 수 있다. 따라서, 테이프 형상 기판(11)의 양면에 액적 토출 방식으로 액상체를 도포할 수 있다.
[제 2 실시 형태]
다음에, 본 발명의 제 2 실시 형태에 따른 패턴 형성 방법밖에 관하여, 도 7 내지 도 11을 이용하여 설명한다. 또한, 제 1 실시 형태와 동일한 구성이 되는 부분에 대해서는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 7은 제 2 실시 형태에 따른 패턴 형성 방법의 설명도이다. 상술한 제 1 실시 형태의 패턴 형성 방법은, 릴투릴 기판이 풀려지고 나서 권취될 때까지, 상기 액적 토출 방식에 의한 액적 도포 공정을 포함하는 복수의 공정을 실행하는 것이었다. 이에 대하여, 제 2 실시 형태의 패턴 형성 방법은, 릴투릴 기판이 풀려지고 나서 권취될 때까지 하나 또는 소수의 공정만을 실행한다. 이 경우, 패턴 형성 시스템을 간략화할 수 있다. 또한, 각 공정에 있어서 1회만 얼라인먼트를 실행하면, 릴투릴 기판에 포함되는 복수의 소망 영역에 대하여 처리를 실행하는 것이 가능하게 되므로, 배선 기판 등의 대량 생산에 메리트를 갖는다.
그 때문에, 제 2 실시 형태에 따른 패턴 형성 방법은, 액적 토출 장치(20)에 의한 배선재 도포 공정의 종료 후, 도포된 액상체가 경화하기 전에 테이프 형상 기판(11)을 권취하도록 한다. 이 점에서, 도포된 액상체가 경화해서 배선이 형성된 후에 테이프 형상 기판(11)을 권취하는 것도 고려된다. 그러나, 이 경우에는, 테이프 형상 기판(11)의 만곡에 따라 배선에 마모가 생기거나, 배선이 박리하는 문제가 있다(또한, 제 1 실시 형태와 같이 배선의 표면을 절연체로 피복하고 나서 테이프 형상 기판을 권취하면, 이러한 문제는 생기지 않는다). 이에 대하여, 경화전의 액상체는 테이프 형상 기판(11)의 만곡에 추종할 수 있으므로, 배선에 있어서의 마모나 박리 등의 발생이 방지된다. 따라서, 신뢰성이 우수한 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 경화전의 액상체가 유동성을 가질 경우에는, 테이프 형상 기판을 권취한 것만으로 액상체가 유동해서 변형할 우려가 있다. 그래서, 액상체가 유동성을 잃는 정도로 액상체를 임시 건조시키고 나서 테이프 형상 기판을 권취함으로써, 액상체의 유동에 의한 변형을 방지하는 것이 바람직하다. 이 임시 건조는 습도가 낮은 공기나 불활성가스 등의 드라이 에어를 액상체에 내뿜는 것에 따라 실행한다. 이 드라이 에어의 온도는 상온(약 25℃)이어도, 고온이어도 무방하다. 또한, 드라이 에어를 내뿜는 대신에, 적외선 램프 등을 이용하여, 적외선을 액상체에 조사하여도 무방하다. 이와 같이, 임시 건조의 구체적인 방법으로서 드라이 에어의 내뿜기나 적외선의 조사를 채용함으므로써, 간단한 제조 설비 및 제조 공정에 의해 임시 건조를 실행할 수 있으므로, 설비 비용 및 제조 비용의 상승을 억제할 수 있다. 또한, 임시 건조 때문에 일시적으로 온도가 상승해도, 즉시 상온으로 복귀할 수 있으므로, 제조 시간을 단축할 수 있다.
한편, 도포된 액상체가 경화하기 전에 테이프 형상 기판(11)을 권취하면, 이미 권취된 테이프 형상 기판의 이면과의 사이에서 액상체가 압유하여, 원하는 패턴을 형성할 수 없어진다. 그래서, 제 2 실시 형태의 패턴 형성 방법에서는, 테이프 형상 기판(11)에 있어서의 액상체의 도포 영역을 덮도록, 그 표면에 테이프 형상 스페이서(91)를 배치한 상태에서, 테이프 형상 기판(11)을 권취하도록 한다. 구체적으로는, 스페이서 릴(90)로부터 테이프 형상 스페이서(이하, 단순히 「스페이서」라고 함)(91)를 내보내고, 장착 롤(98)에서 스페이서(91)를 테이프 형상 기판(11)의 표면에 따라 배치한다. 그리고, 스페이서(91) 및 테이프 형상 기판(11)을 서로 중첩시킨 상태에서 제 2 릴(102)에 권취하도록 한다.
도 8은 테이프 형상 기판(11)의 표면에 스페이서(91)를 배치하는 공정의 설명도이다. 스페이서(91)는 폴리이미드 등의 수지 재료에 의해 필름 형상으로 형성되어 있다. 그 스페이서(91)의 폭방향 중앙부는 평탄면으로 하고 있지만, 폭방향 양 단부에는 요철부(92)가 형성되어 있다. 이 요철부(92)는, 그 반대 형상의 형을 이용하여 스페이서(91)를 가열·가압함으로써 형성하는 것이 가능하다. 이 요철부(92)에서는, 적어도 테이프 형상 기판(11)측의 면에 볼록부(94)가 형성되어 있다. 그 볼록부(94)는, 테이프 형상 기판(11)의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 형성되어 있다. 이것에 부가하여, 스페이서(91)에 있어서의 테이프 형상 기판(11)과 반대측의 면에 볼록부를 형성해도 무방하고, 그 볼록부의 높이는 테이프 형상 기판(11)측의 볼록부(94)의 높이보다 낮아도 좋다.
테이프 형상 기판(11)의 표면에 스페이서(91)를 배치하는 때는, 스페이서(91)의 표면에 형성된 볼록부(94)를, 테이프 형상 기판(11)에 있어서의 액상체의 도포 영역(11a) 이외의 영역에 접촉시킨다. 본 실시 형태에서는, 테이프 형상 기판의 폭방향 중앙부에 액상체의 도포 영역(11a)이 설치되고, 스페이서(91)의 폭방향 양 단부에 볼록부(94)가 형성되어 있으므로, 테이프 형상 기판(11)에 있어서의 액상체의 도포 영역(11a) 이외의 영역에 스페이서(91)의 볼록부(94)를 접촉시킬 수 있다. 그 결과, 스페이서(91)의 폭방향 중앙부의 평탄면에 의해, 테이프 형상 기판(11)에 있어서의 액상체의 도포 영역(11a)을 덮을 수 있다. 이로써, 도포된 액상체와 외부의 접촉을 방지하는 것이 가능하게 되어, 액상체가 보호되어서 원하는 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 테이프 형상 기판(11)의 폭방향 양 단부에는, 테이프 형상 기판(11)의 권취 구멍(perforation)(11b)이 일정 간격으로 형성되어 있다. 이 권취 구멍(11b)은 테이프 형상 기판의 권취 릴의 핀(도면에 도시 않됨)에 결합하는 것이다. 그리고, 그 권취 릴을 소정 각도만큼 회전시키면, 그 각도내에 배설된 소정 개수의 핀에 소정 개수의 권취 구멍이 결합하므로, 소정 길이의 테이프 형상 기판(11)을 정확하게 권취할 수 있도록 되어 있다. 본 실시 형태에서는, 이 테이프 형상 기판(11)의 권취 구멍(11b)에 대하여, 스페이서(91)의 폭방향 양 단부에 형성된 볼록부(94)를 결합시킨다. 그 때문에, 스페이서(91)의 볼록부(94)의 피치가 테이프 형상 기판(11)의 권취 구멍(11b)의 피치와 일치하도록, 스페이서(91)를 형성해 둔다. 그리고, 테이프 형상 기판(11)의 권취 구멍(11b)에 스페이서(91)의 볼록부(94)를 결합시킴으로써, 테이프 형상 기판(11)과 스페이서(91)의 위치 어긋남을 방지할 수 있다. 이로써, 테이프 형상 기판(11)에 있어서의 액상체의 도포 영역을 확실히 보호할 수 있다.
그리고, 스페이서와 함께 권취된 테이프 형상 기판은 릴투릴 기판의 상태로 다음 공정으로 반송된다. 그 다음 공정에서는, 테이프 형상 기판의 표면으로부터 스페이서를 끌어서 벗겨내어 스페이서 릴에 권취하면서, 제 1 릴로부터 테이프 형상 기판을 내보낸다. 그리고, 테이프 형상 기판이 내보내지고 나서 귄취될 때까지, 적어도 액상체를 소성하여 경화한 배선을 형성하는 공정으로부터, 그 배선의 표면을 층간 절연막으로 피복하는 공정까지를 행한다. 이렇게, 경화한 배선의 표면을 층간 절연막으로 피복하면, 테이프 형상 기판의 만곡에 따라 배선이 크게 변형하는 일이 없어져, 배선에 있어서의 마모나 박리 등의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 릴투릴 방식에 의한 패턴 형성 방법은, 플렉시블 인쇄 기판(Flexible Printed Circuit ; 이하 「FPC」라고 함) 등의 가요성을 갖는 기판에 적용하는 것이 가능하다. 이 경우, 테이프 형상 기판(11)이 크게 만곡할 수 있으므로, 배선이 경화한 후에 테이프 형상 기판(11)을 권취하면, 배선의 마모나 박리가 빈발할 우려가 있다. 따라서, 상술한 본 실시 형태의 패턴 형성 방법은 FPC에 대한 배선 패턴의 형성에 있어서, 특히 현저한 효과를 나타내는 것이다.
(배선 패턴)
다음에, 액적 토출 방식을 이용하여 형성되는 배선 패턴의 일 예에 대해서 설명한다.
도 9는 배선 패턴의 일 예의 설명도이다. 또한, 도 9a는 도 9b의 B-B선에 있어서의 평면 단면도이며, 도 9b는 도 9a의 A-A선에 있어서의 측면 단면도이다. 도 9b에 도시하는 배선 패턴은 하층의 전기 배선(72)과 상층의 전기 배선(76)이 층간 절연막(84)을 거쳐서 적층되는 동시에, 도통 포스트(74)에 의해 도통 접속된 구성으로 되어 있다. 또한, 이하에 설명하는 배선 패턴은 일 예에 지나지 않고, 이외의 배선 패턴에 본 발명을 적용하는 것도 가능하다.
도 9b에 도시하는 배선 패턴은 상술한 테이프 형상 기판(11)의 표면에 형성되어 있다. 그 테이프 형상 기판(11)의 표면에 배킹 절연막(81)(backing insulating layer)이 형성되어 있다. 이 배킹 절연막(81)은 아크릴 등의 자외선 경화성 수지를 주성분으로 하는 전기 절연성 재료에 의해 구성되어 있다.
