TW201340189A - 圖案形成方法 - Google Patents
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Abstract
本發明是有關於一種圖案形成方法，該圖案形成方法包括以下步驟：第1步驟，於具有顯示撥液性的凹部與顯示親液性的凸部的凹凸結構體上，以覆蓋凹部以及凸部的方式形成表面平坦的膜；以及第2步驟，使膜乾燥而形成圖案。
Description
本發明是有關於一種控制撥液性以及親液性來形成圖案的圖案形成方法，尤其是有關於一種防止液膜的排斥的產生來形成表面平坦的圖案的圖案形成方法。
近年來，於電子電路的配線以及基板上形成電氣配線圖案等微細圖案的技術受到關注。該微細圖案的形成中，例如使用噴墨方式的液體噴出頭(噴墨頭)。該情況下，自噴墨頭滴注使金屬粒子或者樹脂粒子擴散的液體來描畫圖案，藉由加熱等使其硬化，形成電氣配線圖案。
另外，目前亦進行如下操作：於聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)或者聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate，PEN)等的可撓性(flexible)基板(支持體)上形成撥液性的膜，然後，於上述電子電路的配線以及基板上形成電氣配線圖案等微細圖案。該些操作用於形成薄膜電晶體(thin film transistor，以下稱為TFT)的閘電極、源電極、汲電
極。
專利文獻1中揭示有包括基板、潤濕性變化層、導電層、半導體層的積層結構體。潤濕性變化層藉由賦予熱、紫外線、電子束、電漿等的能量而使臨界表面張力(亦稱為表面自由能量)變化，潤濕性變化層上形成有臨界表面張力(表面自由能量)相對較大的高表面能量部、及臨界表面張力(表面自由能量)相對較小的低表面能量部。於高表面能量部形成有導電層，且以至少與低表面能量部接觸的方式設置有半導體層。
此外，潤濕性變化層藉由照射紫外線，賦予能量而變化為高表面能量部，並且產生少許的膜減少。由於該膜減少而於高表面能量部與低表面能量部的邊界線產生階差，恰似成為堤岸的樣子。
專利文獻1中，為了形成導電層，而藉由噴墨將親液性的墨水噴出至作為親液面的高表面能量部。此時，親液性的墨水噴附並潤濕擴散。然而，專利文獻1中，藉由在高表面能量部與低表面能量部的邊界形成三維階差，能夠防止墨水滲出至低表面能量部的區域。其結果為，可使圖案(導電層)的邊緣形狀良好，能夠製作特性一致的電子元件。
如專利文獻1所揭示，在使用被賦予紫外線等的能量而變化為親液性(高表面能量部)，並且膜厚減少的親疏水轉換層(潤濕性變化層)來形成圖案(導電層)的情況下，可以如下方式形成圖案(導電層)。
首先，如圖13(a)所示，於支持體120上形成原來具有撥液性的親疏液轉換層122。然後，於親疏液轉換層122上，例如照射紫外線來形成撥液部122a與親液部122b。藉由該紫外線照射，而於撥液部122a與親液部122b之間產生階差。在該狀態下，若將成為圖案(導電層)的液膜124形成為均勻的厚度，則仿照階差而於液膜124的表面亦產生階差。因此，形成表面不平坦的液膜124。所謂該表面不平坦的液膜124，是指其表面反映出基底的撥液部122a與親液部122b之間的階差的膜。
其後，液膜124在撥液部122a被排斥，形成如圖13(b)所示的圖案(導電層)126。
另外，如圖14(a)所示，於支持體120上形成原來具有撥液性的親疏液轉換層122。然後，於親疏液轉換層122上，例如照射紫外線而形成撥液部122a與親液部122b。在該情況下，於撥液部122a與親液部122b之間無階差而平坦。在該狀態下，若將成為圖案(導電層)的液膜124形成為均勻的厚度，則形成表面平坦的液膜124。
其後，液膜124在撥液部122a被排斥，形成如圖14(b)所示的圖案(導電層)126。
[專利文獻1]日本專利特開2009-26901號公報
先前，以上述方式形成圖案(導電層)。然而，在於圖
13(b)以及圖14(b)的結構體上進而形成絕緣膜等的情況下，關於該絕緣膜的形成方法未作任何考慮。因此，在於圖13(b)以及圖14(b)的結構體上形成絕緣膜的情況下，絕緣膜仿照結構體的表面形狀而形成，絕緣膜的表面變得不平坦。在於該不平坦的絕緣膜上形成配線、電極等的情況下，存在無法獲得規定的形狀精度、位置精度的問題。另外，為了使絕緣膜的表面平坦而存在增加多餘步驟的問題。
在將此種圖案形成方法例如應用於製造TFT的情況下，無法獲得高生產性，進而無法以規定的精度來製造TFT。
本發明的目的在於提供一種能夠消除基於上述現有技術的問題，維持規定的精度，且生產性優異的圖案形成方法。
為了達成上述目的，本發明提供一種圖案形成方法，其特徵在於包括以下步驟：第1步驟，於具有顯示撥液性的凹部與顯示親液性的凸部的凹凸結構體上，以覆蓋凹部以及凸部的方式形成表面平坦的膜；以及第2步驟，使膜乾燥而形成圖案。
例如，膜為具有親液性的膜、具有撥液性的膜以及具有親疏液性轉換功能的親疏液性轉換膜中的任一種。
親疏液性轉換膜較佳為經紫外線照射的區域變化為親液性，且膜厚減少者。
較佳為，凸部包括電氣配線或者半導體用電極，凹部包括形成有電氣配線或者半導體用電極的支持體或者絕緣層。另
外，例如，圖案為絕緣層。
膜較佳為使用如下塗佈液來形成，該塗佈液當將表面張力設為σ(N/m)，將膜厚設為δ(m)，將包括顯示撥液性的凹部與顯示親液性的凸部的凹凸的間距設為p(m)，且將漢馬克常數(Hamaker constant)設為aH(J)時，滿足σ>0.153p1.947×δ-3.84×|aH|1.022。凹凸的間距是指當顯示撥液性的凹部與顯示親液性的凸部構成線與空間圖案時，1條線的寬度與1個空間的寬度的合計寬度。
例如，第1步驟中，使用噴墨法，使顯示撥液性的凹部中的滴注量多於顯示親液性的凸部來形成表面平坦的膜。
依據本發明，若為了形成圖案，而於具有顯示撥液性的凹部與顯示親液性的凸部的凹凸結構體上，以覆蓋凹部以及凸部的方式形成表面平坦的膜，則膜的排斥的產生得到抑制，該膜的表面的平坦性得以維持，成為大致平坦的圖案。進而，在於該圖案上形成配線、電極等的情況下，形成為平坦面，因此關於形狀精度、位置精度而容易維持規定的精度。進而，無須使膜平坦，不需要多餘的步驟，生產性亦可提高。因此，在將本發明應用於製造TFT的情況下，例如，可提高源電極與汲電極之間的距離的精度，能夠以高精度形成薄膜電晶體。如上所述，可提高生產性，而且可製造品質良好的TFT。
10‧‧‧圖案形成裝置(形成裝置)
12‧‧‧標記形成部
14‧‧‧檢測部
16‧‧‧曝光部
18‧‧‧圖案形成部
30‧‧‧輸入部
32‧‧‧描畫資料製成部
34‧‧‧儲存部
36‧‧‧影像處理部
38‧‧‧控制部
40‧‧‧旋轉軸
42‧‧‧捲取軸
50‧‧‧第1膜
50a‧‧‧第1膜50的表面
52a‧‧‧圖案形成區域
52b‧‧‧非圖案形成區域
54‧‧‧第2膜
54a‧‧‧第2膜54的表面
55‧‧‧第1圖案
56‧‧‧第3膜
56a‧‧‧第3膜56的表面
60‧‧‧TFT
62‧‧‧閘電極
64a‧‧‧源電極
64b‧‧‧汲電極
65‧‧‧通道區域
66‧‧‧半導體層
70‧‧‧膜
70a‧‧‧膜70的表面
72‧‧‧閘絕緣層
72a‧‧‧閘絕緣層72的表面
74‧‧‧保護層
100‧‧‧第1分析模型
100a‧‧‧第2分析模型
100b‧‧‧第3分析模型
100c‧‧‧第4分析模型
102、102a、102b、120‧‧‧支持體
104、122b‧‧‧親液部
106、122a‧‧‧撥液部
108、109、124‧‧‧液膜
110‧‧‧固體
112‧‧‧液滴
122‧‧‧親疏液轉換層
126‧‧‧圖案(導電層)
B‧‧‧親液部104與撥液部106的邊界
D‧‧‧搬送方向
L‧‧‧寬度方向
M‧‧‧對準標記
S‧‧‧形成區域
Z‧‧‧基板
圖1是表示本發明的實施形態的圖案形成方法中使用的圖案形成裝置的一例的示意圖。
圖2(a)是表示本發明的實施形態的圖案形成方法中使用的形成有第1膜的基板的示意性平面圖，圖2(b)是表示圖案形成方法中使用的形成有第1膜的基板的示意性剖面圖。
圖3(a)~圖3(f)是以步驟順序表示本發明的實施形態的圖案形成方法的示意性剖面圖。
圖4是用於對表面張力與排斥的關係進行說明的圖表。
圖5是表示使用本發明的實施形態的圖案形成方法而形成的薄膜電晶體的一例的示意性剖面圖。
圖6(a)是用於對液膜的排斥進行說明的示意圖，圖6(b)是表示液膜的排斥的第1分析模型的示意性立體圖，圖6(c)是表示第1分析模型中的由排斥引起的液膜的膜厚變化的示意性立體圖。
圖7(a)是表示液膜的排斥的第2分析模型的示意性立體圖，圖7(b)是表示第2分析模型中的由排斥引起的液膜的膜厚變化的示意性立體圖。
圖8(a)是表示液膜的排斥的第3分析模型的示意性立體圖，圖8(b)是表示第3分析模型中的由排斥引起的液膜的膜厚變化的示意性立體圖。
圖9是表示排斥的分析中使用的膜厚變化與流量的關係的示意圖。
圖10是用於對楊氏方程式進行說明的示意圖。
圖11(a)、圖11(b)是表示藉由分析而獲得的膜厚分布的圖表，圖11(a)表示第1分析模型的結果，圖11(b)表示第2分析模型的結果。
圖12是表示藉由分析而獲得的膜厚分布的圖表，表示第3分析模型的結果。
圖13(a)、圖13(b)是以步驟順序來表示專利文獻1的圖案形成方法的示意性剖面圖。
圖14(a)、圖14(b)是以步驟順序表示現有的圖案形成方法的示意性剖面圖。
以下，基於隨附圖式所示的較佳實施形態，對本發明的圖案形成方法進行詳細說明。
圖1是表示本發明的實施形態的圖案形成方法中使用的圖案形成裝置的一例的示意圖。圖2(a)是表示本發明的實施形態的圖案形成方法中使用的形成有第1膜的基板的示意性平面圖，圖2(b)是表示圖案形成方法中使用的形成有第1膜的基板的示意性剖面圖。
