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JPH11204529A - パターン形成方法および基板製造装置 - Google Patents

パターン形成方法および基板製造装置

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JPH11204529A
JPH11204529A JP10008016A JP801698A JPH11204529A JP H11204529 A JPH11204529 A JP H11204529A JP 10008016 A JP10008016 A JP 10008016A JP 801698 A JP801698 A JP 801698A JP H11204529 A JPH11204529 A JP H11204529A
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fluid
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recording head
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ink jet
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JP10008016A
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浩史 木口
Tatsuya Shimoda
達也 下田
Hitoshi Fukushima
均 福島
Satoshi Nehashi
聡 根橋
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Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクジェット方式を使用して基板にパター
ン形成を可能とする基板の製造技術を提供する。 【解決手段】 流動体11により基板１上に任意のパター
ンを形成するための基板製造装置に関する。当該装置
は、流動体11を基板1上に吐出可能に構成されたインク
ジェット式記録ヘッド2、基板１上に一定の処理を行う
処理手段3、インクジェット式記録ヘッド2および処理手
段3と基板1との相対位置を変更可能に構成される駆動手
段4、およびインクジェット式記録ヘッド2からの流動体
11の吐出、処理手段3による処理並びに駆動手段4による
駆動を制御する制御手段5を備える。制御手段5は、処理
手段による処理をインクジェット式記録ヘッド2からの
流動体の吐出に先行して行わせることが可能に構成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はインクジェット式記
録ヘッドの工業的応用に係り、特にインクジェット方式
によって任意のパターンを形成するための製造技術に関
する。
【０００２】
【従来の技術】半導体プロセス等で用いる基板はシリコ
ン等で構成されている。従来、当該シリコン基板から集
積回路等を製造するために、リソグラフィー法等が使用
されていた。
【０００３】このリソグラフィー法は、シリコンウェハ
上にレジストと呼ばれる感光材を薄く塗布し、ガラス乾
板に写真製版で作成した集積回路パターンを光で焼き付
けて転写する点である。転写されたレジストパターンに
イオン等を打ち込んで、配線パターンや素子を形成して
いくものであった。
【０００４】上記リソグラフィー法を用いるには、写真
製版、レジスト塗布、露光、現像等の工程を必要として
いたため、設備の整った半導体工場等でなければ微細パ
ターンの作成ができなかった。このため微細パターンの
形成は、複雑な工程管理とコストを要するのが常識であ
った。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、超ＬＳＩほ
どの微細パターンまではいかなくても、μｍのオーダー
のパターンを簡単に、しかも安価にかつ工場等の設備を
用いることなく、製造することができるものとすれば、
工業的に無限の需要が考えられる。
【０００６】ところで、出願人は用紙に印字する技術と
してインクジェット方式に技術的蓄積がある。インクジ
ェット方式ではインクを吐出させるためにインクジェッ
ト式記録ヘッドを使用する。このヘッドはインクをノズ
ル穴から吐出可能に構成され、ノズル穴からインクを用
紙上に吐出することによって印字を行うものであった。
いままでインクジェット方式の応用は主として印字を目
的とするプリンタに用いられてきた。
【０００７】インクジェット式記録ヘッドは粘性が低い
流動体であれば任意の流動体を吐出可能である。しかも
このインクジェット式記録ヘッドの解像度は、例えば４
００ｂｐｉと微細である。このためインクジェット式記
録ヘッドの個々のノズル穴から工業的用途に使える流動
体を吐出できれば、μｍオーダーの幅で任意のパターン