그 배킹 절연막(81)의 표면에 복수의 전기 배선(72)이 형성되어 있다. 이 전기 배선(72)은 Ag 등의 도전성 재료에 의해 소정의 패턴으로 형성되어 있다. 또한, 배킹 절연막(81)의 표면에 있어서의 전기 배선(72)의 비형성 영역에는 층내 절연막(82)이 형성되어 있다. 그리고, 액적 토출 방식을 채용함으로써, 전기 배선(72)의 라인×스페이스는 예를 들면 30μm×30μm 정도로 미세화되어 있다.
또한, 주로 전기 배선(72)을 덮도록 층간 절연막(84)이 형성되어 있다. 이 층간 절연막(84)도 배킹 절연막(81)과 같은 수지 재료로 구성되어 있다. 그리고, 전기 배선(72)의 단부로부터 상측을 향하여, 층간 절연막(84)을 관통하도록, 상당한 높이의 도통 포스트(74)가 형성되어 있다. 이 도통 포스트(74)는 전기 배선(72)과 같은 Ag 등의 도전성 재료에 의해 원주형상으로 형성되어 있다. 일 예를 들면, 전기 배선(72)의 두께는 2μm 정도이며, 도통 포스트(74)의 높이는 8μm 정도로 형성되어 있다.
그 층간 절연막(84)의 표면에는 상층의 전기 배선(76)이 형성되어 있다. 이 상층의 전기 배선(76)도, 하층의 전기 배선(72)과 마찬가지로, Ag 등의 도전성 재료로 구성되어 있다. 또한, 도 9a에 도시하는 바와 같이, 상층의 전기 배선(76)은 하층의 전기 배선(72)과 교차하도록 배치해도 좋다. 그리고, 상층의 전기 배선(76)은 도통 포스트(74)의 상단부에 접속되어서, 하층의 전기 배선(72)과의 도통이 확보되고 있다.
또한, 도 9b에 도시하는 바와 같이, 층간 절연막(84)의 표면에 있어서의 전기 배선(76)의 비형성 영역에는 층내 절연막(86)이 형성되어 있다. 또한, 주로 전기 배선(76)을 덮도록 보호막(88)이 형성되어 있다. 이들의 층내 절연막(86) 및 보호막(88)도 배킹 절연막(81)과 동일한 수지 재료로 구성되어 있다.
이상에는, 2층의 전기 배선(72, 76)을 구비한 배선 패턴을 예로서 설명했지만, 3층 이상의 전기 배선을 구비한 배선 패턴으로 하는 것도 가능하다. 이 경우, 제 1 층의 전기 배선(72)으로부터 제 2 층의 전기 배선(76)까지의 구조와 마찬가지로, 제 n 층의 전기 배선으로부터 제 n+1 층의 전기 배선까지를 형성하면 좋다.
(패턴 형성 방법)
다음에, 상술한 배선 패턴의 형성 방법에 대해서 설명한다.
도 10은 배선 패턴의 형성 방법의 공정표이다. 이하에는, 도 10의 좌단란의 스텝 번호의 순서로 도 9b를 참조하면서 각 공정을 설명한다. 또한, 제 1 실시 형태와 동일한 구성이 되는 부분에 대해서는 그 상세한 설명을 생략한다.
우선, 테이프 형상 기판(11)의 표면을 세정한다(단계 1). 구체적으로는, 파장 172nm의 엑시머 UV를 테이프 형상 기판(11)의 표면에 300초 정도 조사한다. 또한, 물 등의 용매로 테이프 형상 기판(11)을 세정해도 무방하고, 초음파를 이용하여 세정해도 무방하다. 또한, 테이프 형상 기판(11)에 상압으로 플라즈마를 조사함으로써 세정해도 좋다.
다음에, 테이프 형상 기판(11)의 표면에 배킹 절연막(81)을 형성하는 전제로 해서, 배킹 절연막(81)의 제방(bank)(주연부)을 그려 형성한다(단계 2). 이 그림은 액적 토출 방식(잉크젯 방식)에 의해 실행한다. 즉, 후술하는 액적 토출 장치를 이용하여, 배킹 절연막(81)의 형성 재료인 경화전의 수지 재료를 배킹 절연막(81)의 형성 영역의 주연부에 따라 토출한다.
다음에, 토출된 수지 재료를 경화시킨다(단계 3). 구체적으로는, 파장 365nm의 UV를 4초 정도 조사하고, 배킹 절연막(81)의 형성 재료인 UV 경화성 수지를 경화시킨다. 이로써, 배킹 절연막(81)의 형성 영역의 주연부에 제방이 형성된다.
다음에, 형성된 제방 내측에 배킹 절연막(81)을 그려 형성한다(단계 4). 이 그림도 액적 토출 방식에 의해 실행한다. 구체적으로는, 상술한 액적 토출 장치의 잉크젯 헤드를 제방 내측 전체에 주사시키면서, 그 잉크젯 헤드로부터 배킹 절연막(81)의 형성 재료인 경화전의 수지 재료를 토출한다. 여기에서, 토출된 수지 재료가 유동해도, 주연부의 제방에 의해 막을 수 있으므로, 배킹 절연막(81)의 형성 영역을 초과하여 넓어지는 일은 없다.
다음에, 토출된 수지 재료를 경화시킨다(단계 5). 구체적으로는, 파장 365nm의 UV를 60초 정도 조사하고, 배킹 절연막(81)의 형성 재료인 UV 경화성 수지를 경화시킨다. 이로써, 테이프 형상 기판(11)의 표면에 배킹 절연막(81)이 형성된다.
다음에, 배킹 절연막(81)의 표면에 전기 배선(72)을 형성하는 전제로 해서, 배킹 절연막(81)의 표면의 접촉각을 조정한다(단계 6). 후술하는 바와 같이, 전기 배선(72)의 형성 재료를 포함하는 액적을 토출했을 경우에, 배킹 절연막(81)의 표면과의 접촉각이 지나치게 크면, 토출된 액적이 구슬 형상이 되어서 소정 위치에 소정 형상의 전기 배선(72)을 형성하는 것이 곤란해진다. 한편, 배킹 절연막(81)의 표면과의 접촉각이 지나치게 작으면, 토출된 액적이 습윤되어 넓어져 전기 배선(72)의 미세화가 곤란해진다. 경화한 배킹 절연막(81)의 표면은 발액성을 도시하고 있으므로, 그 표면에 파장 172nm의 엑시머 UV를 15초 정도 조사함으로써, 배킹 절연막(81)의 표면의 접촉각을 조정한다. 발액성의 완화의 정도는, 자외광의 조사 시간에서 조정할 수 있지만, 자외광의 강도, 파장, 열처리(가열)의 조합 등에 의해 조정할 수도 있다. 또한, 친액화 처리의 다른 방법으로서는, 산소를 반응 가스로 하는 플라즈마 처리나, 기판을 오존 분위기에 노출하는 처리 등을 들 수 있다.
다음에, 배킹 절연막(81)의 표면에, 후에 전기 배선이 되는 액상 라인(72p)을 그려 형성한다(단계 7). 이 그림은 후술하는 액적 토출 장치를 사용한 액적 토출 방식에 의해 실행한다. 여기서 토출하는 것은, 전기 배선의 형성 재료인 도전성 미립자를 분산매에 분산되게 한 분산액이다. 그 도전성 미립자로서, 은이 적합하게 사용되지만, 그 외에 제 1 실시 형태와 같은 도전성 미립자를 채용하는 것도 가능하다. 또한, 도전성 미립자의 입경이나 코팅재 등은 제 1 실시 형태와 동일하다. 또한, 사용하는 분산매의 재료나 증기압, 표면 장력, 점도 등도 제 1 실시 형태와 동일하다. 또한, 분산 매질인 도전성 미립자의 분산 매질에 대한 농도 등도 제 1 실시 형태와 동일하다.
그리고, 상기 분산액의 액적을 잉크젯 헤드로부터 토출하고, 전기 배선을 형성해야 할 장소에 적하한다. 이 때, 액 고임(bulge)이 생기지 않도록, 계속해서 토출하는 액적의 겹침 정도를 조정하는 것이 바람직하다. 특히, 1회째의 토출에서는 복수의 액적을 서로 접하지 않도록 이격해서 토출하고, 2회째 이후의 토출에 의해 그 사이를 매립하는 것과 같은 토출 방법을 채용하는 것이 바람직하다.
이상으로부터, 배킹 절연막(81)의 표면에 액상 라인(72p)이 형성된다.
다음에, 도 9b에 도시하는 바와 같이, 액상 라인(72p)의 소성을 실행한다(단계 8). 구체적으로는, 액상 라인(72p)이 형성된 테이프 형상 기판(11)을 150℃의 핫 플레이트에서 30분 정도 가열하는 것에 따라 실행한다. 이 소성 처리는, 보통 대기중에서 행하여지지만, 필요에 따라 질소, 아르곤, 헬륨 등의 불활성 가스 분위기 중에서 실행할 수도 있다. 또한, 본 소성의 처리 온도를 150℃로 했지만, 액상 라인(72p)에 포함되는 분산 매질의 비점(증기압), 분위기 가스의 종류나 압력, 미립자의 분산성이나 산화성 등의 열적 거동, 코팅재의 유무나 양, 기재의 내열 온도 등을 고려하여, 적당히 설정하는 것이 바람직하다. 이러한 소성 처리는 통상의 핫 플레이트, 전기로 등에 의한 처리 외에, 램프 어닐에 의해 실행할 수도 있다.
상기와 같은 소성 처리에 의해, 액상 라인(72p)에 포함되는 분산매가 휘발하고, 도전성 미립자간의 전기적 접촉이 확보되어서, 전기 배선(72)이 형성된다.
다음에, 소성한 전기 배선(72)의 단부에, 후에 도통 포스트가 되는 액상 포스트(74p)를 그려 형성한다(단계 9). 이 그림도, 단계 7의 액상 라인(72p)의 그림과 같이, 상기 액적 토출 장치를 사용한 액적 토출 방식에 의해 실행한다. 여기서 토출하는 것은, 도통 포스트(74)의 형성 재료인 도전성 미립자를 분산 매질에 분산되게 한 분산액의 액적이며, 구체적으로는 액상 라인(72p)의 그림에 사용하는 액상체와 같은 것이다. 즉, 액상 라인(72p)을 그린 후에, 같은 액상체를 충전한 것과 동일한 잉크젯 헤드를 이용하여, 도통 포스트(74)의 형성 위치에 액적을 토출하면 좋다.