圖1所示的圖案形成裝置10(以下僅稱為形成裝置10)是例如一邊將基板Z在長度方向上搬送一邊進行各種處理的捲對
捲(roll to roll)方式的裝置。該形成裝置10形成微細圖案，例如線寬小於50 μm的圖案。
形成裝置10包括：標記形成部12、檢測部14、曝光部16、及圖案形成部18。進而，形成裝置10包括：輸入部30、描畫資料製成部32、儲存部34、影像處理部36、及控制部38。藉由控制部38來控制形成裝置10中的各構成部的動作。
形成裝置10中，基板Z捲繞於旋轉軸40上而安裝為捲狀。該旋轉軸40將基板Z連續送出，旋轉軸40上例如連接有馬達(未圖示)。藉由該馬達，基板Z在搬送方向D上連續送出。
另外，設置將經過標記形成部12、檢測部14、曝光部16、圖案形成部18的基板Z捲取的捲取軸42。該捲取軸42例如連接有馬達(未圖示)。藉由該馬達，捲取軸42旋轉，基板Z於捲取軸42上捲取為捲狀。藉此，基板Z在搬送方向D上搬送。
本實施形態中，如圖2(b)所示，基板Z上形成有第1膜50。第1膜50包含撥液劑。撥液劑具有藉由規定波長的光，例如紫外光(ultraviolet light，UV光)，而親液性的程度變化的功能。進而，第1膜50藉由紫外光(UV光)照射而膜厚減少。
所謂第1膜50的親液性的程度變化的功能，例如是指親疏液性轉換功能。第1膜50是具有親液性的程度變化的功能，即親疏液性轉換功能的親疏液性轉換膜。
如圖2(a)所示，於第1膜50的表面50a，在矩形狀的形成區域S的外緣的四角形成對準標記M(標記圖案)，來進行
圖案形成。
以下，對基板Z進行具體說明。
本實施形態的形成裝置10為捲對捲方式，因此就生產性、可撓性(pliability)等觀點而言，基板Z使用樹脂膜。對該樹脂膜並無特別限制，關於其材料、形狀、結構、厚度等，可從公知的樹脂膜中適當選擇。
樹脂膜例如可列舉：聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、改質聚酯等聚酯系樹脂膜，聚乙烯(polyethylene，PE)樹脂膜、聚丙烯(polypropylene，PP)樹脂膜、聚苯乙烯樹脂膜、環狀烯烴系樹脂等聚烯烴類樹脂膜，聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯等乙烯系樹脂膜，聚醚醚酮(polyether ether ketone，PEEK)樹脂膜、聚碸(polysulfone，PSF)樹脂膜、聚醚碸(polyether sulfone，PES)樹脂膜、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)樹脂膜、聚醯胺樹脂膜、聚醯亞胺樹脂膜、丙烯酸樹脂膜、三乙醯基纖維素(triacetyl cellulose，TAC)樹脂膜等。
在利用形成裝置10來製作薄膜電晶體(TFT)，並將其用於顯示器等用途的情況下，基板Z較佳為透明樹脂膜，只要是可見區域的波長下的透光率為80%以上的樹脂膜即可。其中，就透明性、耐熱性、操作容易度、強度以及成本的方面而言，較佳為雙軸延伸聚對苯二甲酸乙二酯膜、雙軸延伸聚萘二甲酸乙二酯膜、聚醚碸膜、聚碳酸酯膜，更佳為雙軸延伸聚對苯二甲酸乙二酯膜、雙軸延伸聚萘二甲酸乙二酯膜。
此外，形成裝置10可如後所述為葉片式，在該情況下，基板Z可使用Si晶圓、石英玻璃、玻璃、塑膠、金屬板等各種基板，只要是可於基板的表面積層成形有半導體膜、金屬膜、電介質膜、有機膜等者，則並無特別限定。
可將於基板的表面形成有半導體膜、金屬膜、電介質膜、有機膜等各種膜、包含功能材料的膜、功能元件者用作基板。
繼而，對構成第1膜50的撥液劑的具體例進行說明。第1膜50如上所述作為親疏液性轉換功能材料來發揮功能，且包含撥液性劑。該第1膜50的厚度(膜厚)較佳為0.001 μm~1 μm，特佳為0.01 μm~0.1 μm。
第1膜50的未經能量照射的部分(非圖案形成區域)、與經能量照射的部分(圖案形成區域)的親液性的程度不同，經能量照射的部分(圖案形成區域)為親液性。進而，第1膜50中，經能量照射的部分(圖案形成區域)的膜厚例如減少10 nm，在未經能量照射的部分(非圖案形成區域)與經能量照射的部分(圖案形成區域)產生階差。此外，若膜厚減少3 nm，即若階差為3 nm，則獲得後述的圖案形成的效果。因此，膜厚只要減少3 nm~10 nm左右即可，階差為3 nm~10 nm左右。若第1膜50為單體，則當藉由紫外線照射而聚合時，收縮10%左右，膜厚減少。若第1膜50為聚合物，則當藉由紫外線照射而使部分分解時，收縮10%左右，膜厚減少。
此外，第1膜50只要經能量照射的部分(圖案形成區
域)成為親液性，則亦可不產生上述階差。
本實施形態中，關於膜厚、膜的階差、膜厚的減少量等，可使用公知的各種測定方法進行測定。測定方法可列舉：取得剖面照片或者剖面影像，根據該些剖面照片或者剖面影像進行計測的方法；利用分光分析顯微鏡來計測至界面為止的位置的方法；剝離膜的一部分後，機械性測定階差的方法；剝離膜的一部分後，利用原子力顯微鏡(atomic force microscope，AFM)來測定階差的方法等。
撥液性劑中，無機材料可列舉：氧化鈦(TiO2)、氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO2)、鈦酸鍶(SrTiO3)、氧化鎢(WO3)、氧化鉍(Bi2O3)以及氧化鐵(Fe2O3)等氧化物。可將該些氧化物選擇1種或者2種以上來使用，例如，若為二氧化鈦，則有銳鈦礦(anatase)型與金紅石(rutile)型，任一者均可使用，較佳為銳鈦礦型的二氧化鈦。
撥液性劑中，黏合劑可使用具有主骨架不會藉由氧化物的光激發而分解之類的高鍵結能量者，在使黏合劑具有利用氧化物的作用而使潤濕性變化的功能的情況下，較佳為具有黏合劑的主骨架不會藉由上述氧化物的光激發而分解之類的高鍵結能量者，且為具有藉由氧化物的作用而分解之類的有機取代基者，例如可列舉：藉由溶膠凝膠反應等，使氯矽烷或者烷氧基矽烷等進行水解、聚縮合而發揮大強度的有機聚矽氧烷；以及將撥水性及撥油性優異的反應性矽酮進行交聯而成的有機聚矽氧烷等。
另外，亦可將如二甲基聚矽氧烷之類不進行交聯反應的穩定的有機矽化合物與上述有機聚矽氧烷一起混合於黏合劑中。
另外，亦可使分解物質包含於含氧化物層中，該分解物質在能量照射下藉由氧化物的作用而分解，藉此可使含氧化物層上的潤濕性變化。此種分解物質可列舉藉由氧化物的作用而分解，且具有藉由分解而使含光觸媒層表面的潤濕性變化的功能的界面活性劑。
具體而言，可列舉氟系或者矽酮系的非離子界面活性劑，另外，亦可使用陽離子系界面活性劑、陰離子系界面活性劑、兩性界面活性劑。除界面活性劑以外，可列舉：聚乙烯基醇、不飽和聚酯、丙烯酸樹脂、聚乙烯、鄰苯二甲酸二烯丙酯、乙烯丙烯二烯單體、環氧樹脂、苯酚樹脂、聚胺基甲酸酯、三聚氰胺樹脂、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚醯胺、聚醯亞胺、苯乙烯丁二烯橡膠、氯丁二烯橡膠、聚丙烯、聚丁烯、聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、尼龍、聚酯、聚丁二烯、聚苯并咪唑、聚丙烯腈、表氯醇、聚硫醚(polysulfide)、聚異戊二烯等低聚物、聚合物等。
此外，親液性化的化合物有：重氮鎓鹽、鋶鹽、錪鹽等鎓鹽，鄰硝基苄基磺酸酯化合物、與增感劑併用的對硝基苄基磺酸酯化合物、1,2,3-三苯、N-醯亞胺磺酸酯化合物、肟磺酸酯化合物、α-酮磺酸酯化合物、萘醌二疊氮-4-磺酸酯化合物、重氮二碸(diazodisulfone)化合物、二碸化合物、酮碸(ketosulfone)化合物、鄰硝基苄基酯化合物、間烷氧基苄基酯化合物、鄰硝基苄基
醯胺化合物、苯并異酯化合物、苯甲醯甲基酯(phenacyl ester)化合物、2,4-二硝基苯磺醯基酯、2-重氮-1,3-二酮化合物、苯酚酯化合物、鄰硝基苄基苯酚化合物、2,5-環己二烯酮(2,5-cyclohexadienone)化合物、磺化聚烯烴、芳基重氮磺酸酯鹽等。
標記形成部12是在上述具有親疏液性轉換功能的第1膜50上，例如圖2(a)所示，在基板Z上的第1膜50的表面50a上，於矩形狀的形成區域S的外緣的四角形成對準標記M(標記圖案)者。
標記形成部12例如包括標記曝光部(未圖示)、及標記印刷部(未圖示)，標記曝光部設置於搬送方向D的上流側。
標記曝光部包括：對第1膜50照射可使其自撥液性變
化為親液性而使膜厚減少的波長的光的光源(未圖示)、遮罩(未圖示)、及標記列印部(未圖示)。光源中使用例如可照射波長為300(nm)、365(nm)、405(nm)等紫外線區域的光的光源。
遮罩中使用例如形成圖2(a)所示的圓形的對準標記M的遮罩。此外，對準標記M的形狀並不限定於圓形。
標記印刷部於成為對準標記M的標記圖案被曝光的曝光區域印刷可見化墨水，形成對準標記M。
此外，標記印刷部只要能夠於標記圖案被曝光的曝光區域供給可見化墨水，則並不特別限定印刷方式，亦可印刷於整個面。另外，例如可使用噴墨、網版印刷、凸版印刷、凹版印刷。
用於形成對準標記M的可見化墨水是使用在檢測對準標記M時，以不使第1膜50產生不需要的親疏水轉換的方式，吸收或反射第1膜50的親疏水性不變化的波長的光的墨水。因此，根據第1膜50的產生親疏水轉換的波長，適當選擇可見化墨水，例如使用反射或者吸收波長為500 nm以上的光的墨水。此外，可見化墨水例如使用水溶性墨水或者金屬墨水。
檢測部14是檢測對準標記M來獲得該對準標記M的位置資訊者，該檢測部14連接於影像處理部36。檢測部14包括應變感測器(未圖示)與對準檢測部(未圖示)。