が形成できると考えられる。インクジェット方式によれ
ば、工場のような設備を必要としない。
【０００８】しかし流動体によるパターン形成には流動
体をパターンとして定着させるための関連処理が必要に
なるため、インクジェット式記録ヘッドから流動体を吐
出可能に構成するのみではパターンを形成することがで
きない。例えば、基板にパターンを定着させるために
は、流動体から工業材料を出現させるための化学的処
理、パターンの形を整えるための物理的処理、あるいは
パターン形成領域にパターン材料を正しく定着させるた
めの物理化学的処理が必要になる。
【０００９】ただし流動体に対して処理をするとはいっ
て、大がかりな製造装置を使用するのでは、手軽にパタ
ーンを形成することを目的としたインクジェット方式に
よる基板製造の利点が生かせない。
【００１０】
【課題を解決するための手段】そこで、本願発明者はイ
ンクジェット方式によってパターン形成を行うにあた
り、インクジェット式記録ヘッドの前後またはヘッドか
ら吐出された瞬間に、パターン形成に必要な処理を完遂
させる技術を考案した。
【００１１】すなわち本発明の第１の課題は、基板上に
流動体が吐出される前に処理可能とすることによりパタ
ーンを形成可能とする方法およびその製造装置を提供す
ることである。
【００１２】本発明の第２の課題は、基板上に流動体が
吐出された後に処理可能とすることによりパターンを形
成可能とする方法およびその製造装置を提供することで
ある。
【００１３】本発明の第３の課題は、流動体が吐出され
た瞬間に処理可能とすることによりパターンを形成可能
とする方法およびその製造装置を提供することである。
【００１４】上記第１の課題を解決する発明は、インク
ジェット式記録ヘッドより所定の流動体を基板上に吐出
して任意のパターンを形成するパターン形成方法であっ
て、前記流動体の吐出前に予め前記基板上に一定の処理
を行うステップと、前記処理をした基板上に前記インク
ジェット式記録ヘッドより前記流動体を吐出するステッ
プと、を備える。
【００１５】ここで、流動体とはインクのみならず工業
的用途に用いることができ、ノズルから吐出可能な粘度
を備えた媒体をいう。水性であると油性であるとを問わ
ない。ノズル等から吐出可能な流動性（粘度）を備えて
いれば十分で、個体物質が混入していても全体として流
動体であればよい。インクジェット式記録ヘッドは、圧
電体素子の体積変化により流動体を吐出させる方式であ
っても、熱の印加により急激に蒸気が発生することによ
り流動体を吐出させる方式であってもよい。一定の処理
とは、化学的処理でも、物理的処理でも、物理化学的処
理でもよい。これら定義は以下同様に用いる。
【００１６】上記第２の課題を解決する発明は、インク
ジェット式記録ヘッドより所定の流動体を基板上に吐出
して任意のパターンを形成するパターン形成方法であっ
て、インクジェット式記録ヘッドより所定の流動体を基
板上に吐出するステップと、流動体が吐出された基板に
一定の処理を行うステップと、を備える。
【００１７】上記第３の課題を解決する発明は、インク
ジェット式記録ヘッドより所定の流動体を基板上に吐出
して任意のパターンを形成するパターン形成方法であっ
て、インクジェット式記録ヘッドより所定の流動体を吐
出するステップと、インクジェット式記録ヘッドより吐
出された流動体が基板に到達する前までに、当該吐出さ
れた流動体の液滴に一定の処理を行うステップと、を備
える。
【００１８】例えば上記処理は、流動体に化学的作用を
及ぼす処理である。化学的作用とは、物質に析出や化学
反応等をいう。例えばこの処理は、流動体に含まれる所
定物質の溶解度を低下させ、当該物質を析出させる処理
である。この処理は、例えば熱風吹き付け、レーザ照
射、ランプ照射、減圧、雰囲気変化（温度およびミス
ト）を基板または流動体に与えることにより得られるも
のである。またこの処理は、流動体に化学反応を生じさ
せる物質を基板に吐出する処理である。またこの処理
は、液滴にエネルギーを供給し、当該流動体の濃度を上
昇させる処理である。さらにこの処理は、液滴にエネル
ギーを供給し、当該液滴の軌道を曲げる処理である。
【００１９】例えば上記処理は、流動体に物理的作用を
及ぼす処理である。物理的作用とは、流動体に力学的、
電気学的、磁気学的な影響を及ぼすことをいう。この処
理は、例えば、パターン形成領域の境界に沿って吐出さ
れた流動体の境界を整形する処理である。またこの処理
は、パターン形成領域に沿って吸収体を移動させること
により、過剰な流動体を吸収体に吸収させる処理であ
る。
【００２０】例えば上記処理は、流動体に物理化学的作
用を及ぼす処理である。物理化学的処理とは、物理的作
用と化学的作用の相互から流動体の挙動に影響を与える
ことをいう。この処理は、例えば基板のうちパターン形
成領域の周囲を流動体に対し非親和性に表面改質する処
理である。またこの処理は、基板のうちパターン形成領
域を流動体に対し親和性に表面改質する処理である。こ
こで非親和性とは、流動体に対する相対的に接触角が大
きい性質をいう。親和性とは、流動体に対する接触角が