다음에, 도 9b에 도시하는 바와 같이, 그려 형성한 액상 포스트(74p)를 소성한다(단계 10). 이 소성 처리는, 액상 포스트(74p)가 형성된 테이프 형상 기판(11)을 150℃의 핫 플레이트에서 30분 정도 가열하는 것에 따라 실행한다. 이로써, 액상 포스트(74p)에 포함되는 분산매가 휘발하고, 도전성 미립자간의 전기적 접촉이 확보되어서, 도통 포스트(74)가 형성된다.
다음에, 전기 배선(72)의 형성층에 층내 절연막(82)을 형성하는 전제로 해서, 배킹 절연막(81)의 표면의 접촉각을 조정한다(단계 11). 경화한 배킹 절연막(81)의 표면은 발액성을 도시하는 것이므로, 그 표면에 친액성을 부여하기 위해서, 파장172nm의 엑시머 UV를 60초 정도 조사한다.
다음에, 전기 배선(72)의 주위에 층내 절연막(82)을 그려 형성한다(단계 12). 이 그림도, 배킹 절연막(81)의 그림과 같이, 액적 토출 장치를 이용하여 실행한다. 여기에서는, 우선 도통 포스트(74) 및 전기 배선(72)의 주위에 빈틈을 비우고, 그 외측에 수지 재료를 토출한다.
다음에, 도통 포스트(74) 및 전기 배선(72)의 주위의 빈틈에, 파장 172nm의 엑시머 UV를 10초 정도 조사하고, 친액 처리를 실시한다(단계 13). 이로써, 도통 포스트(74) 및 전기 배선(72)의 주위의 빈틈에 친액성이 부여되므로, 그 빈틈에 수지 재료가 유동하고, 도통 포스트(74) 및 전기 배선(72)과 접촉한다. 이 경우, 수지 재료는 전기 배선(72)의 표면에는 습윤되지만, 도통 포스트(74)의 상단에는 습윤되는 일이 없다. 따라서, 도통 포스트(74)와 상층의 전기 배선(76)과의 도통을 확보할 수 있다.
그리고, 토출된 수지 재료를 경화시킨다(단계 14). 구체적으로는, 파장 365nm의 UV를 4초 정도 조사하고, 층내 절연막(82)의 형성 재료인 UV 경화성 수지를 경화시킨다. 이로써, 층내 절연막(82)이 형성된다.
다음에, 주로 전기 배선(72)의 표면에, 층간 절연막(84)을 그려 형성한다(단계 15). 이 그림도, 배킹 절연막(81)의 그림과 같이, 액적 토출 장치를 이용하여 실행한다. 여기에서도, 도통 포스트(74)의 주위에 빈틈을 비우고, 수지 재료를 토출하는 것이 바람직하다.
다음에, 토출된 수지 재료를 경화시킨다(단계 16). 구체적으로는, 파장 365nm의 UV를 60초 정도 조사하고, 층간 절연막(84)의 형성 재료인 UV 경화성 수지를 경화시킨다. 이로써, 층간 절연막(84)이 형성된다.
다음에, 층간 절연막(84)의 표면에 상층의 전기 배선(76)을 형성한다. 그 구체적인 방법은, 하층의 전기 배선(72)을 형성하기 위한 단계(6) 내지 단계(10)와 동일하다.
다음에, 전기 배선(76)의 형성층에 층내 절연막(86)을 형성한다. 그 구체적인 방법은, 전기 배선(72)의 형성층에 층내 절연막(82)을 형성하기 위한 단계(11) 내지 단계(14)와 동일하다. 또한, 단계(15) 및 단계(16)를 실행하면, 상층의 전기 배선(76)의 표면에 층간 절연막을 형성할 수 있다.
이와 같이, 단계(6) 내지 단계(16)를 반복하는 것에 의해, 전기 배선을 적층 배치할 수 있다. 또한, 최상층의 전기 배선의 표면에는, 단계(15) 및 단계(16)와 같은 방법에 의해, 보호막(88)을 형성하면 좋다.
제 2 실시 형태의 패턴 형성 방법은, 릴투릴 기판이 풀려지고 나서 권취될 때까지, 상기의 하나 또는 소수의 공정만을 실행한다. 이것에 의하면, 릴투릴 기판이 풀려지고 나서 권취될 때까지 거의 모든 공정을 실행하는 제 1 실시 형태와 비교하여, 패턴 형성 시스템을 간략화할 수 있다. 다만, 제 2 실시 형태의 패턴 형성 방법에서는, 전공정으로부터 후공정에 릴투릴 기판을 운반하고, 다시 한번 얼라인먼트를 실행할 필요가 있다. 그러나, 각 공정에 있어서 1회만 얼라인먼트를 실행하면, 릴투릴 기판에 포함되는 복수의 소망 영역에 대하여 처리를 실행하는 것이 가능하게 되어, 배선 기판 등의 대량 생산에 메리트를 갖는다.
이상으로부터, 도 9에 도시하는 배선 패턴이 형성된다.
(전기 광학 장치)
상술한 패턴 형성 방법은 FPC에 있어서의 배선 패턴의 형성에 대하여 바람직하게 사용할 수 있다. 그래서, 그 FPC가 채용된 전기 광학 장치의 일 예인 액정 모듈에 대하여 설명한다.
도 11은 COF(Chip 0n Film) 구조의 액정 모듈의 분해 사시도이다. 액정 모듈(111)은, 크게 나누면, 칼라 표시용의 액정 패널(112)과, 액정 패널(112)에 접속되는 FPC(130)와, FPC(130)에 설치되는 액정 구동용 IC(100)를 구비하고 있다. 또 필요에 따라서, 백라이트 등의 조명 장치나 그 밖의 부대 기기가 액정 패널(112)에 부설된다.
액정 패널(112)은 밀봉재(104)에 의해 접착된 한쌍의 기판(105a) 및 기판(105b)을 갖고, 이것들의 기판(105b)과 기판(105b)의 사이에 형성되는 틈, 소위 셀 갭(gap)에 액정이 봉입된다. 환언하면, 액정은 기판(105a)과 기판(105b)에 의해 협지되어 있다. 이것들의 기판(105a) 및 기판(105b)은 일반적으로는 투광성 재료, 예를 들면 유리, 합성 수지 등에 의해 형성된다. 기판(105a) 및 기판(105b)의 외측표면에는 편광판(106a)이 부착되어 있다.
또한, 기판(105a)의 내측 표면에는 전극(107a)이 형성되고, 기판(105b)의 내측표면에는 전극(107b)이 형성된다. 이들의 전극(107a, 107b)은, 예를 들면 ITO(Indium Tin Oxide : 인듐 주석 산화물) 등의 투광성 재료에 의해 형성된다. 기판(105a)은 기판(105b)에 대하여 돌출한 돌출부를 갖고, 이 돌출부에 복수의 단자(108)가 형성되어 있다. 이것들의 단자(108)는 기판(105a)상에 전극(107a)을 형성할 때에 전극(107a)과 동시에 형성된다. 따라서, 이것들의 단자(108)는, 예를 들면 ITO에 의해 형성된다. 이것들의 단자(108)에는 전극(107a)으로부터 일체로 연장되는 것, 및 도전재(도면에 도시되지 않음)를 거쳐서 전극(107b)에 접속되는 것이 포함된다.
한편, FPC(130)의 표면에는, 본 실시 형태에 따른 배선 패턴의 형성 방법에 의해 배선 패턴(139a, 139b)이 형성되어 있다. 즉, FPC(130)의 한쪽의 짧은 변으로부터 중앙으로 향해서 입력용 배선 패턴(139a)이 형성되고, 다른쪽의 짧은 변으로부터 중앙으로 향해서 출력용 배선 패턴(139b)이 형성되어 있다. 이것들의 입력용 배선 패턴(139a) 및 출력용 배선 패턴(139b)의 중앙측의 단부에는 전극 패드(도면에 도시되지 않음)가 형성되어 있다.
상기 FPC(130)의 표면에는 액정 구동용 IC(100)가 실장되어 있다. 구체적으로는, FPC(130)의 표면에 형성된 복수의 전극 패드에 대하여, 액정 구동용 IC(100)의 능동면에 형성된 복수의 범프(bump) 전극이, ACF(Anisotropic Conductive Film : 이방성 도전막)(160)을 거쳐서 접속되어 있다. 상기 ACF(160)는, 열가소성 또는 열경화성의 접착용 수지 중에, 다수의 도전성 입자를 분산시킴으로써 형성되어 있다. 이와 같이, FPC(130)의 표면에 액정 구동용 IC(100)를 설치함으로써, 이른바 COF 구조가 실현되어 있다.
그리고, 액정 구동용 IC(100)를 구비한 FPC(130)가 액정 패널(112)의 기판(105a)에 접속되어 있다. 구체적으로는, FPC(130)의 출력용 배선 패턴(139b)은 ACF(140)를 거쳐서 기판(105a)의 단자(108)와 전기적으로 접속되어 있다. 또한, FPC(130)는 가요성을 가지므로, 자유로 접는 것에 따라 공간 절약화를 실현할 수 있게 되어 있다.
상술한 바와 같이 구성된 액정 모듈(111)에서는, FPC(130)의 입력용 배선 패턴(139a)을 거쳐서, 액정 구동용 IC(100)에 신호가 입력된다. 그렇게 하면, 액정 구동용 IC(100)로부터, FPC(130)의 출력용 배선 패턴(139b)을 거쳐서, 액정 패널(112)에 구동 신호를 출력할 수 있다. 이로써, 액정 패널(112)에 있어서 화상 표시가 행하여지게 되어 있다.
또한, 본 발명의 전기 광학 장치에는, 전계에 의해 물질의 굴절률이 변화하여 광의 투과율을 변화시키는 전기 광학 효과를 갖는 장치 외에, 전기 에너지를 광학 에너지로 변환하는 장치 등도 포함되어 있다. 즉, 본 발명은 액정 표시 장치 뿐만 아니라, 유기 EL(Electro-Luminescence) 장치나 무기 EL장치, 플라즈마 디스플레이 장치, 전기 영동 디스플레이 장치, 전자 방출 소자를 채용한 표시 장치(Field Emission Display 및 Surface-Conduction Electron-Emitter Display 등) 등의 발광 장치 등에 대하여도 널리 적용하는 것이 가능하다. 예를 들면, 본 발명의 배선 패턴을 구비한 FPC를 유기 EL 패널에 접속하여, 유기 EL 모듈을 구성하는 것도 가능하다.