應變感測器使用第1膜50不產生親疏水性變化的波長的光來檢測對準標記M，例如使用包括發光二極體(light emitting diode，LED)等光源與互補金屬氧化物半導體(complementary metal-oxide semiconductor，CMOS)、電荷耦合元件(charge coupled device，CCD)等攝像元件的光學式應變感測器。此外，在可見化墨水為反射或者吸收波長500 nm以上的光的墨水的情況下，光源中使用照射波長為500 nm以上的光的光源。具體而言，光源的波長例如使用633 nm、660 nm、590 nm、紅外線(infrared，IR)。
應變感測器中，向對準標記M照射波長為500 nm以上的光，拍攝預先設置於圖2(a)所示的形成區域S的外緣部的四角的對準標記M，例如獲得4個對準標記M的影像資料。以4個對準標記M的影像資料作為一組，輸入至對準檢測部中。
對準檢測部基於由應變感測器獲得的各對準標記M的
影像資料，例如算出各對準標記M的位置、對準標記M的大小、朝向以及對準標記M間的距離等，與對準標記M的大小、配置位置等的設計值進行比較，藉此來製成基板Z的應變資訊(對準標記M的位置資訊)。基板Z的應變資訊例如為基板Z的伸縮的方向、基板Z的伸縮量。具體而言，該基板Z的應變資訊是指由4個對準標記M包圍的形成區域S的伸縮方向、伸縮量、形成區域S的旋轉方向、旋轉量，進而基於形成區域S的既定大小的擴大量或者縮小量以及梯形狀等的應變量。該基板Z的應變資訊被輸入至影像處理部36。此外，如後所述，影像處理部36中，基於基板Z的應變資訊，製成曝光用的修正資料(修正曝光資料)以及滴注用的修正資料(修正滴注圖案資料)。
此外，藉由應變感測器的對準標記M的攝像方式並無特別限定，例如，存在以下方式：一邊使應變感測器二維地移動一邊拍攝被固定的基板Z的對準標記M的形態；一邊使基板Z移動一邊拍攝基板Z的對準標記M的方式等。
曝光部16用於形成微細圖案，例如線寬小於50 μm的圖案，可將形成圖案的圖案形成區域形成為上述線寬以下。
利用圖案形成方法來形成的圖案例如為電子電路的配線、TFT等電子元件的構成部，或者電子電路的配線、TFT等電子元件的構成部的母材。
曝光部16在形成於基板Z上的第1膜50上實施如下處理(以下，僅稱為親液化處理)：藉由圖案形成部18，使形成圖案
的圖案形成區域改變為親液性。藉由該親液化處理，第1膜50的圖案形成區域的膜厚減少3 nm~10 nm左右。曝光部16上設置有曝光單元(未圖示)與氣體供給單元(未圖示)。曝光部16連接於影像處理部36。
此外，所謂「改變為親液性」，是指形成液滴對於第1膜50的接觸角相對較小的狀態。即，是指撥液性產生差異的狀態。
曝光單元在基板Z的第1膜50的表面50a中，例如對成為圖案的圖案形成區域照射(曝光)可使第1膜50轉變為親液性的光。曝光單元中，光源是使用與標記曝光部的光源相同波長的光源，例如使用可照射波長為300(nm)、365(nm)、405(nm)等紫外線區域的光的光源，亦可使用雷射光源。
曝光單元中，紫外光的輸出功率例如為1~數100(mJ/cm2)。此外，根據基板的組成，存在若紫外光的輸出功率高則產生變質的顧慮。因此，只要可改變為親液性，則較佳為紫外光的輸出功率低。
曝光單元可使用利用雷射光的數位曝光方式的單元以及遮罩曝光方式的單元。
數位曝光方式中，基於由影像處理部36輸出的所形成的圖案的圖案資料，對形成圖案的圖案形成區域照射雷射光，進行親液化處理。此時，圖案形成區域變化為親液性，膜厚減少，在圖案形成區域與非圖案形成區域之間產生階差。
於在曝光單元中使用數位曝光方式的單元的情況下，例
如在與基板Z的搬送方向D正交的方向使曝光單元掃描，例如對圖案形成區域中可藉由相同方向的一次掃描來進行曝光處理的區域實行親液化處理。若該掃描方向的一次親液化處理結束，則可使用如下的連續方式：使基板Z在搬送方向D上移動規定量，對相同的圖案形成區域的下一區域實行親液化處理，藉由重複該動作，對圖案形成區域的整體實施親液化處理。
另外，曝光單元中，設置掃描雷射光的掃描光學部(未圖示)，進行親液化處理時，亦可不使曝光單元掃描，而是使雷射光掃描。
進而，曝光單元中，可為能夠對與基板Z的搬送方向D正交的寬度方向照射大量雷射光的陣列類型的單元。
氣體供給單元在照射光時，視需要供給用於使基板Z的圖案形成區域成為親液性的反應氣體。藉由氣體供給單元，來調整基板Z中的反應氣體的濃度(填充量)、供給時機等。反應氣體例如使用包含氧的氣體、或者包含氮的氣體。
此外，只要可僅藉由紫外光的照射來對第1膜50進行親液化處理，則未必需要設置氣體供給單元。
圖案形成部18於經親液性化而膜厚減少的圖案形成區域，形成乾燥後成為圖案的第2膜。如上所述，第1膜50中，在非圖案形成區域與圖案形成區域產生階差。因此，若只形成第2膜，則第2膜亦仿照第1膜50的表面形狀而於表面產生階差。然而，圖案形成部18中，以表面變得平坦的方式形成第2膜。
成為圖案的第2膜例如成為電子電路的配線、TFT等電子元件的構成部，或者電子電路的配線、TFT等電子元件的構成部的母材。下文對該第2膜進行詳細說明。
圖案形成部18中，只要可於圖案形成區域，以第2膜的表面變得平坦的方式形成第2膜，則其形成方法並無特別限定，例如可使用狹縫塗佈法、刀片塗佈法、噴墨法。
狹縫塗佈法、刀片塗佈法中，使用模具形成第2膜時，供給用於形成第2膜的塗佈液的模具邊緣與第1膜50的間隔設為第2膜的厚度程度。藉此，即便第1膜50存在階差，亦可平坦地形成第2膜的表面。
噴墨法可適當利用壓電式、熱方式等。另外，噴墨法中使用的噴墨頭中可使用連續類型或者實線(full line)類型。
在利用使用噴墨頭的噴墨方式的情況下，利用表示經親液性化的圖案形成區域的位置的滴注圖案資料，於經親液性化的圖案形成區域，滴注墨水滴而形成圖案。由噴墨頭滴注的墨水滴的大小為16 μm~30 μm左右。
此外，在使用噴墨方式的情況下，利用滴注圖案資料來滴注墨水滴，因此可藉由變更該滴注圖案資料而容易地改變墨水滴的滴注位置。
另外，噴墨法中，使對膜厚度薄的圖案形成區域的滴注量多於非圖案形成區域，形成表面平坦的第2膜。噴墨法適合於形成例如具有100 μm×100 μm見方的寬廣區域作為圖案的電極。
此外，圖案形成部18可使用與上述第2膜相同的方法，平坦地形成後述第3膜56(參照圖3(f))、成為閘絕緣層72(參照圖5)的絕緣膜(未圖示)的表面。例如，在使用噴墨法的情況下，如後所述，使對於顯示撥液性的凹部(非圖案形成區域)的滴注量多於顯示親液性的凸部(圖案)，來形成表面平坦的膜。
進而，圖案形成部18可除了第2膜以外，形成覆蓋由第2膜形成的圖案的層，且於該層上形成相當於第2膜的成為另一圖案的膜。成為另一圖案的膜是利用與第2膜相同的方法，以表面變得平坦的方式形成。如上所述，圖案形成部18並不限定於形成成為圖案的第2膜。
輸入部30包括用於操作人員(使用者)進行各種輸入的輸入裝置(未圖示)、及顯示部(未圖示)。輸入裝置中使用鍵盤、滑鼠、觸控面板、按鈕等各種形態的裝置。
操作人員可經由輸入部30而將標記形成部12、檢測部14、曝光部16、及圖案形成部18中的各種處理條件、運轉條件輸入至儲存部34，使其儲存，並且可將包含所形成的TFT的各構成部的位置資訊(配置資訊)以及TFT的各構成部的大小等形狀資訊的TFT的圖案資料(設計資料)、基板Z的對準標記M的位置資訊、對準標記M的大小等形狀資訊輸入至儲存部34，使其儲存。
另外，操作人員可經由輸入部30的顯示部而獲知標記形成部12、檢測部14、曝光部16、圖案形成部18的狀態等。該顯示部亦作為顯示錯誤訊息等警告的裝置來發揮功能。此外，顯
示部還作為告知異常的報告裝置來發揮功能。
描畫資料製成部32將由輸入部30輸入的圖案資料，例如包含TFT的各構成部的位置資訊(配置資訊)以及TFT的各構成部的大小等形狀資訊的電腦輔助設計(computer aided design，CAD)資料，進行資料轉換而成為可用於在曝光部16對圖案形成區域照射UV光的資料形式，關於圖案資料，例如TFT的各構成部來製成曝光部16中可利用的曝光資料。曝光部16中，基於曝光資料，對圖案形成區域照射UV光。
描畫資料製成部32中，例如，將以向量(vector)形式(向量資料)記述的TFT的圖案資料轉換為光柵(raster)形式(光柵資料)。此外，只要所輸入的資料形式可在曝光部16中利用，則未必需要進行資料轉換。該情況下，描畫資料製成部32中，可不進行資料轉換，或者不經由描畫資料製成部32，而直接對影像處理部36輸入TFT等的圖案資料。
儲存部34是在形成裝置10中儲存圖案資料，例如TFT的圖案所必需的各種資訊者。例如，經由輸入部30而輸入至形成裝置10中的資訊有TFT的圖案資料等。另外，包括由檢測部14製成的基板的應變資訊對應於哪一種圖案資料，例如製作TFT的哪一個構成部而儲存。進而，儲存形成裝置10的各構成部的設定條件、處理條件等。
影像處理部36連接於檢測部14、曝光部16、圖案形成部18、描畫資料製成部32以及儲存部34，輸入由檢測部14製成
的基板Z的應變資訊。
影像處理部36用於基於由檢測部14輸出的基板Z的應變資訊來改變形成於第1膜50上的圖案的形成位置，且作為用於圖案形成的調整部而發揮功能。
影像處理部36中，在將基板Z的應變資訊與容許範圍相比較，基板Z的應變超出容許範圍的情況下，為了根據基板Z的應變資訊來變更UV光的照射位置，而製成對曝光資料進行修正的修正曝光資料。
在曝光部16為數位曝光機的情況下，影像處理部36基於基板Z的應變資訊，而製成對表示圖案形成區域的位置的圖案資料進行修正的修正曝光圖案資料。將該修正曝光圖案資料輸出至曝光部16，在曝光部16，利用修正曝光圖案資料來對圖案形成區域照射UV光，使圖案形成區域親液性化。藉此，可使適當的位置親液化。
另外，在圖案形成部18為噴墨方式的情況下，由於根據曝光位置的變更來變更墨水滴的滴注位置，故而影像處理部36基於基板Z的應變資訊而製成對滴注圖案資料進行修正的修正滴注圖案資料。將該修正滴注圖案資料輸出至圖案形成部18，在圖案形成部18，利用修正滴注圖案資料而於經親液性化的圖案形成區域形成第2膜。藉此，可於適當的位置形成第2膜。