相対的に小さいことをいう。これらの表現は、流動体に
対する膜の挙動を明らかにするために、親和性と対比し
て用いられるものである。この処理は、基板のうちパタ
ーン形成領域を、流動体を吸収する吸収層に表面改質す
る処理である。さらにこの処理は、パターン形成領域の
周囲に流動体が流出することを防止するためのバンクを
形成する処理であり、パターンの形成後当該バンクを除
去する工程をさらに備える。さらにまたこの処理は、既
に流動体が吐出されているパターン領域に沿ってさらに
同一の流動体を吐出する処理である。さらにまたこの処
理は、流動体に化学反応を生じさせる物質を、液滴に作
用させる処理である。また、この処理は、液滴の属性を
検出する処理であって、検出された液滴の属性に基づい
て、インクジェット式記録ヘッドからの液滴の吐出を制
御するステップをさらに備える。
【００２１】本発明は、所定の流動体により基板上に任
意のパターンを形成するための基板製造装置であって、
流動体を基板上に吐出可能に構成されたインクジェット
式記録ヘッドと、基板上に一定の処理を行う処理手段
と、インクジェット式記録ヘッドおよび処理手段と基板
との相対位置を変更可能に構成される駆動手段と、イン
クジェット式記録ヘッドからの流動体の吐出、処理手段
による処理および駆動手段による駆動を制御する制御手
段と、を備える。そして制御手段は、処理手段による処
理をインクジェット式記録ヘッドからの流動体の吐出に
先行して行わせることが可能に構成される。
【００２２】また本発明は、所定の流動体により基板上
に任意のパターンを形成するための基板製造装置であっ
て、流動体を基板上に吐出可能に構成されたインクジェ
ット式記録ヘッドと、基板上に一定の処理を行う処理手
段と、インクジェット式記録ヘッドおよび処理手段と基
板との相対位置を変更可能に構成される駆動手段と、イ
ンクジェット式記録ヘッドからの流動体の吐出、処理手
段による処理および駆動手段による駆動を制御する制御
手段と、を備える。そして制御手段は、インクジェット
式記録ヘッドからの流動体の吐出を処理手段による処理
に先行して行わせることが可能に構成される。
【００２３】本発明は、所定の流動体により基板上に任
意のパターンを形成するための基板製造装置であって、
流動体を基板上に吐出可能に構成されたインクジェット
式記録ヘッドと、インクジェット式記録ヘッドから吐出
された流動体の液滴が基板に到達する前に当該液滴に一
定の処理を行う処理手段と、インクジェット式記録ヘッ
ドおよび処理手段と基板との相対位置を変更可能に構成
される駆動手段と、インクジェット式記録ヘッドからの
流動体の吐出、処理手段による処理および駆動手段によ
る駆動を制御する制御手段と、を備える。
【００２４】例えば上記処理手段は、流動体に化学的作
用を及ぼすことが可能に構成される。
【００２５】また処理手段は、流動体に含まれる所定物
質の溶解度を低下させ、当該物質を析出させることが可
能に構成される。
【００２６】さらに処理手段は、流動体に化学反応を生
じさせる物質を基板に吐出することが可能に構成され
る。
【００２７】さらにまた処理手段は、流動体に物理的作
用を及ぼすことが可能に構成される。
【００２８】また理手段は、パターン形成領域の境界に
沿って吐出された流動体の境界を整形可能に構成され
る。
【００２９】さらに処理手段は吸収体を備え、制御手段
はパターン形成領域に沿って吸収体を相対的に移動させ
ることにより、過剰な流動体を吸収体に吸収させる。
【００３０】さらにまた処理手段は、流動体に物理化学
的作用を及ぼすことが可能に構成される。
【００３１】また処理手段は、基板のうちパターン形成
領域の周囲を流動体に対し非親和性に表面改質すること
が可能に構成される。非親和性とは、流動体に対する相
対的に接触角が大きい性質をいう。この表現は、流動体
に対する膜の挙動を明らかにするために、親和性と対比
して用いられるものである。
【００３２】さらに処理手段は、基板のうちパターン形
成領域を流動体に対し親和性に表面改質することが可能
に構成される。ここで、親和性とは、流動体に対する接
触角が相対的に小さいことをいう。
【００３３】さらに処理手段は、基板のうちパターン形
成領域を、流動体を吸収する吸収層に表面改質すること
が可能に構成される。
【００３４】さらにまた処理手段は、パターン形成領域
の周囲に流動体が流出することを防止するためのバンク
を形成可能に構成され、当該製造装置は、パターンの形
成後当該バンクを除去する手段をさらに備える。
【００３５】本発明は、所定の流動体により基板上に任
意のパターンを形成するための基板製造装置であって、
流動体を基板上に吐出可能に構成されたインクジェット
式記録ヘッドと、インクジェット式記録ヘッドと基板上
との相対位置を変更可能に構成される駆動手段と、イン
クジェット式記録ヘッドからの流動体の吐出および駆動
手段による駆動を制御する制御手段と、を備える。そし
て制御手段は、既に流動体が吐出されているパターン領
域に沿ってインクジェット式記録ヘッドからさらに同一