[제 3 실시 형태]
다음에, 본 발명의 제 3 실시 형태에 따른 패턴 형성 시스템 및 패턴 형성 방법에 대해서 도면을 참조해서 설명한다. 본 발명의 실시 형태에 따른 패턴 형성 방법은 본 발명의 실시 형태에 따른 패턴 형성 시스템을 이용하여 실행할 수 있다. 본 실시 형태에서는 릴투릴 기판을 이루는 테이프 형상 기판에, 도전막으로 이루어지는 배선을 형성하는 패턴 형성 시스템 및 패턴 형성 방법을 일 예로서 들어서 설명한다.
도 12는 본 발명의 제 3 실시 형태에 따른 패턴 형성 시스템의 개요를 도시하는 모식 평면도이다. 본 패턴 형성 시스템은 3개의 제 1 릴(101a, 101b, 101c)과, 3개의 제 2 릴(102a, 102b, 102c)과, 액적 토출 장치(20)를 적어도 구비하여 구성되어 있다.
제 1 릴(101a)에는 테이프 형상 기판(211a)이 감겨져 있고, 제 1 릴(101b)에는 테이프 형상 기판(211b)이 감겨져 있고, 제 1 릴(101c)에는 테이프 형상 기판(211c)이 감겨져 있다. 제 2 릴(102a)은 제 1 릴(101a)로부터 인출된 테이프 형상 기판(211a)을 권취하는 것이다. 제 2 릴(102b)은 제 1 릴(101b)로부터 인출된 테이프 형상 기판(211b)을 권취하는 것이다. 제 2 릴(102c)은 제 1 릴(101c)에서 인출된 테이프 형상 기판(211c)을 권취하는 것이다. 그리고, 제 1 릴(101a, 101b, 101c)과 제 2 릴(102a, 102b, 102c)은 복수의 테이프 형상 기판(211a, 211b, 211c)을 각각 평행하게 배치하는 기판 배치 수단을 이루고 있다.
액적 토출 장치(20)는, 상기 기판 배치 수단에 의해 서로 평행하게 배치된 복수의 테이프 형상 기판(211a, 211b, 211c)에 대하여, 액상체를 액적으로서 토출하는 2개의 토출 헤드(1a, 1b)를 갖고 있다.
테이프 형상 기판(211a, 211b, 211c)은, 예를 들면 띠 형상의 플렉시블 기판이 적용되어, 폴리이미드 등을 기재로서 구성된다. 테이프 형상 기판(211a, 211b, 211c)의 형상의 구체 예로서는 폭 105mm, 길이 200m로 한다. 그리고, 각 테이프 형상 기판(211a, 211b, 211c)은 그 띠 형상의 양단 부위가 각각 제 1 릴(101a, 101b, 101c)과 제 2 릴(102a, 102b, 102c)에 권취되어 이루어지는 「릴투릴 기판」을 구성하고 있다. 즉, 제 1 릴(101a, 101b, 101c)에서 인출된 테이프 형상 기판(211a, 211b, 211c)은 제 2 릴(102a, 102b, 102c)에 권취되어, 길이 방향(Y방향)으로 연속적으로 주행한다. 이 연속적으로 주행되는 테이프 형상 기판(211a, 211b, 211c)에 액적 토출 장치(20)가 액상체를 액적으로서 토출(액적 토출)하여 패턴을 형성한다.
또한, 액적 토출 장치(20)는, 토출 헤드(1a, 1b)의 이동 위치 규정하는 것으로서, 복수의 테이프 형상 기판(211a, 211b, 211c)을 횡단하도록 배치된 가이드(2a, 2b)를 갖고 있다. 즉, 가이드(2a)는 토출 헤드(1a)를 X방향으로 이동하기 위한 X방향 가이드 축이며, 가이드(2b)는 토출 헤드(1b)를 X방향으로 이동하기 위한 X방향 가이드 축이다. 또한, 토출 헤드(1a, 1b) 및 가이드(2a, 2b)는 1조 이어도 무방하고, 3조 이상이라도 무방하다. 또한, 토출 헤드(1a) 및 가이드(2a)와 토출 헤드(1b) 및 가이드(2b)를 별개의 액적 토출 장치로서 구성해도 좋다. 또한, 하나의 가이드(예를 들면 2a)에, 복수의 토출 헤드를 각각 이동 가능하게 부착하여도 무방하다.
또한, 액적 토출 장치(20)는 복수의 탑재대(스테이지)(4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f)를 갖고 있다. 탑재대(4a)는 테이프 형상 기판(211a)의 소망 영역을 탑재하는 탑재이며, 탑재대(4d)는 테이프 형상 기판(211a)의 다른 소망 영역을 탑재하는 탑재대이다. 탑재대(4b)는 테이프 형상 기판(211b)의 소망 영역을 탑재하는 탑재대이며, 탑재대(4e)는 테이프 형상 기판(211b)의 다른 소망 영역을 탑재하는 탑재대이다. 탑재대(4c)는 테이프 형상 기판(211c)의 소망 영역을 탑재하는 탑재대이며, 탑재대(4f)는 테이프 형상 기판(211c)의 다른 소망 영역을 탑재하는 탑재대이다.
또한, 액적 토출 장치(20)는 복수의 카메라(9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f)를 갖고 있다. 카메라(9a)는 테이프 형상 기판(211a)의 소망 영역에 설정된 마크(mark)의 탑재대(4a)와의 상대적 위치를 검출한다. 카메라(9d)는 테이프 형상 기판(211a)의 다른 소망 영역에 설정된 마크의 탑재대(4d)와의 상대적 위치를 검출한다. 카메라(9b)는 테이프 형상 기판(211b)의 소망 영역에 설치된 마크의 탑재대(4b)와의 상대적 위치를 검출한다. 카메라(9e)는 테이프 형상 기판(211b)의 다른 소망 영역에 설치된 마크의 탑재대(4e)와의 상대적 위치를 검출한다. 카메라(9c)는 테이프 형상 기판(211c)의 소망 영역에 설정된 마크의 탑재대(4c)와의 상대적 위치를 검출한다. 카메라(9f)는 테이프 형상 기판(211c)의 다른 소망 영역에 설정된 마크의 탑재대(4f)와의 상대적 위치를 검출한다.
또한, 액적 토출 장치(20)는 복수의 흡착 기구(10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f)를 갖고 있다. 흡착 기구(10a)는 카메라(9a)의 검출 결과 등에 근거해서 동작하고, 테이프 형상 기판(211a)의 소망 영역을 탑재대(4a)에 흡착시킨다. 흡착 기구(10d)는 카메라(9d)의 검출 결과 등에 근거해서 동작하고, 테이프 형상 기판(211a)의 다른 소망 영역을 탑재대(4d)에 흡착시킨다. 흡착 기구(10b)는 카메라(9b)의 검출 결과 등에 근거해서 동작하고, 테이프 형상 기판(211b)의 소망 영역을 탑재대(4b)에 흡착시킨다. 흡착 기구(10e)는 카메라(9e)의 검출 결과 등에 근거해서 동작하고, 테이프 형상 기판(211b)의 다른 소망 영역을 탑재대(4e)에 흡착시킨다. 흡착 기구(10c)는 카메라(9c)의 검출 결과 등에 근거해서 동작하고, 테이프 형상 기판(211c)의 소망 영역을 탑재대(4c)에 흡착시킨다. 흡착 기구(10f)는 카메라(9f)의 검출 결과 등에 근거해서 동작하고, 테이프 형상 기판(211c)의 다른 소망 영역을 탑재대(4f)에 흡착시킨다.
따라서, 카메라(9a) 및 흡착 기구(10a)는 테이프 형상 기판(211a)의 소망 영역을 탑재대(4a)에 대하여 위치 결정하는 얼라인먼트 수단을 이루고 있다. 또한, 카메라(9d) 및 흡착 기구(10d)는 테이프 형상 기판(211a)의 다른 소망 영역을 탑재대(4d)에 대하여 위치 결정하는 얼라인먼트 수단을 하고 있다. 또한, 카메라(9b) 및 흡착 기구(10b)는 테이프 형상 기판(211b)의 소망 영역을 탑재대(4b)에 대하여 위치 결정하는 얼라인먼트 수단을 하고 있다. 또한, 카메라(9e) 및 흡착 기구(10e)는 테이프 형상 기판(211b)의 다른 소망 영역을 탑재대(4e)에 대하여 위치 결정하는 얼라인먼트 수단을 하고 있다. 또한, 카메라(9c) 및 흡착 기구(10c)는 테이프 형상 기판(211c)의 소망 영역을 탑재대(4c)에 대하여 위치 결정하는 얼라인먼트 수단을 하고 있다. 또한, 카메라(9f) 및 흡착 기구(10f)는 테이프 형상 기판(211c)의 다른 소망 영역을 탑재대(4f)에 대하여 위치 결정하는 얼라인먼트 수단을 하고 있다.
또한, 액적 토출 장치(20)는 2개의 플러싱 영역(212a, 212b)을 갖고 있다. 플러싱 영역(212a, 212b)은 서로 평행하게 배치된 테이프 형상 기판(211a, 211b, 211c)에 있어서의 가장 외측의 테이프 형상 기판(211a, 211c)의 외측에 각각 배치된 영역이다. 그리고, 플러싱 영역(212a, 212b)은 토출 헤드(1a, 1b)로부터 액상체가 버려지는 영역이다.
이에 의해, 본 실시 형태의 패턴 형성 시스템에 의하면, 평행하게 배치된 복수의 테이프 형상 기판(211a, 211b, 211c)에 대하여, 토출 헤드(1a,1b)를 공통으로 사용하여, 액상체를 도포할 수 있다. 그리고, 가이드(2a, 2b)에 따라 토출 헤드(1a, 1b)를 1회 이동시키는 것에 의해, 복수의 릴투릴 기판(211a, 211b, 211c)에 대해서 1회 토출 헤드(1a, 1b)를 주사하는 것이 가능하다. 따라서, 본 실시 형태의 패턴 형성 시스템은, 1개의 릴투릴 기판에 대해서 1대의 액적 토출 장치를 사용하는 시스템보다도, 전체적으로 보아서 토출 헤드(1a, 1b)의 이동 거리를 짧게 할 수 있고, 효율적으로 액상체를 도포할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 의하면, 패턴 형성 시스템의 구성 요소를 이루는 액적 토출 장치(20)의 수를 저감할 수 있고, 제조 장치의 설치 스페이스를 저감할 수 있어, 제조 비용을 저감할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 패턴 형성 시스템에 의하면, 복수의 테이프 형상 기판(211a, 211b, 211c) 각각의 소망 영역이 각각 개별적으로 탑재되는 복수의 탑재대(4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f)와, 탑재대(4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f) 마다 설정된 얼라인먼트 수단[카메라(9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f)]과 흡착 기구(10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f)를 갖는다. 이로써, 각 테이프 형상 기판(211a, 211b, 211c) 각각의 소망 영역마다에 얼라인먼트를 할 수 있고, 각 테이프 형상 기판(211a, 211b, 211c)에 대해서 고 정밀도로 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 패턴 형성 시스템에 의하면, 복수의 테이프 형상 기판(211a, 211b, 211c)을 협지하는 것과 같은 위치에 플러싱 영역(212a, 212b)을 배치하고 있다. 이로써, 복수의 테이프 형상 기판(211a, 211b, 211c)으로의 액적 토출 방식에서의 액상체의 도포시에, 플러싱 영역(212a, 212b)을 공통으로 사용할 수 있다. 따라서 본 실시 형태에 의하면, 플러싱 동작에 따르는 토출 헤드(1a, 1b)의 이동 거리를 저감할 수 있다.