此外，影像處理部36中，在將基板Z的應變資訊與容許範圍相比較，基板Z的應變在容許範圍內的情況下，不製成修
正曝光資料。因此，輸入至影像處理部36的曝光資料未經修正而直接輸出至曝光部16。曝光部16中，基於曝光資料而對圖案形成區域照射UV光。
此外，本實施形態的形成裝置10為捲對捲方式，但並不限定於此。形成裝置10可為例如對基板Z逐塊進行處理的葉片式。
本實施形態的圖案形成方法中，例如，可以如圖3(a)~圖3(f)所示的方式形成微細圖案。
如圖3(a)所示，對表面形成有原來具有撥液性的第1膜50的基板Z，基於曝光資料，藉由曝光部16，在第1膜50的表面50a上，對形成圖案的圖案形成區域52a照射UV光。藉此，如圖3(b)所示，圖案形成區域52a變化為親液性，膜厚減少，產生階差。此外，第1膜50的表面50a中，將圖案形成區域52a以外稱為非圖案形成區域52b，非圖案形成區域52b為撥液性。
繼而，使用圖案形成部18，如圖3(c)所示，於第1膜50的表面50a整個面，即圖案形成區域52a以及非圖案形成區域52b上，以第2膜54的表面54a變得平坦的方式形成第2膜54。該表面平坦的第2膜54使用例如導電性微粒子的分散液作為塗佈液。
如圖3(d)所示，第2膜54在非圖案形成區域52b被排斥而集中於圖案形成區域52a。然後，藉由使集中於圖案形成區域52a的第2膜54例如進行自然乾燥，而使第2膜54的膜厚減
少，最終形成圖3(e)所示的圖案55。藉此，形成凹凸結構體。圖案55由於以導電性微粒子的分散液來形成，故而為親液性。進而，藉由以上述分散液形成的圖案55，例如亦可構成電氣配線、半導體用電極等。該情況下，第1膜50作為形成有電氣配線、半導體用電極等的支持體或者絕緣層而發揮功能。
上述凹凸結構體中，由圖案55構成親液性的凸部，且由其以外的第1膜50的非圖案形成區域52b構成撥液性的凹部。
繼而，如圖3(f)所示，以覆蓋圖案55以及非圖案形成區域52b，且第3膜56的表面56a變得平坦的方式，以與第2膜54相同的方法形成第3膜56。該第3膜56包含與第1膜50相同的撥液劑，具有撥液性。此外，第3膜56是橫跨於凹狀的撥液性區域以及凸狀的親液性區域上而形成，但藉由以該第3膜56的表面56a變得平坦的方式形成，第3膜56的排斥的產生得到抑制，第3膜56的表面56a即便隨時間經過，第3膜56的表面56a亦保持平坦。
例如，在使用噴墨法來形成第3膜56的情況下，使第1非圖案形成區域52b(顯示撥液性的凹部)中的滴注量多於第1圖案55(顯示親液性的凸部)，而形成表面56a平坦的第3膜56。
此處，本發明中，所謂膜的表面平坦，是指膜的表面實質上平坦，且是指形成於固體上的膜的表面並不反映出固體表面的凹凸。例如，第3膜56的表面56a並不反映出凹凸結構的凹凸，而是很平坦，該凹凸結構包括由圖案55構成的凸部、以及由其以
外的第1膜50的非圖案形成區域52b構成的凹部。將該狀態稱為膜的表面平坦。另外，關於第2膜54，其表面54a亦不反映出第1膜50的階差，很平坦。該狀態亦稱為膜的表面平坦。
本實施形態中，第3膜56較佳為使用如下塗佈液，該塗佈液在將表面張力設為σ(N/m)時，表面張力σ與參數X滿足σ>0.153．X的條件。圖4表示表面張力σ與參數X的關係，圖4所示的區域β為滿足σ>0.153．X的條件的區域。
另外，第2膜54較佳為使用塗佈液、例如導電性微粒子的分散液，該塗佈液關於表面張力σ與參數X，滿足σ<0.153．X的條件。圖4所示的區域α為滿足σ<0.153．X的條件的區域。
此外，當將膜厚設為δ(m)，將凹凸的間距設為p(m)，將漢馬克常數設為aH(J)時，參數X是由X=p1.947×δ-3.84×|aH|1.022表示。係數0.153具有將表面張力σ(N/m)與參數X的單位進行換算的規定單位。
所謂凹凸的間距p，是指第3膜56中包括第1圖案55與第1非圖案形成區域52的凹凸的間距。當第1圖案55與第1非圖案形成區域52構成線與空間圖案時，所謂凹凸的間距p，是指1條線的寬度與1個空間的寬度的合計寬度。
藉由表面張力σ滿足上述條件(σ>0.153p1.947×δ-3.84×|aH|1.02 2)，變得更難以排斥。因此，為了形成第3膜56，適宜使用具有符合區域β的表面張力σ的塗佈液。
另一方面，藉由表面張力σ滿足上述條件(σ<
0.153p1.947×δ-3.84×|aH|1.02 2)，而變得更容易排斥。因此，為了形成第2膜54，適宜使用具有符合區域α的表面張力σ的塗佈液。第2膜54中，所謂凹凸的間距p，是指包括圖案形成區域52a與非圖案形成區域52b的凹凸的間距。當圖案形成區域52a與非圖案形成區域52b構成線與空間圖案時，所謂凹凸的間距p，是指1條線的寬度與1個空間的寬度的合計寬度。
另外，若為第2膜54，則漢馬克常數aH(J)是由位於其下方的第1膜50所決定。進而，若為第3膜56，則漢馬克常數aH(J)是由位於其下方的第1膜50以及第1圖案55(第2膜54)所決定。
如上所述，漢馬克常數aH(J)是由上側的膜與下側的膜來決定，但根據下側的膜的狀態等，有時存在多個漢馬克常數。該情況下，已知決定排斥現象的是多個漢馬克常數中為負且絕對值大者。這意味著，疏液性部分的物性支配排斥現象的整體結果，親液性部分的變化不會對整體的結果造成大的影響。因此，在存在多個漢馬克常數的情況下，將該些漢馬克常數中為負且絕對值最大者作為上述參數X中的漢馬克常數aH(J)。
藉由使用本實施形態的圖案形成方法，例如，可如圖5所示，形成排列有2個的TFT 60。
圖5所示的TFT 60包括閘電極62、源電極64a及汲電極64b、以及半導體層66。TFT 60中，閘電極62、與源電極64a以及汲電極64b可藉由利用上述第2膜54的圖案55的形成法來
形成。
於基板Z上形成膜70，且於該膜70上形成TFT 60。膜70是例如為了形成閘電極62而獲得規定的平坦度，以及為了提高電氣絕緣性而設置。該膜70相當於第1膜50。
TFT 60中，於膜70的表面70a形成閘電極62，且以覆蓋該閘電極62以及膜70的方式形成閘絕緣層72。於該閘絕緣層72的表面72a，在閘電極62的上方空開規定的間隙作為通道區域65，形成源電極64a與汲電極64b。以堵住通道區域65、且橫跨源電極64a與汲電極64b的方式，形成作為活性層來發揮功能的半導體層66。以覆蓋源電極64a與汲電極64b以及半導體層66的方式形成保護層74。
此外，閘絕緣層72以及保護層74包括包含與膜70相同的撥液劑的情況，其厚度例如與膜70的厚度(膜厚)相同，較佳為0.001 μm~1 μm，特佳為0.01 μm~0.1 μm。閘絕緣層72可利用本發明的圖案形成方法來形成，例如，可利用上述第3膜56的形成方法來形成。依據本發明的圖案形成方法，可形成表面實質上平坦的閘絕緣膜72。
TFT 60利用形成裝置10的曝光部16，對在膜70的表面70a形成有閘電極62的閘電極形成區域照射紫外光，不僅進行親液性化，而且膜厚減少而凹陷。此外，在形成區域以外，膜70的表面70a顯示撥液性。
繼而，利用圖案形成部18，對膜70的表面70a整個面，
以表面變得平坦的方式形成成為閘電極62的電極膜(未圖示)。電極膜是使用例如導電性微粒子的分散液來形成。
其後，電極膜在非圖案形成區域被排斥，電極膜在短時間內集中於閘電極形成區域。其後，進行乾燥，於閘電極形成區域形成閘電極62。該情況下，利用閘電極62，構成顯示親液性的凸部，在其以外的膜70的非圖案形成區域形成構成有顯示撥液性的凹部的凹凸結構體。此外，上述電極膜(上述分散液)較佳為表面張力σ滿足σ<0.153．X的條件。
形成裝置10由於不具有形成絕緣層的功能，故而使用其他裝置來形成閘絕緣層72。該閘絕緣層72亦與膜70同樣地包含例如撥液劑，該撥液劑具有利用紫外光而使親疏液性變化的親疏液性轉換功能，進而膜厚減少。
形成閘絕緣層72時，將成為閘絕緣層72的絕緣膜(未圖示)以覆蓋閘電極62的方式形成於膜70的整個面。此時，絕緣膜是與上述第3膜56(參照圖3(f))同樣地，例如，使用噴墨法，使閘電極62(顯示親液性的凸部)以外的膜70的表面(顯示撥液性的凹部)的滴注量多於閘電極62(顯示親液性的凸部)，以其表面變得平坦的方式形成。與上述第3膜56(參照圖3(f))同樣地，排斥的產生得到抑制，絕緣膜的表面不會受到膜70的撥液性以及閘電極62的親液性的影響，保持平坦。其後，使其乾燥，形成表面平坦的閘絕緣層72。此外，絕緣膜較佳為表面張力σ滿足σ>0.153．X的條件。
繼而，於閘絕緣層72的表面72a，在形成裝置10的曝光部16，使形成有源電極64a與汲電極64b的形成區域親液性化，使膜厚減少而凹陷，產生階差。然後，以與閘電極62的形成相同的方式，於形成區域形成電極膜(未圖示)，形成源電極64a與汲電極64b。此外，電極膜較佳為表面張力σ滿足σ<0.153．X的條件。
其後，將通道區域65中露出的閘絕緣層72的表面72a以上述方式進行親液化，使膜厚減少而凹陷，產生階差。然後，以堵住通道區域65且橫跨源電極64a與汲電極64b的方式形成成為半導體層66的半導體膜(未圖示)。此外，半導體膜較佳為表面張力σ滿足σ<0.153．X的條件。
然後，使用其他裝置，於閘絕緣層72的表面72a上，形成覆蓋源電極64a及汲電極64b與半導體層66的樹脂製保護層74。此外，保護層74由於在其上未形成任何層，故而無需包含如膜70之類的撥液劑，該撥液劑具有例如利用紫外光而親疏液性變化、膜厚減少的親疏液性轉換功能。
依據本實施形態的圖案形成方法，可形成表面平坦的閘絕緣層72，因此可提高形成於該閘絕緣層72上的閘電極62以及源電極64a的位置精度以及形狀精度。因此，TFT的通道區域的寬度的尺寸誤差小，可抑制TFT的特性的不均。進而，不需要使閘絕緣層72的表面平坦的步驟，就該方面而言亦可提高生產性。