の流動体を吐出する。
【００３６】例えば処理手段は、液滴にエネルギーを供
給し、当該流動体の濃度を上昇させることが可能に構成
される。
【００３７】また処理手段は、液滴にエネルギーを供給
し、当該液滴の軌道を曲げることが可能に構成される。
【００３８】さらに処理手段は、流動体に化学反応を生
じさせる物質を、液滴に供給可能に構成される。
【００３９】さらにまた処理手段は、液滴の属性を検出
する可能に構成され、制御手段は、処理手段により検出
された液滴の属性に基づいて、インクジェット式記録ヘ
ッドからの液滴の吐出および駆動手段による駆動を制御
する。
【００４０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施するための最
良の形態を、図面を参照して説明する。
【００４１】（共通構成）図１に以下の各実施形態で用
いる基板製造装置の共通部分の概念構成図を示す。図１
に示すように、本基板製造装置１００は、インクジェッ
ト式記録ヘッド２、処理装置３、駆動機構４および制御
回路５を備えている。以下の各実施形態では、処理装置
３の配置と処理内容がそれぞれ異なり、残りの構成は各
実施形態にほぼ共通して使用される。
【００４２】インクジェット式記録ヘッド２には、流動
体１０が入れられたインクタンク２６がパイプ２７を介
して流動体１０を供給可能に接続されている。流動体１
０としては、インクジェット式記録ヘッドから吐出可能
な流動性を呈するものならば、親水性であると非親水性
であるとを問わずあらゆるものが適用可能である。構成
物全部が液状でなくともよい。例えば導電性を示す金属
を微粒子として溶剤中に混入させたものでもよい。
【００４３】まずインクジェット式記録ヘッドの構造を
説明する。図１８はインクジェット式記録ヘッド２の分
解斜視図である。インクジェット式記録ヘッド２は、一
般的なインクジェット式記録ヘッドとして任意の流動体
を吐出可能に構成されていれば十分である。図１８のイ
ンクジェット式記録ヘッド２では、ノズル２１１の設け
られたノズルプレート２１、および振動板２３の設けら
れた圧力室基板２２を、筐体２５に嵌め込んで構成され
る。圧力室基板２２は、例えばシリコンをエッチングし
て形成され、キャビティ（圧力室）２２１、側壁２２２
およびリザーバ２２３等が形成されている。
【００４４】図１９にノズルプレート２１、圧力室基板
２２および振動板２３を積層して構成されるインクジェ
ット式記録ヘッド２の主要部構造の斜視図一部断面図を
示す。同図に示すように、インクジェット式記録ヘッド
２の主要部は、圧力室基板２２をノズルプレート２１と
振動板２３で挟み込んだ構造を備える。ノズルプレート
２１は、圧力室基板２２と貼り合わせられたときにキャ
ビティ２２１に対応する位置に配置されるように、ノズ
ル穴２１１が形成されている。圧力室基板２２には、シ
リコン単結晶基板等をエッチングすることにより、各々
が圧力室として機能可能にキャビティ２２１が複数設け
られる。キャビティ２２１間は側壁２２２で分離されて
いる。各キャビティ２２１は、供給口２２４を介して共
通の流路であるリザーバ２２３に繋がっている。振動板
２３は、例えば熱酸化膜等により構成される。振動板２
３上のキャビティ２２１に相当する位置には、圧電体素
子２４が形成されている。また、振動板２３にはインク
タンク口２３１が設けられ、タンク２６から任意の流動
体１０を供給可能に構成されている。圧電体素子２４
は、例えばＰＺＴ素子等を上部電極および下部電極（図
示せず）とで挟んだ構造を備える。圧電体素子２４は、
制御回路５から供給される制御信号Ｓｈに対応して体積
変化を生ずることが可能に構成されている。
【００４５】なお上記インクジェット式記録ヘッドは圧
電体素子に体積変化を生じさせて流動体を吐出させる構
成であったが、発熱体により流動体に熱を加えその膨張
によって液滴を吐出させるようなヘッド構成であっても
よい。
【００４６】処理装置３は、基板１に対して所定の処理
を施すことが可能に構成されている。処理装置３は制御
回路５から供給される制御信号Ｓpに対応して処理を行
う。処理装置３の機能、構造に関しては、以下の各実施
形態で明らかにする。
【００４７】駆動機構４は、モータＭ１、モータＭ２お
よび図示しない機構構造を備えており、インクジェット
式記録ヘッド２および処理装置３をともに、Ｘ軸方向
（図１の横方向）およびＹ軸方向（図１の奥行き方向）
に搬送可能に構成されている。モータＭ１は駆動信号Ｓ
xに応じてインクジェット式記録ヘッド２および処理装
置３をＸ軸方向に搬送可能に構成される。モータＭ２は
駆動信号Ｓyに応じてインクジェット式記録ヘッド２お
よび処理装置をＹ軸方向に搬送可能に構成される。
【００４８】なお、駆動機構４は基板１に対するインク
ジェット式記録ヘッド２および処理装置３の位置を相対
的に変化可能な構成を備えていれば十分である。このた
め上記構成の他に、基板１がインクジェット式記録ヘッ
ド２や処理装置３に対して動くものであっても、インク
ジェット式記録ヘッド２および処理装置３と、基板１と