본 실시 형태의 패턴 형성 시스템은, 제 2 릴(102a, 102b, 102c)을 동일 상태로 회전시키는 릴 구동부(도시하지 않음)를 갖는 것으로서도 좋다. 이 릴 구동부에 의해, 복수의 테이프 형상 기판(211a, 211b, 211c)은 Y방향으로 동일 속도로, 또한 동일 거리로 이동할 수 있다. 따라서, 복수의 테이프 형상 기판(211a, 211b, 211c)에 대해서, 어떤 공정의 장치로부터 다음 공정의 장치로 이동시키는 것을 하나의 릴 구동부에서 실행할 수 있다. 그래서, 본 실시 형태에 의하면, 더욱 제조 비용을 저감할 수 있다.
[제 4 실시 형태]
도 13은 본 발명의 제 4 실시 형태에 따른 패턴 형성 시스템의 개요를 도시하는 모식 평면도이다. 도 13에 있어서, 도 12에 도시하는 구성 요소와 동일한 것에는 같은 도면부호를 붙이고 있다. 본 패턴 형성 시스템은 하나의 제 1 릴(101d)과, 하나의 제 2 릴(102d)과, 2개의 롤러(103a, 103b)와, 액적 토출 장치(20)를 적어도 구비하여 구성되어 있다.
제 1 릴(101d)에는 테이프 형상 기판(11)이 감겨져 있고, 제 1 릴(101d)로부터 인출된 테이프 형상 기판(11)은 제 2 릴(102d)에서 권취된다. 또한, 테이프 형상 기판(11)은 상기 제 3 실시 형태의 테이프 형상 기판(211a, 211b, 211c)과 동일한 것을 적용할 수 있다. 롤러(103a, 103b)는, 제 1 릴(101d)로부터 제 2 릴(102d)로의 테이프 형상 기판(11)의 이동을 원활한 상태로 한 채, 그 테이프 형상 기판(11)을 반대로 한 것이다. 즉, 제 1 릴(101a)에서 인출된 테이프 형상 기판(11)은, 롤러(103a)를 지나고, 다음에, 롤러(103b)를 통과하고, 그 후 제 2 릴(102d)에서 권취된다.
그리고, 도 13에 도시하는 바와 같이, 제 1 릴(101d), 롤러(103a, 103b) 및 제 2 릴(102d)을 배치함으로써, 1개의 테이프 형상 기판(11)의 길이 방향의 3개의 부위(11d, 11e, 11f)가 평행하게 배치된다. 액적 토출 장치(20)의 2개의 토출 헤드(1a, 1b)는, 평행하게 배치된 3개의 부위(11d, 11e, 11f)를 횡단 가능하게, 가이드(2a, 2b)(도 12 참조)에 부착되어 있다. 따라서, 토출 헤드(1a, 1b)는 3개의 부위(11d, 11e, 11f)에 액적을 토출해서 패턴을 형성할 수 있다.
이에 의해, 본 실시 형태에 의하면, 1개의 테이프 형상 기판(11)의 복수 부위(11d, 11e, 11f)에 대해서, 공통의 토출 헤드(1a, 1b)로 거의 동시에 패턴을 형성할 수 있다. 그래서, 본 실시 형태의 패턴 형성 시스템은, 1개의 테이프 형상 기판(11)에 복수의 패턴을 신속하게 형성할 수 있고, 제조 비용을 저감할 수 있다.
[제 5 실시 형태]
도 14는 본 발명의 제 5 실시 형태에 따른 패턴 형성 시스템의 요부의 개요를 도시하는 모식 사시도이다. 도 14에 있어서, 도 12에 도시하는 구성 요소와 동일한 것에는 같은 도면부호를 붙이고 있다. 본 실시 형태의 패턴 형성 시스템은, 액적 토출 장치(20')의 구성의 일부가 제 3 실시 형태의 액적 토출 장치(20)와 상이하고, 그 외는 제 3 실시 형태의 패턴 형성 시스템으로 동일한 구성으로 할 수 있다.
액적 토출 장치(20')는 복수의 테이프 형상 기판(211a, 211b, 211c) 각각의 소망 영역을 동시에 탑재하는 하나의 탑재대(스테이지)(4)와, 탑재대(4)에 탑재된 각 테이프 형상 기판(211a, 211b, 211c)의 소망 영역에 대해서 위치 결정하는 얼라인먼트 수단(도시하지 않음)을 갖는다.
이러한 구성에 의해, 액적 토출 장치(20')는 복수의 테이프 형상 기판(211a, 211b, 211c)에 대해서 하나의 탑재대(4)를 이용하여 얼라인먼트할 수 있다. 그래서, 본 실시 형태의 패턴 형성 시스템은 시스템의 구성을 더욱 간소화할 수 있고, 복수의 테이프 형상 기판(211a, 211b, 211c)에 저비용으로 패턴을 형성할 수 있다. 다음에, 액적 토출 장치(20')에 대해서 구체적으로 설명한다.
액적 토출 장치(20')는 토출 헤드(1)와, 토출 헤드(1)를 X방향으로 구동하기 위한 X방향 가이드 축(가이드)(2)과, X방향 가이드 축(2)을 회전시키는 X방향 구동 모터(3)를 구비하고 있다. 토출 헤드(1)는 도 12에 도시하는 제 3 실시 형태의 토출 헤드(1a)에 대응한다. X 방향 가이드 축(2)은 도 12의 가이드(2a)에 대응한다. 또한, 액적 토출 장치(20')는 테이프 형상 기판(211a, 211b, 211c)을 탑재하기 위한 상기 탑재대(4)와, 탑재대(4)를 Y방향으로 구동하기 위한 Y방향 가이드 축(5)과, Y방향 가이드 축(5)을 회전시키는 Y방향 구동 모터(6, 16)를 구비하고 있다. 또한, 액적 토출 장치(20')는, X방향 가이드 축(2)과 Y방향 가이드 축(5)이 각각 소정의 위치에 고정되는 스탠드(7)를 구비하고, 그 스탠드(7)의 하부에 제어 장치(8)를 구비하고 있다. 또한, 액적 토출 장치(20')는 클리닝 기구부(14) 및 히터(15)를 구비하고 있다.
여기서, X방향 가이드 축(2), X방향 구동 모터(3), Y방향 가이드 축(5), Y방향 구동 모터(6) 및 탑재대(4)는, 그 탑재대(4)에 얼라인먼트된 테이프 형상 기판(211a, 211b, 211c)에 대하여, 토출 헤드(1)를 상대적으로 이동시키는 헤드 이동 기구를 구성하고 있다. 또한, X방향 가이드 축(2)은, 토출 헤드(1)로부터의 액적 토출 동작시에, 테이프 형상 기판(211a, 211b, 211c)의 길이 방향(Y방향)에 대하여 거의 직각으로 교차하는 방향(X방향)으로 토출 헤드(1)를 이동시키는 가이드이다.
토출 헤드(1)는, 예를 들면 도전성 미립자를 함유하는 분산액(액상체)을 노즐(토출구)로부터 토출해서 소정 간격으로 테이프 형상 기판(211a, 211b, 211c)에 부여하는 복수의 잉크젯 헤드를 구비하고 있다. 그리고, 이들 복수의 잉크젯 헤드 각각은, 제어 장치(8)로부터 출력되는 토출 전압에 따라 개별적으로 분산액을 토출할 수 있게 되어 있다. 토출 헤드(1)는 X방향 가이드 축(2)에 고정되고, X 방향 가이드 축(2)에는 X방향 구동 모터(3)가 접속되어 있다. X 방향 구동 모터(3)는 스텝핑 모터 등이며, 제어 장치(8)로부터 X축방향의 구동 펄스 신호가 공급되면, X방향 가이드 축(2)을 회전시키게 되어 있다. 그리고, X방향 가이드 축(2)이 회전시켜지면, 토출 헤드(1)가 스탠드(7)에 대하여 X축방향으로 이동하도록 되어 있다. 여기에서, 토출 헤드(1)를 구성하는 복수의 잉크젯 헤드는 도 3 및 도 4에 도시하는 잉크젯 헤드(30)와 동일 구성으로 할 수 있다.
도 14로 돌아가서, 탑재대(4)는 이 액적 토출 장치(20')에 의해 분산액이 도포되는 테이프 형상 기판(211a, 211b, 211c)을 각각 기준 위치에 고정하는 기구(얼라인먼트 기구)를 구비하고 있다. 탑재대(4)는 Y방향 가이드 축(5)에 고정되고, Y 방향 가이드 축(5)에는 Y방향 구동 모터(6, 16)가 접속되어 있다. Y 방향 구동 모터(6, 16)는 스텝핑 모터 등이며, 제어 장치(8)로부터 Y축방향의 구동 펄스 신호가 공급되면, Y방향 가이드 축(5)을 회전시키게 되어 있다. 그리고, Y방향 가이드 축(5)이 회전시켜지면, 탑재대(4)가 스탠드(7)에 대하여 Y축 방향으로 이동하게 되어 있다.
액적 토출 장치(20')는, 토출 헤드(1)를 클리닝하는 클리닝 기구부(14)를 구비하고 있다. 클리닝 기구부(14)는 Y방향의 구동 모터(16)에 의해 Y방향 가이드 축(5)에 따라 이동하게 되어 있다. 클리닝 기구부(14)의 이동도 제어 장치(8)에 의해 제어되어 있다. 다음에, 액적 토출 장치(20')의 플러싱 영역(212a, 212b)에 대해서 설명한다.