本發明中，對形成於上述非圖案形成區域與圖案形成區
域之上的液膜的行為，使用以下所詳細說明的4個分析模型進行驗證。
此外，對以下所示的圖6(b)、圖7(a)、圖8(a)所示的第1分析模型100~第3分析模型100b中共用的構成標註相同的符號。另外，第3分析模型100b相當於本發明的圖案形成方法，第1分析模型100以及第2分析模型100a相當於現有的圖案形成方法。
具體而言，如圖6(a)所示，對第2膜的初始表面C的狀態經過規定時間後如何變化進行分析。此處，所謂初始表面，是指形成第2膜的時刻的表面。
圖6(a)的分析中，使用圖6(b)所示的第1分析模型100。該第1分析模型100將相當於第1膜50的支持體102的表面分為親液部104與撥液部106，於支持體102上形成相當於第2膜54的厚度均勻的液膜108。支持體102的表面平坦，液膜108的表面亦平坦。此外，符號B表示親液部104與撥液部106的邊界。
例如，若在撥液部106，液膜108被排斥，則液膜108流動，如圖6(c)所示，液膜109的狀態變化。如上所述，藉由模擬對由親液部104以及撥液部106產生的液膜108的流動進行分析。
此外，圖6(b)所示的第1分析模型100中，將自寬度方向L的親液部104的端部至撥液部106的端部為止作為1/2間
距。1間距為30 μm。
繼而，對圖7(a)所示的第2分析模型100a進行說明。
第2分析模型100a與圖6(b)所示的第1分析模型100相比，相當於第1膜50的支持體102a的表面並不平坦，成為餘弦曲線狀。將支持體102a的表面分為親液部104與撥液部106，將凸區域作為撥液部106。支持體102a是將膜厚度薄的圖案形成區域與非圖案形成區域進行模型化而成。
於支持體102上形成相當於第2膜54的厚度均勻的液膜108，第2分析模型100a中，液膜108的表面仿照支持體102a而成為餘弦曲線狀。
第2分析模型100a中，例如，若在撥液部106，液膜108被排斥，則液膜108流動，如圖7(b)所示，液膜109的狀態變化。第2分析模型100a中，亦與圖6(b)所示的第1分析模型100同樣，藉由模擬對液膜108的流動進行分析。
繼而，對圖8(a)所示的第3分析模型100b進行說明。
第3分析模型100b與圖7(a)所示的第2分析模型100a相比，除了對於支持體102b的表面，將凹區域作為撥液部106且將凸區域作為親液部104的方面，以及形成於支持體102上的液膜108的表面平坦的方面以外，是與圖7(b)所示的第2分析模型100a相同的構成。
第3分析模型100b中，例如，形成液膜108後，液膜108流動，如圖8(b)所示，液膜109的狀態變化。第3分析模
型100b中，亦與圖6(b)所示的第1分析模型100同樣，藉由模擬對液膜108的流動進行分析。
第1分析模型100~第3分析模型100b的液膜108的流動的分析中，將以下所示的數式1~數式4進行組合，形成液膜108的表面位置h的四級的偏微分方程式。藉由將該偏微分方程式在數值上，例如以週期邊界條件來解開，可求出由初始狀態的平坦液膜的表面間力引起的薄膜化及排斥。本實施形態中求出排斥時間。
所謂排斥時間，是指模擬中自初始狀態直至撥液部106的端部的膜厚成為零為止的時間。
此外，下述數式1表示液膜108的液面的時間變化，下述數式2表示圖9所示的膜厚變化與流量的關係。
此外，下述數式1~數式4的「δ」表示液膜108的膜厚，下述數式3的「δB」表示支持體102a、102b的凹凸形狀。在支持體102平坦的情況下，δB=0。另外，下述數式3、數式6的「Amp」是表示振幅大小的係數。
關於液膜108的膜厚δ，在液膜108的表面不平坦的情況下，如下述數式5所示，初始狀態(t=0秒)下的液膜108的膜厚δ成為平均膜厚δavr。即，液膜108的表面位置h成為變動的值。
另一方面，在液膜108的表面平坦的情況下，如下述數式6所示，初始狀態(t=0秒)下的液膜108的膜厚成為平均膜厚δavr加上膜厚的變動部分而成的厚度。即，液膜108的表面位置h
成為平均膜厚δavr的值。關於膜厚δ、液膜108的表面位置h，如上所述根據分析模型來改變初始條件。
[數式3]h=δ+δ B δ B =-Amp cos(2πx/p)
[數式5]t=0時，δ=δ avr
[數式6]t=0時，δ=δ avr +Amp cos(2πx/p)
此處，表面間力Π可利用下述數式7來求出。此外，上述數式2以及下述數式7的aH為漢馬克常數。該漢馬克常數若依據A.Sharma,G.Reiter(1996)，則由下述數式8表示。
[數式8]a H =-12πd 0 2 S d
上述數式8的d0為截止距離，指定0.158 nm。Sd是由下述數式9表示，下述數式9的γL d、γS d是藉由測定接觸角而獲得。
此處，如圖10所示，在固體110表面上存在液滴112，且液滴112處於平衡狀態的情況下，固體的表面張力(γS)、固體與液體的界面張力(γSL)、液體的表面張力(γL)處於下述數式10所示的楊氏方程式的關係。此外，θ為接觸角。
[數式10]γ L ．cosθ=γ S -γ SL
依據D.K.Owens與R.C.Wendt的應用聚合物科學雜誌(Journal of Applied Polymer Science)第13期第1741頁(1969)，獲得下述數式9。根據下述數式11，可藉由測定接觸角θ來求出γL d、γS d，藉此可求出由上述數式8所表示的漢馬克常數aH。
γL d：液側分散力成分
γS d：固體側分散力成分
γL h：液側非分散力成分
γS h：固體側非分散力成分
數值分析中，將計算區域設為1/2間距，作為自親液部104的端部至撥液部106的端部。即，各分析模型100~分析模型100b中，分析範圍是將邊界B作為中心，作為寬度方向L上的親液部104的端部至撥液部106的端部為止。
計算演算法(computational algorithm)中使用差分法(時間歐拉(Euler)法)。將三次微分係數設為7點差分，將一次微分係數設為5點差分。將區域分割設為40份。
另外，基本計算條件對於液膜108是設黏度為1 mPa．s，設密度為1000 kg/m3，設表面張力為20 mN/m，且設膜厚δ為0.1 μm，對於計算區域是設為15 μm。另外，將漢馬克常數aH設為-5.0×10-19(J)。
關於支持體102a、102b的凹凸，是將由上述數式3的δB所表示者，即計算區域內的高低差設為最大±10 nm。即，將Amp的值設為10。
本實施形態中，當解開上述偏微分方程式時，例如使用以上條件。然而，用於解開上述偏微分方程式的條件並不限定於以上的條件。
將各分析模型100~分析模型100b的數值分析的結果示於圖11(a)、圖11(b)、圖12。圖11(a)表示第1分析模型
100的結果，圖11(b)表示第2分析模型100a的結果，圖12表示第3分析模型100b的結果。
圖11(a)、圖11(b)、圖12所示的符號Sf表示支持體的表面形狀，符號w表示計算的隨時間方向。
圖11(a)、圖11(b)、圖12所示的符號C表示液膜108的初始狀態的表面形狀，符號Cf表示液膜108的排斥狀態的表面形狀。圖11(a)、圖11(b)、圖12中，相對於邊界B，左側為撥液部106，右側為親液部104。
將第1分析模型100~第3分析模型100b的排斥時間的結果示於下述表1。此外，所謂下述表1所示的第3分析模型100b欄的排斥時間為∞(無窮大)，是指未排斥。
如圖11(a)、圖11(b)以及表1所示，現有的圖案形成方法中，液膜被排斥，無法使液膜的液面保持大致平坦的狀態。相對於此，如圖12以及表1所示，具有凹凸的支持體中，可藉由改變撥液部與親液部的位置，來抑制液膜的排斥，縮小液膜的表面的變化。藉此，液膜的液面保持實質上平坦的狀態，不受撥液
部與親液部的影響，能夠形成實質上平坦的膜。
以下，對電子電路的配線、TFT等電子元件的構成部，或者電子電路的配線、TFT等電子元件的構成部的母材的形成中使用的第2膜的材料進行具體說明。
第2膜的導電性材料包含導電性微粒子，該導電性微粒子的粒徑較佳為1 nm以上、100 nm以下。其原因在於：若導電性微粒子的粒徑大於100 nm，則容易產生噴嘴的堵塞，利用噴墨法的噴出變得困難。另外，其原因在於：若導電性微粒子的粒徑小於1 nm，則塗佈劑相對於導電性微粒子的體積比變大，所得膜中的有機物的比例變得過多。
就分散質濃度的凝聚性的觀點而言，分散質濃度較佳為1質量%以上、80質量%以下。
導電性微粒子的分散液的表面張力較佳為處於20 mN/m以上、70 mN/m以下的範圍內。其原因在於：當利用噴墨法來噴出液體時，若表面張力小於20 mN/m，則墨水組成物對噴嘴面的潤濕性增大，因此容易產生飛行彎曲，若超過70 mN/m，則噴嘴前端的彎月面的形狀不穩定，因此噴出量、噴出時機的控制變得困難。
導電性材料例如為包含銀的微粒子的材料。銀以外的其他金屬微粒子例如可利用：金、鉑、銅、鈀、銠、鋨、釕、銥、鐵、錫、鋅、鈷、鎳、鉻、鈦、鉭、鎢、銦中的任一種，或者亦可利用任意2種以上組合而成的合金。進而，亦可使用鹵化銀。
其中，較佳為銀奈米粒子。除金屬微粒子之外，亦可使用導電性聚合物以及超導體的微粒子等。
塗佈於導電性微粒子的表面的塗佈材料例如可列舉：二甲苯、甲苯等有機溶劑以及檸檬酸等。
所使用的分散介質只要是可分散上述導電性微粒子且不產生凝聚者，則並無特別限定，除了水以外，可列舉：甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等醇類，正庚烷、正辛烷、癸烷、甲苯、二甲苯、異丙基甲苯(cymene)、杜烯(durene)、茚(indene)、雙戊烯(dipentene)、四氫萘、十氫萘、環己基苯等烴系化合物，或者乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇甲基乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇甲基乙醚、1,2-二甲氧基乙烷、雙(2-甲氧基乙基)醚、對二噁烷等醚系化合物，進而可列舉：碳酸丙二酯、γ-丁內酯、N-甲基-2-吡咯啶酮、二甲基甲醯胺、二甲基亞碸、環己酮等極性化合物。該些化合物中，就微粒子的分散性及分散液的穩定性、以及對噴墨法的應用容易度的方面而言，較佳為水、醇類、烴系化合物、醚系化合物，尤佳的分散介質可列舉水、烴系化合物。該些分散介質可單獨使用，或者作為2種以上的混合物來使用。