がともに動くものであってもよい。また、処理の形態に
よっては処理装置３がインクジェット式記録ヘッド２と
ともに搬送される必要はなく、処理装置３が別個に搬送
されても、静止しているものであってもよい。
【００４９】図２１を参照してインクジェット式記録ヘ
ッド２の吐出原理を示す。同図は図２０のＡ−Ａの線に
おける断面図である。流動体１０は、タンク２６から、
振動板２３に設けられたインクタンク口２３１を介して
リザーバ２２３内に供給される。流動体１０は、このリ
ザーバ２２３から供給口２２４を通して各キャビティ２
２１に流入する。圧電体素子２４は、その上部電極と下
部電極との間に電圧を加えるとその体積が変化する。こ
の体積変化が振動板２３を変形させ、キャビティ２１の
体積を変化させる。
【００５０】制御信号Ｓhが供給されず、電圧を加えな
い状態では振動板２３の変形がない。制御信号Ｓhが供
給され電圧が加えられると、同図の破線で示す位置まで
振動板２３ｂや変形後２４ｂの圧電素子が変形する。キ
ャビティ２１内の体積が変化すると、キャビティ２１に
満たされた流動体１０の圧力が高まる。ノズル穴２１１
には流動体１２が供給され、液滴１１が吐出される。
【００５１】（配置の態様）図２乃至図４を参照して本
発明の基本的な処理の配置をそれぞれ説明する。本発明
はインクジェット式記録ヘッドから吐出された流動体に
行う処理装置の配置を３つに区別して考える。
【００５２】図２はインクジェット式記録ヘッドから流
動体を吐出する前に基板に対して処理を行う第１の配置
の概念図である。同図に示すように、インクジェット式
記録ヘッド２および処理装置３は矢印搬送方向に相対的
に搬送される。第１の配置の場合、処理装置３は進行方
向に対してインクジェット式記録ヘッド２より前に配置
される。そして基板１に対しインクジェット式記録ヘッ
ド２から流動体の液滴１１が吐出される前に基板１に対
して所定の処理７を行うものである。処理の詳細は以下
の実施形態で説明する。
【００５３】図３はインクジェット式記録ヘッドから流
動体を吐出した後に流動体または基板に対して処理を行
う第２の配置の概念図である。同図に示すように、イン
クジェット式記録ヘッド２および処理装置３は矢印搬送
方向に相対的に搬送される。第２の配置の場合、処理装
置３は進行方向に対してインクジェット式記録ヘッド２
より後に配置される。そしてインクジェット式記録ヘッ
ド２から基板１に対し流動体の液滴１１が吐出された後
に基板１に対して所定の処理７を行うものである。処理
の詳細は以下の実施形態で説明する。
【００５４】図４はインクジェット式記録ヘッドから吐
出された流動体の液滴に直接処理を行う第３の配置の概
念図である。第３の配置の場合、処理装置３はインクジ
ェット式記録ヘッド２から吐出された液滴１１に対して
直接処理可能に配置される。そしてインクジェット式記
録ヘッド２から吐出された流動体の液滴１１が基板１に
到達する前に、当該液滴１１に対して所定の処理７を行
うものである。処理の詳細は以下の実施形態で説明す
る。
【００５５】（実施形態１）本発明の実施形態１は化学
的作用（溶解度低下）を流動体に及ぼす処理に関し、主
に上記第１の配置および第２の配置において用いられ
る。
【００５６】図５に本実施形態１の処理概念を説明する
側面図を示す。本実施形態１の処理装置３０１は、流動
体１１が吐出される前の基板１に対して、流動体に混入
している物質の溶解度を低下させ、その固形分を析出さ
せる処理７０１を適用可能に構成されている。このよう
な処理として、熱風の吹き付け、レーザ照射、ランプ照
射等を行って流動体の溶媒成分を蒸発させるといった処
理が考えられる。同図は第１の配置に適用した構成を示
すが、第２の配置に適用した場合には処理装置３０１が
インクジェット式記録ヘッド２の進行方向後方に配置さ
れる。
【００５７】熱風の吹き付けを行う場合、処理装置３０
１は空気を吹き付けるコンプレッサおよび空気を熱する
ヒータ等を備える。レーザ照射を行う場合には、所定の
波長のレーザ光を照射するレーザ発光用ダイオード、レ
ーザ光を集光するためのレンズ群およびレンズ群を駆動
して適正にレーザ光を基板上に集光するためのアクチュ
エータ装置等を備える。ランプ照射を行う場合は、キセ
ノンランプ等の高エネルギーを放射可能なランプ、リフ
レクタ、レンズ群等を備える。
【００５８】前処理を行う第１の配置で上記処理装置３
０１を用いる際、上記処理を流動体の液滴１１が吐出さ
れる直前の基板１に対して行う。基板に着弾した液滴
は、すでに基板１が熱せられているので、着弾直後から
溶媒成分が蒸発し、流動体が濃縮される結果として、固
形分が残留あるいは溶解物が析出するようになる。例え
ば流動体が溶媒中に金属の微粒子を含んだものであれ
ば、熱の影響で溶媒成分のみが蒸発し、金属微粒子を導
電性のパターンとして基板上に残留させることができ
る。
【００５９】後処理を行う第２の配置で上記処理装置３
０１を用いる際、既に基板上に吐出された流動体の液滴
に対して上記処理を行う。同様の作用により溶解物を析