액적 토출 장치(20')의 탑재대(4)에는, 도 14에 도시하는 바와 같이, 2개의 플러싱 영역(212a, 212b)이 설치된다. 이 플러싱 영역(212a, 212b)은, 도 12의 플러싱 영역(212a, 212b)에 대응하는 것이다. 플러싱 영역(212a, 212b)은 1조의 테이프 형상 기판(211a, 211b, 211c)의 폭방향(X방향)의 양측에 배치된 영역이며, X방향 가이드 축(2)에 의해 토출 헤드(1)가 이동되는 것이 가능한 영역이다. 즉, 테이프 형상 기판(211a, 211b, 211c)에 있어서의 하나의 회로 기판에 대응하는 영역인 소망 영역의 양측에 플러싱 영역(212a, 212b)이 배치되어 있다. 그리고, 플러싱 영역(212a, 212b)은 토출 헤드(1)로부터 분산액(액상체)이 버려지는 영역이다. 이렇게 플러싱 영역(212a, 212b)을 배치함으로써, X방향 가이드 축(2)에 따라, 토출 헤드(1)를 신속하게 어느 쪽의 플러싱 영역(212a, 212b)으로 이동시키는 것이 가능하다. 예를 들면, 토출 헤드(1)가 플러싱 영역(212b)의 근방에서 플러싱한 상태가 되었을 경우, 토출 헤드(1)를 비교적 먼 플러싱 영역(212a)으로 이동시키는 일없이, 비교적 가까운 플러싱 영역(212b)으로 이동시키고, 신속하게 플러싱시킬 수 있다.
히터(15)는, 여기에서는 램프 어닐에 의해 테이프 형상 기판(11)을 열처리(건조 처리 또는 소성 처리)하는 수단이다. 즉, 히터(15)는 테이프 형상 기판(11)상에 토출된 액상체의 증발·건조를 실행하는 동시에 도전막으로 변환하기 위한 열처리를 실행할 수 있다. 이 히터(15)의 전원의 투입 및 차단도 제어 장치(8)에 의해 제어되게 되어 있다.
본 실시 형태의 액적 토출 장치(20')에 있어서, 예컨대, 테이프 형상 기판(211a, 211b, 211c)의 소정의 배선 형성 영역에 분산액을 토출하기 위해서는, 제어 장치(8)로부터 소정의 구동 펄스 신호를 X방향 구동 모터(3) 및/또는 Y방향 구동 모터(6)에 공급하고, 토출 헤드(1) 및/또는 탑재대(4)를 이동시키는 것에 의해, 토출 헤드(1)와 테이프 형상 기판(211a, 211b, 211c)을 상대 이동시킨다. 그리고, 이 상대 이동의 사이에 토출 헤드(1)에 있어서의 소정의 잉크젯 헤드(30)에 제어 장치(8)로부터 토출 전압을 공급하고, 상기 잉크젯 헤드(30)로부터 분산액을 토출시킨다.
본 실시 형태의 액적 토출 장치(20')에 있어서, 토출 헤드(1)의 각 잉크젯 헤드(30)로부터의 액적의 토출량은 제어 장치(8)로부터 공급되는 토출 전압의 크기에 의해 조정할 수 있다. 또한, 테이프 형상 기판(211a, 211b, 211c)에 토출되는 액적의 피치는 토출 헤드(1)와 테이프 형상 기판(211a, 211b, 211c)의 상대 이동 속도 및 토출 헤드(1)로부터의 토출 주파수(토출 전압 공급의 주파수)에 의해 결정된다.
(패턴 형성 방법)
다음에, 본 실시 형태에 따른 패턴 형성 방법의 일 예에 대해서, 도 1 등을 참조하여 설명한다. 도 1에 있어서, 테이프 형상 기판(11)은 도 12 또는 도 14의 테이프 형상 기판(211a, 211b, 211c) 또는 도 13의 테이프 형상 기판(11)에 대응하는 것으로 한다. 본 실시 형태에서는, 서로 평행하게 배치된 복수의 테이프 형상 기판(11)에, 상기 실시 형태의 패턴 형성 시스템을 이용하여, 도전막으로 이루어지는 배선을 형성하는 패턴 형성 방법을 일 예로서 들어 설명한다.
본 패턴 형성 방법은, 복수의 테이프 형상 기판(11)으로 이루어지는 복수의 릴투릴 기판 각각에 대하여, 복수의 공정을 각각 실행하는 복수의 장치[액적 토출 장치(20)를 포함함]를 갖고 있다. 이하에서는, 각 테이프 형상 기판(11) 각각에 행하여지는 복수의 공정 중에서, 하나의 테이프 형상 기판(11)에 대하여 행하여지는 공정을 예로 들어서 설명한다.
복수의 공정으로서는, 예를 들면 세정 공정(S1), 표면 처리 공정(S2), 제 1 액적 토출 공정(S3), 제 1 경화 공정(S4), 제 2 액적 토출 공정(S5), 제 2 경화 공정(S6) 및 소성 공정(S7)을 들 수 있다. 이들의 공정에 의해, 테이프 형상 기판(11)에 배선층 및 절연층 등을 형성할 수 있다.
또한, 본 패턴 형성 방법에서는, 테이프 형상 기판(11)을 길이 방향에 대해서 소정 길이로 분할해서 대량의 기판 형성 영역(소망 영역)을 설정한다. 그리고, 테이프 형상 기판(11)을 각 공정의 각 장치에 연속적으로 이동시키고, 테이프 형상 기판(11)의 각 기판 형성 영역에 배선층 및 절연층 등을 연속적으로 형성한다. 즉, 복수의 공정(S1~S7)은 조립 라인으로서 실행되고, 각각 동시에 또는 시간적으로 중복하고, 복수의 장치로 실행된다. 또한, 복수의 공정에 있어서 다음 공정으로 이행하는 타이밍은 각 테이프 형상 기판(11)에 대해서 거의 동일한 것으로 하여도 무방하다.
다음에, 각 테이프 형상 기판(11)에 대하여 행하여지는 상기 복수의 공정에 대해서 구체적으로 설명한다.
우선, 제 1 릴(101)로부터 인출된 테이프 형상 기판(11)의 소망 영역은 세정 공정(S1)이 실시된다(단계 S1).
세정 공정(S1)의 구체 예로서는, 테이프 형상 기판(11)에 대하여 UV(자외선)조사를 들 수 있다. 또한, 물 등의 용매로 테이프 형상 기판(11)을 세정해도 무방하고, 초음파를 이용하여 세정해도 무방하다. 또한, 상압 또는 테이프 형상 기판(11)에 플라즈마를 조사함으로써 세정해도 무방하다.
다음에, 세정 공정(S1)이 실시된 테이프 형상 기판(11)의 소망 영역에, 친액성 또는 발액성을 부여하는 표면 처리 공정(S2)이 실시된다(단계 S2).
표면 처리 공정(S2)의 구체 예에 대해서 설명한다. 단계(S3)의 제 1 액적 토출 공정(S3)에서 테이프 형상 기판(11)에 도전성 미립자를 함유한 액체에 의한 도전막의 배선을 형성하기 위해서는, 도전성 미립자를 함유한 액체에 대한 테이프 형상 기판(11)의 소망 영역의 표면의 습윤성을 제어하는 것이 바람직하다.
소망의 접촉각을 얻기 위한 표면 처리 방법에 대해서는, 제 1 실시 형태의 패턴 형성 시스템 및 패턴 형성 방법에 있어서의 단계(S2)에서 설명한 표면 처리 방법을 사용할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 제 1 실시 형태에서 설명한 자기 조직화막을 형성하는 화합물로서, 상기 FAS를 사용하는 것이, 기판과의 밀착성 및 양호한 발액성을 부여하는 동시에서 바람직하다.
FAS는, 일반적으로 구조식 RnSiX(4-n)으로 나타낸다. 여기에서, n은 1 이상 3 이하의 정수를 나타내고, X는 메톡시기, 에톡시기, 할로겐 원자 등의 가수 분해기이다. 또한, R은 플루오르 알킬기이며, (CF3)(CF2)x(CH2)y의(여기서, x는 0 이상 10이하의 정수를, y는 0 이상 4 이하의 정수를 나타낸다) 구조를 가지고, 복수의 R 또는 X가 Si에 결합하고 있는 경우에는, R 또는 X는 각각 전부 동일하여도 무방하고, 달라도 무방하다. X로 나타내는 가수 분해기는 가수분해에 의해 시라놀을 형성하여, 기판(유리, 실리콘) 등의 기초의 히드록실기와 반응해서 실록산 결합으로 기판과 결합한다. 한편, R은 표면에 (CF3) 등의 플루오르기를 갖기 때문에, 기판 등의 기초 표면을 습윤되지 않는(표면 에너지가 낮음) 표면으로 개질한다.
다음에, 표면 처리 공정(S2)이 실시된 테이프 형상 기판(11)의 소망 영역에, 도전성 미립자를 함유한 액체를 토출해서 도포하는 배선재 도포 공정을 실행하는 제 1 액적 토출 공정(S3)이 행하여진다(단계 S3).
이 제 1 액적 토출 공정(S3)에 있어서의 액적 토출은 상기 실시 형태의 액적 토출 장치(20, 20')에 의해 행하여진다. 테이프 형상 기판(11)에 배선을 형성할 경우, 이 제 1 액적 토출 공정에서 토출하는 액상체는 도전성 미립자(패턴 형성 성분)를 함유하는 액상체이다. 도전성 미립자를 함유하는 액상체로서는, 도전성 미립자를 분산매에 분산시킨 분산액을 사용한다. 여기서 사용되는 도전성 미립자는, 금, 은, 동, 파라듐, 니켈 중 어느 하나를 함유하는 금속 미립자 외에, 도전성 폴리머나 초전도체의 미립자 등을 사용할 수 있다.
또한, 이 제 1 액적 토출 공정에 있어서의 토출 재료 및 토출 방법에 대해서는, 제 1 실시 형태의 패턴 형성 시스템 및 패턴 형성 방법에 있어서의 단계(S3)의 토출 재료 및 토출 방법을 사용할 수 있다.
다음에, 제 1 액적 토출 공정(S3)이 실시된 테이프 형상 기판(11)의 소망 영역에 대해서, 제 1 경화 공정이 행하여진다(단계 S4).
제 1 경화 공정(S4)은, 제 1 액적 토출 공정(S3)에서 테이프 형상 기판(11)에 도포된 도전성 재료를 포함하는 액상체를 경화시키는 배선재 경화 공정을 실행하는 것이다. 상기 단계(S3)와 단계(S4)(단계(S2)를 포함하여도 무방하다)를 반복하여 실시함으로써, 막 두께를 증대할 수 있고, 소망 형상으로 또한 소망 막 두께의 배선 등을 간편하게 형성할 수 있다.