另外，黏合劑(添加劑)可將以下化合物使用1種、或者以2種以上的組合來使用：醇酸樹脂、改質醇酸樹脂、改質環氧樹脂、胺基甲酸酯化油、胺基甲酸酯樹脂、松香樹脂、松香化油、順丁烯二酸樹脂、順丁烯二酸酐樹脂、聚丁烯樹脂、鄰苯二
甲酸二烯丙酯樹脂、聚酯樹脂、聚酯低聚物、礦物油、植物油、胺基甲酸酯低聚物、(甲基)烯丙基醚與順丁烯二酸酐的共聚物(該共聚物亦可添加其他單體(例如苯乙烯等)作為共聚合成分)等。另外，本發明的金屬膏中，亦可適當選擇來添加分散劑、濕潤劑、增黏劑、勻平劑、浮渣防止劑、凝膠化劑、矽油、矽酮樹脂、消泡劑、塑化劑等，作為添加劑。
另外，溶劑亦可使用正鏈烷烴(normal paraffin)、異鏈烷烴(isoparaffin)、環烷(naphthene)、烷基苯類。
另外，導電材料亦可使用導電性有機材料，例如可包含聚苯胺(polyaniline)、聚噻吩(polythiophene)、聚伸苯基乙烯(polyphenylenevinylene)等高分子系的可溶性材料。
亦可代替金屬的微粒子而包含有機金屬化合物。此處所謂的有機金屬化合物是指藉由因加熱引起的分解而析出金屬的化合物。此種有機金屬化合物中有：氯三乙基膦金、氯三甲基膦金、氯三苯基膦金、2,4-戊二酮酸銀(silver 2,4-pentanedionate)錯合物、三甲基膦(六氟乙醯基丙酮酸)銀錯合物、六氟戊二酮酸銅環辛二烯錯合物等。
導電性微粒子的其他例子可列舉：抗蝕劑、作為線狀絕緣材料的丙烯酸樹脂、加熱而成為矽的矽烷化合物(例如三矽烷、五矽烷、環三矽烷、1,1'-雙環四矽烷(1,1'-biscyclobuta silane)等)、金屬錯合物等。該些化合物可於液體中作為微粒子來分散，亦可溶解而存在。
進而，含有導電性有機材料的液體可使用：作為導電性高分子的聚乙烯二氧噻吩(polyethylene dioxythiophene，PEDOT)/聚苯乙烯磺酸(polystyrene sulfonic acid，PPS)的水溶液、所摻雜的聚苯胺(polyaniline，PANI)、於聚乙烯二氧噻吩(polyethylene dioxythiophene，PEDOT)中摻雜有聚苯乙烯磺酸(polystyrene sulfonic acid，PPS)的導電性高分子的水溶液等。
用於構成半導體層66的材料可使用：CdSe、CdTe、GaAs、InP、Si、Ge、碳奈米管、矽酮、ZnO等無機半導體；稠五苯(pentacene)、蒽(anthracene)、稠四苯(tetracene)、酞花青(phthalocyanine)等有機低分子，聚乙炔(polyacetylene)系導電性高分子，聚對伸苯基(polyparaphenylene)及其衍生物、聚伸苯基乙烯及其衍生物等聚伸苯基系導電性高分子，聚吡咯及其衍生物、聚噻吩及其衍生物、聚呋喃及其衍生物等雜環系導電性高分子，聚苯胺及其衍生物等離子性導電性高分子等有機半導體。
此外，在不將閘絕緣層72設為與膜70同樣的組成的情況下，或者作為構成如保護層74之類的層間絕緣膜的電氣絕緣性大的材料，可使用以下材料。具體而言，有機材料可列舉：聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、環氧樹脂、倍半矽氧烷、聚乙烯基苯酚、聚碳酸酯、氟系樹脂、聚對二甲苯、聚乙烯縮丁醛(polyvinyl butyral)等，聚乙烯基苯酚以及聚乙烯基醇可利用適當的交聯劑來進行交聯而使用。可列舉：聚氟化二甲苯、氟化聚醯亞胺、氟化聚烯丙基醚、聚四氟乙烯、聚氯三氟乙烯、聚(α,α,α',α'-四氟-對
二甲苯)、聚(乙烯/四氟乙烯)、聚(乙烯/氯三氟乙烯)、氟化乙烯/丙烯共聚物之類的氟化高分子，聚烯烴系高分子；除此以外可列舉：聚苯乙烯、聚(α-甲基苯乙烯)、聚(α-乙烯基萘)、聚乙烯基甲苯、聚丁二烯、聚異戊二烯、聚(4-甲基-1-戊烯)、聚(2-甲基-1,3-丁二烯)、聚對二甲苯、聚[1,1-(2-甲基丙烷)雙(4-苯基)碳酸酯]、聚甲基丙烯酸環己酯、聚氯苯乙烯、聚(2,6-二甲基-1,4-伸苯基醚)、聚乙烯基環己烷、聚伸芳基醚(polyarylene ether)、聚伸苯基、聚苯乙烯-co-α-甲基苯乙烯、乙烯/丙烯酸乙酯共聚物、聚(苯乙烯/丁二烯)、聚(苯乙烯/2,4-二甲基苯乙烯)等。
多孔質的絕緣膜可列舉：於二氧化矽中添加有磷的磷矽酸鹽玻璃、於二氧化矽中添加有磷及硼的硼磷矽酸鹽玻璃、聚醯亞胺、聚丙烯酸等多孔質絕緣膜。另外，可形成多孔質甲基倍半矽氧烷、多孔質氫化倍半矽氧烷、多孔質甲基氫化倍半矽氧烷等具有矽氧烷鍵的多孔質絕緣膜。
繼而，對第1膜50以及第3膜56中使用的材料進行說明。
例如，第1膜50以及第3膜56可使用含光觸媒的材料。該情況下，該含光觸媒的材料中含有氟，進而，當對包含含光觸媒的材料的第1膜(含光觸媒層)照射能量時，該含光觸媒的材料表面的氟含量利用光觸媒的作用，與能量照射前相比較而言下降，並且能量照射區域的體積減少。另外，亦可為包含分解物質的含光觸媒層，該分解物質利用藉由能量照射的光觸媒作用而分
解，藉此可使含光觸媒層上的潤濕性變化，且能量照射區域的體積減小。
以下，對此種含光觸媒的材料的光觸媒、黏合劑以及其他成分進行說明。
首先，對光觸媒進行說明。本實施形態中使用的光觸媒可列舉作為光半導體而為人所知的化合物，例如：二氧化鈦(TiO2)、氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO2)、鈦酸鍶(SrTiO3)、氧化鎢(WO3)、氧化鉍(Bi2O3)以及氧化鐵(Fe2O3)，可自該些化合物中選擇使用1種或者將2種以上混合使用。
尤其是二氧化鈦由於帶隙能量(band gap energy)高、化學性穩定，且亦無毒性，亦容易獲取，故而適宜使用。二氧化鈦中有銳鈦礦型與金紅石型，本實施形態中可使用任一種，較佳為銳鈦礦型二氧化鈦。銳鈦礦型二氧化鈦的激發波長位於380 nm以下。
此種銳鈦礦型二氧化鈦例如可列舉：鹽酸解膠型的銳鈦礦型氧化鈦溶膠(石原產業(股)製造的STS-02(平均粒徑為7 nm)、石原產業(股)製造的ST-K01)、硝酸解膠型的銳鈦礦型氧化鈦溶膠(日產化學(股)製造的TA-15(平均粒徑為12 nm))等。
光觸媒的粒徑越小，光觸媒反應越有效地產生，因此較佳，平均粒徑較佳為50 nm以下，特佳為使用20 nm以下的光觸媒。
含光觸媒層中的光觸媒的含量可在5重量%~60重量%、較佳為20重量%~40重量%的範圍內設定。另外，含光觸媒層的厚度較佳為0.05 μm~10 μm的範圍內。
繼而，對黏合劑進行說明。可分為以下3種形態：第1形態，藉由光觸媒作用於黏合劑自身，而進行含光觸媒層上的潤濕性變化；第2形態，藉由使含光觸媒層中含有分解物質而使濕潤性變化，該分解物質利用藉由能量照射的光觸媒作用而分解，藉此可使含光觸媒層上的潤濕性變化；以及第3形態，藉由將上述第1形態與第2形態進行組合來進行。第1形態以及第3形態中使用的黏合劑必須具有可利用光觸媒的作用而使含光觸媒層上的潤濕性變化的功能，第2形態中並不特別需要此種功能。
上述第2形態中使用的並不特別需要利用光觸媒的作用而使含光觸媒層上的潤濕性變化的功能的黏合劑，只要是具有主骨架不會藉由上述光觸媒的光激發而分解的高鍵結能量者，則並無特別限定。具體而言，可列舉不具有有機取代基、或者稍微具有有機取代基的聚矽氧烷，該些聚矽氧烷可藉由將四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷等進行水解、聚縮合而獲得。
在使用此種黏合劑的情況下，必須使含光觸媒層中含有後述分解物質作為添加劑，該分解物質利用藉由能量照射的光觸媒作用而分解，藉此可使含光觸媒層上的潤濕性變化。
繼而，對上述第1形態以及第3形態中使用的需要藉由光觸媒的作用而使含光觸媒層上的潤濕性變化的功能的黏合劑進
行說明。此種黏合劑為具有主骨架不會藉由上述光觸媒的光激發而分解的高鍵結能量者，較佳為具有利用光觸媒的作用而分解的有機取代基者，例如可列舉藉由溶膠凝膠反應等，將氯矽烷或者烷氧基矽烷等進行水解、聚縮合而發揮大強度的有機聚矽氧烷、將撥水性以及撥油性優異的反應性矽酮進行交聯而成的有機聚矽氧烷等。
在上述藉由溶膠凝膠反應等，將氯矽烷或者烷氧基矽烷等進行水解、聚縮合而發揮大強度的有機聚矽氧烷的情況下，較佳為通式：YnSiX(4-n)(此處，Y表示烷基、氟烷基、乙烯基、胺基、苯基或者環氧基，X表示烷氧基、乙醯基或者鹵素；n為0~3的整數)所表示的矽化合物的1種或者2種以上的水解縮合物或者共水解縮合物即有機聚矽氧烷。此外，此處Y所表示的基團的碳數較佳為1~20的範圍內，另外，X所表示的烷氧基較佳為甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基。
另外，黏合劑特佳為可使用含有氟烷基的聚矽氧烷，具體而言，可列舉下述氟烷基矽烷的1種或者2種以上的水解縮合物、共水解縮合物，通常可使用作為氟系矽烷偶合劑而為人所知者。
CF3(CF2)3CH2CH2Si(OCH3)3；CF3(CF2)5CH2CH2Si(OCH3)3；CF3(CF2)7CH2CH2Si(OCH3)3；