出させることができる。
【００６０】なお、上記処理の他に、局所的に減圧させ
たり雰囲気を変更可能に構成してもよい。このように構
成すれば、流動体に対する溶解物の溶解度を低下させ、
結果として溶解物を析出させることが可能となる。また
基板全体を熱する等の措置も本実施形態の一変形例に加
えられる。このためには基板１の載置台にヒータ装置等
を設けることになる。
【００６１】上記のように本実施形態１によれば、エネ
ルギーを加えることにより流動体から固形物質を残留あ
るいは析出させることができ、パターン形成が容易に行
える。また処理装置によって局所的に加熱するのみで済
むので、加熱設備が小さくて済み、消費エネルギーを低
く抑えることができる。
【００６２】（実施形態２）本発明の実施形態３は化学
的作用（化学反応）を流動体に及ぼす処理に関し、主に
上記第１の配置および第２の配置において用いられる。
【００６３】図６に本実施形態２の処理概念を説明する
側面図を示す。本実施形態２の処理装置３０２は、流動
体１１が吐出される前の基板１に対して、流動体に対し
化学反応や分散系の破壊をもたらす反応液７０２を吐出
可能に構成されている。処理装置３０２としてはインク
ジェット式記録ヘッド２と同様な構成を用いることが好
ましい。流動体の液滴１１とほぼ同量の反応液を制御し
ながら吐出させることができるからである。同図は第１
の配置に適用した場合の構成を示すが、第２の配置に適
用した場合には処理装置３０２がインクジェット式記録
ヘッド２の進行方向後方に配置される。
【００６４】分散系の破壊をもたらす処理として、流動
体の液滴１１がスチレン−アクリル樹脂により分散した
有機顔料を主成分とする場合に、反応液７０２として硝
酸マグネシウム水溶液を吐出する場合が挙げられる。ま
た化学反応をもたらす処理として、流動体の液滴１１が
エポキシ樹脂を主成分とする場合に、反応液７０２とし
てアミン類を吐出する場合が挙げられる。
【００６５】前処理を行う第１の配置で上記処理装置３
０２を用いる際、流動体の液滴１１が吐出される前のパ
ターン形成領域に対して上記反応液７０２を吐出する。
反応液７０２が吐出されたパターン形成領域上に液滴１
１が着弾すると、分散系の破壊あるいは化学反応が生
じ、固形物質１３が析出する。例えば液滴１１が金属塩
を含む場合、この塩と反応可能な反応液７０２を用いる
ことにより、導電性のある金属パターンを形成できる。
【００６６】後処理を行う第２の配置で上記処理装置３
を用いる際、既に基板上に吐出された流動体の液滴１１
に対して反応液７０２を吐出する。同様の作用により固
形物質１３を生成させることができる。
【００６７】なお上記実施形態ではインクジェット式記
録ヘッドを２個使用したが、さらに複雑な反応を生じさ
せるためには、他の反応液を吐出可能なヘッドを増やし
ていけばよい。
【００６８】上記したように実施形態２によれば、反応
液により分散系の破壊や化学反応を生じさせるので、イ
ンクジェット式記録ヘッドを複数装備するだけでパター
ンを形成できる。特に同様な構成のヘッドを複数設け、
そこから吐出させる物質のみを変えればよいので、製造
装置の設計が容易である。
【００６９】（実施形態３）本発明の実施形態３は物理
化学的作用として基板の親和性を改善する処理に関し、
主に上記第１の配置において用いられる。
【００７０】図７に本実施形態３の処理概念を説明する
平面図を示す。本実施形態４の処理装置３０３は、流動
体１１が吐出される前の基板１のパターン形成領域を、
流動体に対し親和性を備えるように表面改質可能に構成
されている。
【００７１】親和性を備えるように表面改質する処理と
しては、流動体が極性分子を含む場合（水分を含む場合
等）は、シランカップリング剤を塗布する方法、酸化ア
ルミニウムやシリカ等の多孔質膜を形成する方法、アル
ゴン等で逆スパッタをかける方法、コロナ放電処理、プ
ラズマ処理、紫外線照射処理、オゾン処理、脱脂処理
等、公知の種々の方法を適用する。流動体が極性分子を
含まない場合には、パラフィン等を塗布する方法、ガス
プラズマ処理、カップリング処理等がある。
【００７２】シランカップリング剤を用いる場合には、
処理装置３０３は、無機質と反応しやすいアルコキシ基
やハロゲンなどの加水分解性の置換基と有機質と反応し
やすいビニル基、エポキシ基、アミノ基等とをともに持
つ有機ケイ素化合物（シランカップリング剤）を塗布可
能に構成される。塗布方法としては、インクジェット式
記録ヘッドからの材料吐出やボールペン類似の塗布機構
による直接塗布が考えられる。多孔質膜を形成する場合
には、処理装置３０３は多孔質材料、例えばＡｌ2Ｏ3や
シリカを塗布可能に構成される。塗布方法は上記と同様
である。逆スパッタをかける方法の場合には、処理装置
３０３としてスパッタリング装置を適用する。すなわち
カソード、基板をアノードにする電極、アルゴン雰囲気
調整機構および電源等を備える。逆スパッタ処理によ
り、基板の表面が活性化され、親水性の置換基に置き換
わり、基板表面が改質される。コロナ放電を行う場合に