제 1 경화 공정(S4)의 구체 예에 대해서는, 제 1 실시 형태의 패턴 형성 시스템 및 패턴 형성 방법에 있어서의 단계(S4)의 구체 예를 채용할 수 있다.
다음에, 제 1 경화 공정(S4)이 실시된 테이프 형상 기판(11)의 소망 영역에, 절연재 도포 공정을 이루는 제 2 액적 토출 공정(S5)이 실시된다(단계 S5).
이 제 2 액적 토출 공정(S5)에 있어서의 액적 토출도, 도 12 및 도 13에 도시하는 액적 토출 장치(20)에 의해 행하여진다. 단지, 제 1 액적 토출 공정(S3)에서 사용되는 액적 토출 장치(20)와 제 2 액적 토출 공정(S5)에서 사용되는 액적 토출 장치(20)는 별도의 장치인 것이 바람직하다. 별도의 장치로 함으로써, 제 1 액적 토출 공정(S3)과 제 2 액적 토출 공정(S5)을 동시에 실시할 수 있고, 제조의 신속화 및 액적 토출 장치의 가동률의 향상화를 도모할 수 있다.
제 2 액적 토출 공정(S5)은, 제 1 액적 토출 공정(S3) 및 제 1 건조 공정(S4)에서 형성된 테이프 형상 기판(11)의 배선층의 상층에, 액적 토출 장치에 의해 절연성의 액상체를 도포하는 공정이다. 즉, 액적 토출 장치(20)를 이용하여, 절연성의 액상체를 테이프 형상 기판(11)의 소정 영역 전체에 도포한다. 이 공정에 의해, 제 1 액적 토출 공정(S3) 및 제 1 경화 공정(S4)에서 형성된 배선 패턴이 절연막으로 피복되는 것으로 된다. 이 제 2 액적 토출 공정(S5)을 실행하기 전에, 상기 단계(S2)의 표면 처리 공정(S2)에 대응하는 표면 처리를 하는 것이 바람직하다. 즉, 테이프 형상 기판(11)의 소정 영역 전체에 대해서 친액화 처리를 하는 것이 바람직하다.
다음에, 제 2 액적 토출 공정(S5)이 실시된 테이프 형상 기판(11)의 소망 영역에 대해서, 제 2 경화 공정(S6)이 행하여진다(단계 S6).
제 2 경화 공정(S6)은, 제 2 액적 토출 공정(S5)에서 테이프 형상 기판(11)에 도포된 절연성의 액상체를 경화시키는 절연재 경화 공정을 이루는 것이다. 제 2 경화 공정(S6)의 구체 예로서는, 예를 들면 테이프 형상 기판(11)에 도포된 액상체를 건조시켜서 경화시키는 방법이 있고, 또한 구체적으로는 UV 조사해서 경화시키는 방법을 들 수 있다. 상기 단계(S5)와 단계(S6)(표면 처리 공정을 포함하여도 무방함)를 반복하여 실시함으로써, 막 두께를 증대할 수 있고, 소망 형상으로 또한 소망 막 두께의 절연층 등을 간편하게 형성할 수 있다. 제 2 경화 공정(S6)의 구체 예는 상기 제 1 건조 공정(S4)의 구체 예와 동일한 것을 적용할 수 있다.
상기 단계(S2~S6)는 제 1 배선층을 형성하는 제 1 배선층 형성 공정(A)을 이룬다. 이 제 1 배선층 형성 공정(A)의 후에, 상기 단계(S2~S6)를 더 실시함으로써, 제 1 배선층의 상층에 제 2 배선층을 형성할 수 있다. 이 제 2 배선층을 형성하는 공정을 제 2 배선층 형성 공정(B)이라고 한다. 이 제 2 배선층 형성 공정(B)의 후에, 또 상기 단계(S2~S6)를 실시함으로써, 제 2 배선층의 상층에 제 3 배선층을 형성할 수 있다. 이 제 3 배선층을 형성하는 공정을 제 3 배선층 형성 공정(C)이라고 한다. 이렇게, 상기 단계(S2~S6)를 반복하는 것에 의해, 테이프 형상 기판(11)에 다층 배선을 간편하게 또한 양호하게 형성할 수 있다.
다음에, 상기 단계(S2~S6)로 이루어지는 제 1 배선층, 제 2 배선층 및 제 3 배선층이 형성된 후에, 그 테이프 형상 기판(11)의 소망 영역에 대해서 소성하는 소성 공정(S7)이 행하여진다(단계 S7).
이 소성 공정(S7)은, 제 1 액적 토출 공정(S3)에서 도포되어 그 후에 건조 처리된 배선층과, 제 2 액적 토출 공정(S5)에서 도포되어 그 후에 건조 처리된 절연층을 함께 소성하는 공정이다. 소성 공정(S7)에 의해, 테이프 형상 기판(11)의 배선층에 있어서의 배선 패턴의 미립자간의 전기적 접촉이 확보되고 그 배선 패턴은 도전막으로 변환된다. 또한, 소성 공정(S7)에 의해, 테이프 형상 기판(11)의 절연층에 있어서의 절연성이 향상한다.
여기에서의 소성 처리는, 제 1 실시 형태의 패턴 형성 시스템 및 패턴 형성 방법에 있어서의 단계(S7)에서 설명한 소성 처리 방법을 적용할 수 있다.
이에 의해, 본 실시 형태의 패턴 형성 방법에 의하면, 복수의 릴투릴 기판을 이루는 복수의 테이프 형상 기판(11)에 대하여 액적 토출 방식을 이용하여 동시에 배선을 형성할 수 있으므로, 배선을 갖는 전자 기판 등에 대해서, 효율적으로 대량으로 또한 신속하게 제조할 수 있다. 즉, 각 테이프 형상 기판(11) 각각의 소망 영역에 대해서 액적 토출 장치(20)로 패턴 형성한 후에, 각 테이프 형상 기판(11)을 액적 토출 장치(20)에 대하여 비켜 놓음으로써, 극히 간편하게 테이프 향상 기판(11)의 다른 소망 영역에 대하여 배선 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 의하면, 각 테이프 형상 기판(11)이 제 1 릴(101)로부터 풀려지고 나서 제 2 릴(102)에 권취될 때까지, 액적 도포 공정을 포함하는 복수의 공정을 실행한다. 이로써, 세정 공정(S1)을 실행하는 장치로부터 다음 표면 처리 공정(S2)을 실행하는 장치에, 또한 다음 공정을 실행하는 장치에, 각 테이프 형상 기판(11)의 일단측을 제 2 릴(102)로 권취하는 것만으로, 그 각 테이프 형상 기판(11)을 이동시킬 수 있다. 따라서, 본 실시 형태에 의하면, 각 테이프 형상 기판(11)을 각 공정의 각 장치로 이동시키는 반송 기구 및 얼라인먼트 기구를 간략화할 수 있어, 제조 장치의 설치 스페이스를 저감할 수 있고, 대량 생산 등에 있어서의 제조 비용을 저감할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 패턴 형성 방법에서는, 상기 복수의 공정에 있어서의 각 공정의 소요 시간이 거의 동일한 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 각 공정을 병렬로 동기시켜서 실행할 수 있고, 보다 신속한 제조를 할 수 있는 동시에, 각 공정의 각 장치의 이용 효율을 보다 높일 수 있다. 여기에서, 각 공정의 소요 시간을 일치시키기 위해서, 각 공정에서 사용되는 장치[예를 들면 액적 토출 장치(20)]의 수 또는 성능을 조정해도 무방하다. 예를 들면, 제 2 액적 토출 공정(S5)이 제 1 액적 토출 공정(S3)보다도 장시간이 될 경우, 제 1 액적 토출 공정(S3)에서는 1대의 액적 토출 장치(20)를 사용하고, 제 2 액적 토출 공정(S5)에서는 2대의 액적 토출 장치(20)를 사용하는 것으로서도 무방하다.
또한, 본 실시 형태의 패턴 형성 방법에서는, 복수의 공정에 있어서 다음 공정으로 이행하는 타이밍을 복수의 테이프 형상 기판(11)에 대해서 거의 동일한 것으로 해도 무방하다. 이렇게 하면, 복수의 테이프 형상 기판(11)에 대하여, 각 공정을 병렬로 동기시켜서 실행할 수 있다. 따라서, 본 실시 형태는, 보다 신속한 제조를 할 수 있는 동시에, 각 공정의 각 장치의 이용 효율을 보다 높일 수 있다.
(전자 기기)
다음에, 상기 실시 형태의 패턴 형성 시스템 또는 패턴 형성 방법을 이용하여 제조된 전자 기기에 대해서 설명한다.
도 6a는 휴대전화의 일 예를 도시한 사시도이다. 도 6a에 있어서, 도면부호(600)는 상기 실시 형태의 패턴 형성 시스템 또는 패턴 형성 방법을 이용하여 배선이 형성된 휴대전화 본체를 도시하고, 도면부호(601)는 전기 광학 장치로 이루어지는 표시부를 도시하고 있다. 도 6b는 워드프로세서(word processor), 퍼스널 컴퓨터 등의 휴대형 정보 처리 장치의 일 예를 도시한 사시도이다. 도 6b에 있어서, 도면부호(700)는 정보 처리 장치, 도면부호(701)는 키보드(keyboard) 등의 입력부, 도면부호(702)는 전기 광학 장치로 이루어지는 표시부, 도면부호(703)는 상기 실시 형태의 패턴 형성 시스템 또는 패턴 형성 방법을 이용하여 배선이 형성된 정보 처리 장치 본체를 도시하고 있다. 도 6c는 손목 시계형 전자 기기의 일 예를 도시한 사시도이다. 도 6c에 있어서, 도면부호(800)는 상기 실시 형태의 패턴 형성 시스템 또는 패턴 형성 방법을 이용하여 배선이 형성된 시계 본체를 도시하고, 도면부호(801)는 전기 광학 장치로 이루어지는 표시부를 도시하고 있다.
도 6에 도시하는 전자 기기는, 상기 실시 형태의 패턴 형성 시스템 또는 패턴 형성 방법을 이용하여 형성된 배선을 구비하고 있으므로, 저비용으로 고품질로 또 대량으로 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 기술범위는 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위에 있어서 각종의 변경을 가하는 것이 가능해서, 실시 형태에서 든 구체적인 재료나 층 구성 등은 단지 일 예에 불과하고, 적당히 변경이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시 형태에서는 배선의 제조에 사용하는 패턴 형성 시스템 또는 패턴 형성 방법에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니라, 각종의 집적회로 또는 유기 EL장치, 플라즈마 디스플레이 장치, 액정장치 등의 각종 전기 광학 장치의 제조에 본 발명을 적용할 수 있고, 컬러 필터 등의 제조에 본 발명을 적용하는 것도 가능하다. 즉, 본 발명에 따른 패턴 형성 시스템 또는 패턴 형성 방법에 의한 형성물은 배선 패턴에 한정되는 것은 아니고, 화소, 전극, 각종 반도체 소자 등을, 본 발명에 따른 패턴 형성 시스템 또는 패턴 형성 방법을 이용하여 형성할 수 있다.