CF3(CF2)9CH2CH2Si(OCH3)3；(CF3)2CF(CF2)4CH2CH2Si(OCH3)3；(CF3)2CF(CF2)6CH2CH2Si(OCH3)3；(CF3)2CF(CF2)8CH2CH2Si(OCH3)3；CF3(C6H4)C2H4Si(OCH3)3；CF3(CF2)3(C6H4)C2H4Si(OCH3)3；CF3(CF2)5(C6H4)C2H4Si(OCH3)3；CF3(CF2)7(C6H4)C2H4Si(OCH3)3；CF3(CF2)3CH2CH2SiCH3(OCH3)2；CF3(CF2)5CH2CH2SiCH3(OCH3)2；CF3(CF2)7CH2CH2SiCH3(OCH3)2；CF3(CF2)9CH2CH2SiCH3(OCH3)2；(CF3)2CF(CF2)4CH2CH2SiCH3(OCH3)2；(CF3)2CF(CF2)6CH2CH2SiCH3(OCH3)2；(CF3)2CF(CF2)8CH2CH2SiCH3(OCH3)2；CF3(C6H4)C2H4SiCH3(OCH3)2；CF3(CF2)3(C6H4)C2H4SiCH3(OCH3)2；CF3(CF2)5(C6H4)C2H4SiCH3(OCH3)2；CF3(CF2)7(C6H4)C2H4SiCH3(OCH3)2；CF3(CF2)3CH2CH2Si(OCH2CH3)3；CF3(CF2)5CH2CH2Si(OCH2CH3)3；CF3(CF2)7CH2CH2Si(OCH2CH3)3；
CF3(CF2)9CH2CH2Si(OCH2CH3)3；CF3(CF2)7SO2N(C2H5)C2H4CH2Si(OCH3)3
藉由使用上述含有氟烷基的聚矽氧烷作為黏合劑，含光觸媒層的能量未照射部的撥液性大幅度提高，表現出阻礙金屬膏附著的功能。
另外，上述撥水性以及撥油性優異的反應性矽酮可列舉具有下述通式所表示的骨架的化合物。
其中，n為2以上的整數，R1、R2分別為碳數1~10的經取代或未經取代的烷基、烯基、芳基或者氰基烷基，以莫耳比計為整體的40%以下為乙烯基、苯基、鹵化苯基。另外，R1、R2為甲基者的表面能量變得最小，因此較佳，較佳為以莫耳比計，甲基為60%以上。另外，於鏈末端或者側鏈，分子鏈中具有至少1個以上的羥基等反應性基。
另外，亦可將如二甲基聚矽氧烷之類不進行交聯反應的
穩定的有機矽化合物與上述有機聚矽氧烷一起混合於黏合劑中。
繼而，對分解物質進行說明。
上述第2形態以及第3形態中，必須使含光觸媒層中更含有分解物質，該分解物質利用藉由能量照射的光觸媒作用而分解，藉此可使含光觸媒層上的潤濕性變化。即，在黏合劑自身不具有使含光觸媒層上的潤濕性變化的功能的情況、以及此種功能不足的情況下，添加如上述所述的分解物質，來引起上述含光觸媒層上的潤濕性的變化，或者輔助此種變化。
此種分解物質可列舉利用光觸媒的作用而分解，且具有藉由分解而使含光觸媒層表面的潤濕性變化的功能的界面活性劑。具體而言可列舉：日光化學(股)製造的NIKKOL BL、NIKKOL BC、NIKKOL BO、NIKKOL BB的各系列等的烴系；杜邦(Dupont)公司製造的ZONYL FSN、ZONYL FSO，旭硝子(股)製造的Surflon S-141、Surflon S-145，大日本油墨化學工業(股)製造的Megafac F-141、Megafac F-144，尼歐斯(Neos)(股)製造的Ftergent F-200、Ftergent F251，大金(Daikin)工業(股)製造的Unidyne DS-401、Unidyne DS-402，3M(股)製造的Fluorad FC-170、Fluorad FC-176等氟系或者矽酮系的非離子界面活性劑，另外，亦可使用陽離子系界面活性劑、陰離子系界面活性劑、兩性界面活性劑。
另外，除了界面活性劑以外，可列舉：聚乙烯基醇、不飽和聚酯、丙烯酸樹脂、聚乙烯、鄰苯二甲酸二烯丙酯、乙烯丙烯二烯單體、環氧樹脂、苯酚樹脂、聚胺基甲酸酯、三聚氰胺樹
脂、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚醯胺、聚醯亞胺、苯乙烯丁二烯橡膠、氯丁二烯橡膠、聚丙烯、聚丁烯、聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、尼龍、聚酯、聚丁二烯、聚苯并咪唑、聚丙烯腈、表氯醇、聚硫醚、聚異戊二烯等低聚物、聚合物等。
另外，較佳為以如下方式形成上述含光觸媒層：含光觸媒層含有氟，進而，當對含光觸媒層照射能量時，該含光觸媒層表面的氟含量利用上述光觸媒的作用而與能量照射前相比較而言下降。
作為如上所述的含有氟的含光觸媒層中所含的氟的含量，在將未經能量照射的部分的氟含量設為100的情況下，經能量照射而形成的氟含量低的親液性區域中的氟含量為10以下，較佳為5以下，特佳為1以下。
另外，第1膜50亦可使用包含有機分子膜等的自我組織化膜。用於對基板表面進行處理的有機分子膜在一端側具有可鍵結於基板上的官能基，在另一端側具有將基板的表面性改質為撥液性等(控制表面能量)的官能基，並且包括將該些官能基連結的碳的直鏈或者一部分分支的碳鏈，鍵結於基板上而自我組織化，形成分子膜，例如單分子膜。
所謂自我組織化膜，是指使如下的化合物配向而形成的膜，該化合物包含可與基板等、基底層等構成原子進行反應的鍵結性官能基與其以外的直鏈分子，利用該直鏈分子的相互作用而具有極高的配向性。該自我組織化膜是使單分子配向而形成，因
此可使膜厚極薄，而且成為在分子水準上均勻的膜。即，由於相同的分子位於膜的表面，故而可對膜的表面賦予均勻而且優異的撥液性等。
在使用例如氟烷基矽烷作為上述具有高配向性的化合物的情況下，由於以氟烷基位於膜的表面的方式使各化合物配向而形成自我組織化膜，故而對膜的表面賦予均勻的撥液性。
形成自我組織化膜的化合物例如可列舉：十七氟-1,1,2,2-四氫癸基三乙氧基矽烷、十七氟-1,1,2,2-四氫癸基三甲氧基矽烷、十七氟-1,1,2,2-四氫癸基三氯矽烷、十三氟-1,1,2,2-四氫辛基三乙氧基矽烷、十三氟-1,1,2,2-四氫辛基三甲氧基矽烷、十三氟-1,1,2,2-四氫辛基三氯矽烷、三氟丙基三甲氧基矽烷等氟烷基矽烷(fluoroalkylsilane，以下表述為「FAS」)。使用時，較佳為將一種化合物單獨使用，亦可將2種以上的化合物組合使用，只要不損及本發明的所需目的，則無限制。另外，本發明中，就賦予與基板的密接性以及良好撥液性的方面而言，較佳為使用上述FAS來作為上述形成自我組織化膜的化合物。
FAS通常由結構式RnSiX(4-n)所表示。此處，n表示1以上3以下的整數，X為甲氧基、乙氧基、鹵素原子等水解基。另外，R為氟烷基，在具有(CF3)(CF2)x(CH2)y的(此處，x表示0以上10以下的整數，y表示0以上4以下的整數)結構，且多個R或者X鍵結於Si的情況下，R或者X分別可全部相同，亦可不同。X所表示的水解基藉由水解而形成矽烷醇，與基板的基底的
羥基反應而以矽氧烷鍵來與基板鍵結。另一方面，R由於在表面具有(CF3)等氟基，故而將基板等的基底表面改質為不潤濕(表面能量低)的表面。
包含有機分子膜等的自我組織化膜是將上述原料化合物與基板放入同一密閉容器中，若在室溫的情況下放置2天~3天左右的時間，則形成於基板上。另外，藉由將密閉容器整體保持在100℃，而以3小時左右形成於基板上。以上所述的是源自氣相的形成法，亦可源自液相來形成自我組織化膜。例如，藉由在包含原料化合物的溶液中浸漬基板，進行清洗、乾燥而於基板上獲得自我組織化膜。
此外，較理想為在形成自我組織化膜之前，對基板表面照射紫外光，或者利用溶劑進行清洗，來實施前處理。
第1膜50可包含藉由能量的賦予而使臨界表面張力大幅度變化的材料。此種材料可列舉側鏈上包含疏水性基的高分子材料，該高分子材料可列舉在具有聚醯亞胺、(甲基)丙烯酸酯等骨架的主鏈上，直接或者經由鍵結基而鍵結有具有疏水性基的側鏈者。
疏水性基可列舉末端結構為-CF2CH3、-CF2CF3、-CF(CF3)2、-C(CF3)3、-CF2H、-CFH2等的基團。為了使分子鏈彼此容易配向，較佳為碳鏈長度長的基團，更佳為碳數4以上的基團。尤佳為烷基的氫原子的2個以上經氟原子取代的聚氟烷基(以下記作「Rf基」)，特佳為碳數4~20的Rf基，尤佳為碳數6~12
的Rf基。Rf基中有直鏈結構或者分支結構，較佳為直鏈結構。進而，疏水性基較佳為烷基的氫原子實質上全部經氟原子取代的全氟烷基。全氟烷基較佳為由CnF2n+1-(其中，n為4~16的整數)所表示的基團，特佳為n為6~12的整數的情況下的該基團。全氟烷基可為直鏈結構，亦可為分支結構，較佳為直鏈結構。
上述材料詳細記載於日本專利2796575號公報等中而眾所周知，具有如下性質：當在加熱狀態下與液體或者固體接觸時成為親液性，若在空氣中加熱則成為疏液性。即，可藉由(接觸介質的選擇及)熱能量的賦予而使臨界表面張力變化。
進而，疏水性基可列舉具有不含氟原子的-CH2CH3、-CH(CH3)2、-C(CH3)3等末端結構的基團。該情況下，亦為了使分子鏈彼此容易配向，而較佳為碳鏈長度長的基團，更佳為碳數4以上的基團。疏水性基可為直鏈結構，亦可為分支結構，較佳為直鏈結構。上述烷基亦可含有鹵素原子、氰基、苯基、羥基、羧基或者經碳數1~12的直鏈、分支鏈或者環狀的烷基或烷氧基所取代的苯基。一般認為，R的鍵結部位越多，表面能量越低(臨界表面張力越小)，越成為疏液性。經推測，藉由紫外線照射等，鍵的一部分被切斷，或者由於配向狀態變化，而使臨界表面張力增加，成為親液性。
除此以外，疏水性基可列舉可由-SiR3表示的有機矽基。此處，R為包含矽氧烷鍵的有機基。
上述疏水性基中，尤其是具有亞甲基的疏水性基的C-H
的鍵能量(338 kJ/mol)與氟系材料的C-F鍵(552 kJ/mol)或矽酮系材料的Si-C鍵(451 kJ/mol)相比較而言小。因此，可藉由紫外線照射等能量賦予而容易切斷鍵的一部分。