は処理装置３０３として高電圧放電用電極を備え、基板
１に接地電圧を印加可能に構成する。基板表面に高電圧
が局所的に印加されることにより基板の有機分子の一部
が親水性のある基に置き換わり表面改質される。プラズ
マ処理をするには、処理装置３０３として気体放電で生
じたプラズマを噴出可能に構成する。紫外線を照射する
場合には、処理装置３０３として紫外線照射用ランプを
備える。オゾン処理を行う場合は、処理装置３０３とし
てオゾンの流通する雰囲気下で所定の電圧を印加し、活
性化したオゾンを基板に放出可能に構成する。脱脂処理
を行う場合には、処理装置３０３として、基板上に過マ
ンガン酸、クロム酸、硫酸、硝酸等の強アルカリを供給
可能に構成する。パラフィン等を塗布する場合には、処
理装置３０３にボールペン類似の塗布機構を使用し、パ
ターン形成領域の両辺を中心とする領域に溶解したパラ
フィン等を塗布する。
【００７３】上記処理装置３０３を備えたので、シラン
カップリング剤を塗布した場合には、パターン形成領域
７０３に塗布されたシランカップリング剤が基板材料と
密着し、一方で水に対して濡れ易い基が表面に露出す
る。多孔質膜を形成した場合には、パターン形成領域７
０３に形成された酸化アルミやシリカ等の膜が多孔質で
あるため流動体を含み易くなる。逆スパッタを行った場
合にはパターン形成領域の表面温度が上昇し膜の付着力
を向上させたり親水性膜に変えたりできる。コロナ放電
を行った場合には、基板表面にＯＨ基やＣＯＯＨ基が生
成するため親水性を備えるようになる。プラズマ処理を
行った場合、基板表面の高分子の未反応基と架橋層を生
ずる。未反応基は容易に酸化され、ＯＨ基やＣ=Ｏ基、
ＣＨＯ基、ＣＯＯＨ基等が発生し親水性を備えるように
なる。ポリエステルやポリプロピレンを使用した基板等
に紫外線照射を行った場合、ＯＨ基やＣＯＯＨ基を生成
して親水性を備える。ＡＢＳやポリプロピレン等にオゾ
ン処理を行った場合には、表面の親和性が改善される。
脱脂処理を行った場合には、基板表面が酸化され親水性
の基に置換され親水性を示すようになる。パラフィン等
の塗布処理を行った場合には、塗布された領域が非極性
分子に対し親和性を示すようになるため、流動体が非極
性分子である場合に濡れ易くなる。
【００７４】上記実施形態３によれば、インクジェット
式記録ヘッド２からの流動体の吐出に先行して表面改質
されたパターン形成領域７０３に親和性を示す膜が形成
されるので、パターン形成領域に着弾した液滴１２が広
がり過ぎたり分離したりするおそれが少なくなる。
【００７５】（実施形態４）本発明の実施形態４は物理
化学的作用としてパターンの両側に非親和性領域を設け
る処理に関し、主に上記第１の配置において用いられ
る。
【００７６】図８に本実施形態４の処理概念を説明する
平面図を示す。本実施形態４の処理装置３０４は、基板
１のパターン形成領域外側の領域に流動体に対し非親和
性を示す膜７０４を形成可能に構成されている。
【００７７】非親和性を示す膜を形成する処理として
は、流動体が極性分子を含む場合には上記したパラフィ
ン等を塗布する方法等が挙げられる。流動体が極性分子
を含まない場合には、上記実施形態３で説明したシラン
カップリング剤を塗布する方法、酸化アルミニウムやシ
リカ等の多孔質膜を形成する方法、アルゴン等で逆スパ
ッタをかける方法、コロナ放電処理、プラズマ処理、紫
外線照射処理、オゾン処理、脱脂処理等、公知の種々の
方法を適用する。
【００７８】非極性分子に対し非親和性を示す膜や、極
性分子に対し親和性を示す膜の形成方法については上記
実施形態３と同様なので説明を省略する。
【００７９】上記したように実施形態４によれば、イン
クジェット式記録ヘッド２からの流動体の吐出に先行し
てパターン形成領域の両側に流動体に対し非親和性を示
す膜７０４が形成されるので、パターン形成領域からは
み出た流動体は非親和性膜７０４ではじかれるため、流
動体をパターン形成領域に収めることができる。
【００８０】（実施形態５）本発明の実施形態５は物理
化学的作用としてパターン形成領域を、流動体を吸収可
能に形成に形成する処理に関し、主に上記第１の配置に
おいて用いられる。
【００８１】図９に本実施形態５の処理概念を説明する
側面図を示す。本実施形態５の処理装置３０５は、基板
１のパターン形成領域に流動体を吸収する吸収層７０５
を形成可能に構成されている。
【００８２】吸収層７０５としては、ポリビニルアルコ
ール（ＰＶＡ）、ポリ酢酸ビニル等を適用することが可
能である。ポリビニルアルコールの塗布するために、処
理装置３０５はボールペン類似の塗布機構を備えること
が考えられる。
【００８３】上記構成において、処理装置３０５が流動
体の吐出に先行して吸収層７０５を形成し、形成された
吸収層７０５の上にインクジェット式記録ヘッド２から
流動体の液滴１１が吐出される。吐出された流動体の液
滴１１のうち一部は吸収層７０５に吸収されて層１４内
に流動体が定着する。このため吸収層を形成した領域に
パターンが形成されることになる。
【００８４】本実施形態５によれば、インクジェット式