본 발명에 의하면, 릴투릴 기판에 액적 토출 방식을 이용하여 패턴(예를 들면 배선)을 형성하므로, 배선 또는 전자 회로 등에 대해서, 효율적으로 대량으로 제조할 수 있다. 즉, 부품의 제조 동안에 대량인 판형상 기판이 되는 1개의 테이프 형상 기판의 소망 영역을, 액적을 토출하는 액적 토출 장치의 소망 위치에 얼라인먼트함으로써, 그 소망 영역에 원하는 패턴을 형성할 수 있다.

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  6. 패턴 형성 방법에 있어서,
    테이프 형상 기판의 양단 부위가 각각 권취되어 이루어지는 릴투릴 기판(reel-to-reel substrate)상에, 액상체를 액적으로서 토출해서 도포하는 액적 토출 방식을 사용하여 상기 릴투릴 기판상에 잔류하는 패턴을 형성하고,
    상기 릴투릴 기판이 풀려지고 나서 권취될 때까지, 상기 액적 토출 방식에 의한 액적 도포 공정을 포함한 복수의 공정을 구비하고,
    상기 복수의 공정은,
    상기 릴투릴 기판의 표면을 세정하는 세정 공정과,
    상기 세정된 릴투릴 기판의 표면에 친액성 또는 발액성을 부여하는 표면 처리 공정과,
    상기 표면 처리가 실시된 릴투릴 기판상에, 상기 액적 토출 방식에 의해 도전성 재료를 포함하는 액상체를 도포하는 배선재 도포 공정과,
    상기 릴투릴 기판상에 도포된 상기 액상체를 건조시키는 배선재 건조 공정과,
    상기 배선재 건조 공정이 실시된 영역의 상층에, 상기 액적 토출 방식에 의해 절연성의 액상체를 도포하는 절연재 도포 공정과,
    상기 절연성의 액상체를 경화시키는 절연재 경화 공정을 포함하는
    패턴 형성 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 절연재 도포 공정이 적어도 실행된 릴투릴 기판을 소성하는 소성 공정을 포함하는
    패턴 형성 방법.
  8. 패턴 형성 방법에 있어서,
    테이프 형상 기판의 양단 부위가 각각 권취되어 이루어지는 릴투릴 기판상에, 액상체를 액적으로서 토출해서 도포하는 액적 토출 방식을 사용하여 상기 릴투릴 기판상에 잔류하는 패턴을 형성하고,
    상기 릴투릴 기판이 풀려지고 나서 권취될 때까지, 상기 릴투릴 기판에 도전성 재료를 포함하는 액적을 토출해서 패턴을 그리는 배선재 도포 공정이 실행되고,
    상기 배선재 도포 공정에 있어서 상기 릴투릴 기판상에 도포된 상기 액상체가 경화하기 전에, 상기 릴투릴 기판이 권취되는
    패턴 형성 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 릴투릴 기판의 권취는, 도포된 상기 액상체가 유동성을 잃는 정도로 상기 액상체를 임시 건조시킨 상태에서 실행하는
    패턴 형성 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 릴투릴 기판의 권취는, 상기 테이프 형상 기판에 있어서 상기 액상체의 도포 영역을 덮는 테이프 형상 스페이서를, 상기 액상체의 도포면에 배치하면서 행하여지는
    패턴 형성 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 테이프 형상 스페이서의 표면에는 볼록부가 형성되고,
    상기 릴투릴 기판의 권취는, 상기 테이프 형상 기판에 있어서 상기 액상체의 도포 영역 이외의 영역에, 상기 테이프 형상 스페이서의 상기 볼록부를 접촉시키면서 행하여지는
    패턴 형성 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 볼록부는 상기 테이프 형상 스페이서의 폭방향 양 단부에 형성되고,
    상기 테이프 형상 기판의 폭방향 양 단부에는, 상기 테이프 형상 기판의 권취 구멍이 배열 형성되고,
    상기 릴투릴 기판의 권취는, 상기 테이프 형상 스페이서의 상기 볼록부의 선단을 상기 테이프 형상 기판의 상기 권취 구멍에 결합시키면서 행하여지는
    패턴 형성 방법.
  13. 패턴 형성 시스템에 있어서,
    테이프 형상 기판이 감겨져 있는 제 1 릴과,
    상기 제 1 릴로부터 인출된 상기 테이프 형상 기판을 권취하는 제 2 릴과,
    상기 제 1 릴로부터 인출된 상기 테이프 형상 기판에 대하여, 액상체를 액적으로서 토출하는 토출 헤드를 갖는 액적 토출 장치와,
    상기 제 1 릴로부터 인출된 상기 테이프 형상 기판에 대하여, 상기 토출 헤드를 상대적으로 이동시키는 헤드 이동 기구를 포함하며,
    상기 테이프 형상 기판상에 잔류하는 패턴을 형성하는
    패턴 형성 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 액적 토출 장치의 구성요소로서, 상기 액적 토출 장치의 액적 토출 동작시에, 상기 테이프 형상 기판의 길이 방향에 대하여 직각으로 교차하는 방향으로 상기 토출 헤드를 이동시키는 가이드를 구비하는
    패턴 형성 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 테이프 형상 기판의 폭방향의 양측에 배치된 영역으로서, 상기 가이드에 의해 상기 토출 헤드가 이동되는 것이 가능한 영역인 동시에, 상기 토출 헤드로부터 액상체가 버려지는 영역인 플러싱 영역을 구비하는
    패턴 형성 시스템.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 2 릴은, 상기 테이프 형상 기판에 있어서 상기 액상체가 도포된 면이 내측을 향하도록, 상기 테이프 형상 기판을 권취하는 것인
    패턴 형성 시스템.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 액적 토출 장치는, 상기 테이프 형상 기판의 표면과 이면에 동시에 액적을 토출하는 토출 헤드를 구비하는
    패턴 형성 시스템.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 액적 토출 장치는,
    상기 테이프 형상 기판의 표면에 대해서 수직으로 배치되고, 또한 상기 테이프 형상 기판의 표면과 이면에 동시에 액적을 토출하는 토출 헤드를 구비하는
    패턴 형성 시스템.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 테이프 형상 기판을 비틀어서 표면 및 이면을 반전시키는 반전 기구를 구비하고,
    상기 액적 토출 장치는, 상기 반전 기구에 의해 비틀려지기 전의 테이프 형상 기판의 한쪽의 면에 액적을 토출하는 제 1 토출 헤드와, 상기 반전 기구에 의해 비틀려진 후의 테이프 형상 기판의 다른쪽의 면에 액적을 토출하는 제 2 토출 헤드를 구비하는 것을 특징으로 하는
    패턴 형성 시스템.
  20. 삭제
  21. 패턴 형성 시스템에 있어서,
    복수의 테이프 형상 기판을 각각 평행하게 배치하는 기판 배치 수단과,
    상기 기판 배치 수단에 의해 배치된 복수의 테이프 형상 기판에 대하여, 액상체를 액적으로서 토출하는 토출 헤드를 적어도 하나 구비하는 액적 토출 장치를 포함하며,
    상기 테이프 형상 기판은, 상기 테이프 형상 기판의 양단 부위가 각각 권취되어 이루어지는 릴투릴 기판을 구성하고 있고,
    상기 액적 토출 장치는, 상기 복수의 테이프 형상 기판을 횡단하도록 배치되어 상기 토출 헤드의 이동 위치를 규정하는 가이드를 구비하며,
    상기 복수의 테이프 형상 기판상에 잔류하는 패턴을 형성하는
    패턴 형성 시스템.
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 액적 토출 장치는 복수의 상기 가이드를 구비하고,
    복수의 상기 가이드의 각각에는 적어도 하나의 상기 토출 헤드가 이동 가능하게 지지되어 있는
    패턴 형성 시스템.
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 패턴 형성 시스템에 있어서,
    복수의 테이프 형상 기판을 각각 평행하게 배치하는 기판 배치 수단과,
    상기 기판 배치 수단에 의해 배치된 복수의 테이프 형상 기판에 대하여, 액상체를 액적으로서 토출하는 토출 헤드를 적어도 하나 구비하는 액적 토출 장치를 포함하며,
    상기 액적 토출 장치는,
    상기 복수의 테이프 형상 기판 각각의 소망 영역이 각각 개별적으로 탑재되는 복수의 스테이지와,
    상기 스테이지마다 설치되어 상기 스테이지에 탑재된 테이프 형상 기판의 소망 영역에 대하여 위치 결정하는 얼라인먼트 수단을 포함하며,
    상기 복수의 테이프 형상 기판상에 잔류하는 패턴을 형성하는
    패턴 형성 시스템.
  28. 패턴 형성 시스템에 있어서,
    복수의 테이프 형상 기판을 각각 평행하게 배치하는 기판 배치 수단과,
    상기 기판 배치 수단에 의해 배치된 복수의 테이프 형상 기판에 대하여, 액상체를 액적으로서 토출하는 토출 헤드를 적어도 하나 구비하는 액적 토출 장치를 포함하며,
    상기 액적 토출 장치는,
    상기 복수의 테이프 형상 기판 각각의 소망 영역이 동시에 탑재되는 스테이지와,
    상기 스테이지에 탑재된 각 테이프 형상 기판의 소망 영역에 대해서 위치 결정하는 얼라인먼트 수단을 포함하며,
    상기 복수의 테이프 형상 기판상에 잔류하는 패턴을 형성하는
    패턴 형성 시스템.
  29. 패턴 형성 시스템에 있어서,
    복수의 테이프 형상 기판을 각각 평행하게 배치하는 기판 배치 수단과,
    상기 기판 배치 수단에 의해 배치된 복수의 테이프 형상 기판에 대하여, 액상체를 액적으로서 토출하는 토출 헤드를 적어도 하나 구비하는 액적 토출 장치를 포함하며,
    상기 기판 배치 수단에 의해 평행하게 배치된 복수의 테이프 형상 기판의 폭방향에 있어서 가장 외측의 테이프 형상 기판의 외측에 배치된 한쌍의 영역에, 상기 토출 헤드로부터 액상체가 버려지는 플러싱 영역을 구비하며,
    상기 액적 토출 장치는 상기 복수의 테이프 형상 기판상에 잔류하는 패턴을 형성하는
    패턴 형성 시스템.
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