側鏈上具有疏水性基的高分子材料可列舉包含聚醯亞胺的高分子材料。聚醯亞胺由於電氣絕緣性、耐化學品性、耐熱性優異，故而當於絕緣性潤濕變化層上形成電極層等時，不會藉由溶劑或因煅燒引起的溫度變化而產生膨潤或龜裂。因此，積層結構體中，電氣絕緣性優異且在製作製程中不會受到損傷，可形成可靠性高的絕緣性潤濕變化層。另外，在由2種以上的材料構成絕緣性潤濕變化層的情況下，若考慮到耐熱性、耐溶劑性、親和性，則較理想為側鏈上具有疏水性基的高分子材料以外的材料亦包含聚醯亞胺。
進而，通常聚醯亞胺材料的相對介電常數低於作為絕緣材料的一般SiO2的相對介電常數，適宜作為層間絕緣膜。側鏈上具有疏水性基的聚醯亞胺的疏水性基例如為以下所示的化學式的任一者。
此處，X為-CH2-或者-CH2CH2-，A1為1,4-伸環己基、
1,4-伸苯基或經1個~4個氟取代的1,4-伸苯基，A2、A3及A4分別獨立地為單鍵、1,4-伸環己基、1,4-伸苯基或經1個~4個氟取代的1,4-伸苯基，B1、B2、B3分別獨立地為單鍵或者-CH2CH2-，B4為碳數1~10的伸烷基，R3、R4、R5、R6及R7分別獨立地為碳數為1~10的烷基，p為1以上的整數。
上述化學式中，T、U及V分別獨立地為苯環或者環己烷環，該些環上的任意H可經碳數1~3的烷基、碳數1~3的氟取代烷基、F、Cl或者CN所取代，m及n分別獨立地為0~2的整數，h為0~5的整數，R為H、F、Cl、CN或者一價有機基，m為2時的2個U或者n為2時的2個V可分別相同，亦可不同。
上述化學式中，連結基Z為CH2、CFH、CF2、CH2CH2或者CF2O，環Y為1,4-伸環己基或1個~4個H可經F或者CH3所取代的1,4-伸苯基，A1~A3分別獨立地為單鍵、1,4-伸環己基或1個~4個H可經F或者CH3所取代的1,4-伸苯基，B1~B3分別
獨立地為單鍵、碳數1~4的伸烷基、氧原子、碳數1~3的氧基伸烷基或者碳數1~3的伸烷基氧基，R為H、任意的CH2可經CF2取代的碳數1~10的烷基、或1個CH2可經CF2取代的碳數1~9的烷氧基或者烷氧基烷基，胺基對於苯環的鍵結位置為任意的位置。其中，在Z為CH2的情況下，不存在B1~B3全部同時為碳數1~4的伸烷基的情況，在Z為CH2CH2且環Y為1,4-伸苯基的情況下，不存在A1及A2均為單鍵的情況，另外在Z為CF2O的情況下，不存在環Y為1,4-伸環己基的情況。
上述化學式中，R2為氫原子或者碳數1~12的烷基，Z1為CH2基，m為0~2，環A為苯環或者環己烷環，l為0或1，各Y1獨立地為氧原子或者CH2基，各n1獨立地為0或1。
[化6]
上述化學式中，各Y2獨立地為氧原子或者CH2基，R3、R4獨立地為氫原子、碳數1~12的烷基或者全氟烷基，至少一者為碳數3以上的烷基、或者全氟烷基，各n2獨立地為0或1。
關於該些材料的詳情詳細記載於日本專利特開2002-162630號、日本專利特開2003-96034號、日本專利特開2003-267982號公報等中。另外，構成該些疏水性基的主鏈骨架的四羧酸二酐可使用脂肪族系、脂環式、芳香族系等各種材料。具體而言為均苯四甲酸二酐、環丁烷四羧酸二酐、丁烷四羧酸二酐等。此外，詳細記載於日本專利特開平11-193345號、日本專利特開平11-193346號、日本專利特開平11-193347號公報等中的材料亦可使用。
包含上述化學式的疏水性基的聚醯亞胺可單獨使用，亦可與其他材料混合使用。其中，在混合使用的情況下，若考慮到耐熱性、耐溶劑性、親和性，則較理想為所混合的材料亦為聚醯亞胺。另外，亦可使用包含上述化學式所未表示的疏水性基的聚醯亞胺。
此外，第1膜50可為包含光聚合起始劑、丙烯酸的單體以及/或者低聚物者。
第1膜50可為以下的摻雜材料：不具有控制潤濕性的
側鏈而僅包含主鏈的聚醯亞胺，與包含主鏈、及控制潤濕性而在能量的賦予前帶來低表面能量的側鏈的聚醯亞胺的摻雜材料；或者不具有控制潤濕性的側鏈而僅包含主鏈的聚醯亞胺的前驅物即聚醯胺酸，與包含主鏈、及控制潤濕性而在能量的賦予前帶來低表面能量的側鏈的聚醯亞胺的前驅物即聚醯胺酸的摻雜材料。若為不具有控制潤濕性的側鏈而僅包含主鏈的材料，與包含主鏈、及控制潤濕性而在能量的賦予前帶來低表面能量的側鏈的材料的摻雜材料，則可為環氧樹脂或氟樹脂、丙烯酸樹脂、聚乙烯基苯酚、聚乙烯基丁醛等樹脂，可藉由紫外線之類的能量的賦予來形成微細的凹坑(凹凸)。
該情況下，第1膜50中，作為絕緣性材料，有機材料中使用聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、環氧樹脂、倍半矽氧烷、聚乙烯基苯酚、聚碳酸酯、氟系樹脂、聚對二甲苯、聚乙烯基丁醛等，聚乙烯基苯酚或聚乙烯基醇亦可利用適當的交聯劑進行交聯來使用。無機材料中可使用TiO2、SiO2等。
另外，第1膜50中可使用包含有機分子膜等的自我組織化單分子膜等。有機分子膜在一端側具有可鍵結於基板的官能基，且在另一端側具有將基板的表面性改質為撥液性等(控制表面能量)的官能基。包括將該些官能基連結的碳的直鏈、或者一部分分支的碳鏈，鍵結於基板上而自我組織化，形成分子膜，例如單分子膜。所謂自我組織化膜，是指使如下化合物配向而形成的膜，該化合物包含可與基板等基底層等構成原子進行反應的鍵
結性官能基、除此以外的直鏈分子，利用該直鏈分子的相互作用而具有極高的配向性。
該自我組織化單分子膜是使單分子配向而形成，因此可使膜厚極薄，而且成為在分子水準上均勻的膜。即，由於相同的分子位於膜的表面，故而可對膜的表面賦予均勻、而且優異的撥液性等。包含有機分子膜等的自我組織化單分子膜是將有機矽烷分子等原料化合物與基板放入至同一密閉容器中，若在室溫的情況下放置2天~3天左右的時間，則形成於基板上。
另外，藉由將密閉容器整體保持在100℃，而以3小時左右形成於基板上。以上所述的是源自氣相的形成法，亦可源自液相來形成自我組織化單分子膜。例如，藉由在包含原料化合物的溶液中浸漬基板，進行清洗、乾燥而於基板上獲得自我組織化單分子膜。此外，較理想為在形成自我組織化單分子膜之前，對基板的表面照射紫外光，或者利用溶劑進行清洗，來實施前處理。藉由進行以上的處理，可使基板的表面成為均勻的撥液性。
本發明基本上是以上述方式構成。以上，已對本發明的圖案形成裝置以及圖案形成方法進行了詳細說明，但本發明並不限定於上述實施形態，當然可在不脫離本發明主旨的範圍內進行各種改良或者變更。
50‧‧‧第1膜
50a‧‧‧第1膜50的表面
52a‧‧‧圖案形成區域
52b‧‧‧非圖案形成區域
54‧‧‧第2膜
54a‧‧‧第2膜54的表面
55‧‧‧第1圖案
56‧‧‧第3膜
56a‧‧‧第3膜56的表面
Z‧‧‧基板
Claims (13)
- 一種圖案形成方法，其特徵在於包括以下步驟：第1步驟，於具有顯示撥液性的凹部及顯示親液性的凸部的凹凸結構體上，以覆蓋上述凹部以及上述凸部的方式形成表面平坦的膜；以及第2步驟，使上述膜乾燥而形成圖案。
- 如申請專利範圍第1項所述的圖案形成方法，其中上述膜為具有親液性的膜、具有撥液性的膜以及具有親疏液性轉換功能的親疏液性轉換膜中的任一種。
- 如申請專利範圍第2項所述的圖案形成方法，其中上述親疏液性轉換膜為經紫外線照射的區域變化為親液性，且膜厚減少者。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的圖案形成方法，其中上述凸部包括電氣配線或者半導體用電極，且上述凹部包括形成有上述電氣配線或者上述半導體用電極的支持體或者絕緣層。
- 如申請專利範圍第1項所述的圖案形成方法，其中上述膜是使用如下塗佈液來形成，該塗佈液當將表面張力設為σ(N/m)，將膜厚設為δ(m)，將包括上述顯示撥液性的凹部與上述顯示親液性的凸部的凹凸的間距設為p(m)，且將漢馬克常數設為aH(J)時，滿足σ>0.153p1.947×δ-3.84×|aH|1.022。
- 如申請專利範圍第2項所述的圖案形成方法，其中上述膜 是使用如下塗佈液來形成，該塗佈液當將表面張力設為σ(N/m)，將膜厚設為δ(m)，將包括上述顯示撥液性的凹部與上述顯示親液性的凸部的凹凸的間距設為p(m)，且將漢馬克常數設為aH(J)時，滿足σ>0.153p1.947×δ-3.84×|aH|1.022。
- 如申請專利範圍第3項所述的圖案形成方法，其中上述膜是使用如下塗佈液來形成，該塗佈液當將表面張力設為σ(N/m)，將膜厚設為δ(m)，將包括上述顯示撥液性的凹部與上述顯示親液性的凸部的凹凸的間距設為p(m)，且將漢馬克常數設為aH(J)時，滿足σ>0.153p1.947×δ-3.84×|aH|1.022。
- 如申請專利範圍第4項所述的圖案形成方法，其中上述膜是使用如下塗佈液來形成，該塗佈液當將表面張力設為σ(N/m)，將膜厚設為δ(m)，將包括上述顯示撥液性的凹部與上述顯示親液性的凸部的凹凸的間距設為p(m)，且將漢馬克常數設為aH(J)時，滿足σ>0.153p1.947×δ-3.84×|aH|1.022。
- 如申請專利範圍第1項所述的圖案形成方法，其中上述第1步驟中，使用噴墨法，使上述顯示撥液性的凹部中的滴注量多於上述顯示親液性的凸部，來形成上述表面平坦的膜。
- 如申請專利範圍第2項所述的圖案形成方法，其中上述第1步驟中，使用噴墨法，使上述顯示撥液性的凹部中的滴注量多於上述顯示親液性的凸部，來形成上述表面平坦的膜。
- 如申請專利範圍第3項所述的圖案形成方法，其中上述第1步驟中，使用噴墨法，使上述顯示撥液性的凹部中的滴注量 多於上述顯示親液性的凸部，來形成上述表面平坦的膜。
- 如申請專利範圍第4項所述的圖案形成方法，其中上述第1步驟中，使用噴墨法，使上述顯示撥液性的凹部中的滴注量多於上述顯示親液性的凸部，來形成上述表面平坦的膜。
- 如申請專利範圍第5項所述的圖案形成方法，其中上述第1步驟中，使用噴墨法，使上述顯示撥液性的凹部中的滴注量多於上述顯示親液性的凸部，來形成上述表面平坦的膜。
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