記録ヘッド２からの流動体の吐出に先行して処理装置３
０５が吸収層を形成するので、吸収層の通りにパターン
形成が行え、過剰な流動体を吸収層に吸収させることが
できる。
【００８５】（実施形態６）本発明の実施形態６は物理
化学的作用としてパターン形成領域の境界付近に流動体
の流出を抑えるバンク（土手状のもの）を形成する処理
に関し、主に上記第１の配置において用いられる。
【００８６】図１０に本実施形態６の処理概念を説明す
る平面図を示す。本実施形態６の処理装置３０６は、基
板１のパターン形成領域の境界付近に流動体の流出を防
止するバンク７０６を複数形成可能に構成されている。
処理装置３０６としては、バンクの材料を一定の高さで
形成する必要があるため、ボールペン類似の塗布機構を
複数用いる。各塗布機構はパターン形成領域の幅方向に
その幅だけ離れて配置される。バンク７０６の材料とし
ては、ポリイミド、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等が考
えられる。
【００８７】上記構成において処理装置３０６は流動体
の吐出に先行してバンク７０６を形成していく。バンク
の形成後にパターン形成領域に流動体の液滴１１が吐出
されるとバンク７０６が存在するためにバンク外に流動
体が流出していくことはない。流動体は二つのバンクに
囲まれたパターン形成領域内で固化する。
【００８８】なお、流動体が固化した後にバンク７０６
を取り除く工程を設けることは好ましい。流動体がパタ
ーンとして定着すればバンクは不要になるからである。
バンクの除去にはプラズマアッシング、エッチング等の
方法を用いる。
【００８９】本実施形態６によれば、インクジェット式
記録ヘッドからの流動体の吐出に先行してバンクを形成
するので、流動体がパターン形成領域外に流出すること
を防止できる。パターンの定着後にバンクを取り除け
ば、パターンの幅を狭く維持できる。
【００９０】（実施形態７）本発明の実施形態７は物理
的作用として吐出された流動体を整形する処理に関し、
主に上記第２の配置において用いられる。
【００９１】図１１に本実施形態７の処理概念の説明図
を示す。（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図を示す。本実
施形態７の処理装置３１０は、基板１に着弾した流動体
１２をパターン形成領域の境界に沿って擦る針状部材７
１０を複数備えている。各針状部材７１０はパターン形
成領域の幅方向にその幅だけ離れて配置される。針状部
材７１０としては、一定の機械的強度がある一方、基板
に損傷を与えない程度の弾性があることが好ましい。こ
のため針状部材７１０は樹脂、ゴム、柔らかい金属等の
材料で構成する。
【００９２】上記構成においてインクジェット式記録ヘ
ッド２が流動体を基板に吐出するとわずかながら吐出方
向の誤差を含みながらパターン形成領域上に着弾する。
そのため着弾位置はほぼパターン形成領域の延在方向に
沿いながらもその境界がパターン形成領域からはみ出す
部分がある。処理装置３１０は、このようにはみ出した
流動体１２をパターン形成領域の境界に沿って擦ってい
くので、はみ出した部分がパターン形成領域内に戻さ
れ、一定の幅のパターン１５が形成される。
【００９３】本実施形態７によれば、インクジェット式
記録ヘッド２から吐出された流動体の液滴の着弾位置が
ずれていても、その後に処理装置３１０がパターンを整
形していくので、整ったパターンが形成できる。
【００９４】（実施形態８）本発明の実施形態８は物理
的作用として着弾された流動体のうち過剰分を吸収する
処理に関し、主に上記第２の配置において用いられる。
【００９５】図１２に本実施形態８の処理概念の説明図
である。（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図を示す。本実
施形態８の処理装置３１１は、パターン形成領域に沿っ
て移動し基板１に着弾した流動体１２の過剰分を吸収可
能に構成された吸収部材７１１を備えている。吸収部材
７１１としては、過剰な流動体を吸収可能なパイプ形状
をしていることが好ましい。この吸い取った流動体を再
びインクジェット式記録ヘッド２から吐出可能に構成し
てもよい。吸収部材７１１は、一定の機械的強度がある
一方、基板に損傷を与えない程度の弾性があることが好
ましい。このため針状部材は樹脂、ゴム、柔らかい金属
等の材料で構成する。
【００９６】インクジェット式記録ヘッド２からは若干
過剰に流動体を吐出した方がパターンの分断が生じにく
い。しかし過剰な流動体の液滴が着弾すると必要なパタ
ーン形成領域外に広がる。本実施形態では流動体の液滴
が基板に着弾された直後に処理装置３１１の吸収部材７
１１が過剰な流動体を吸収していくことになる。このた
めパターン形成領域以外に流動体が広がることがない。
また吸収した流動体を再びインクジェット式記録ヘッド
２に供給すれば流動体材料を節減することができる。
【００９７】（実施形態９）本発明の実施形態９は物理
的作用として時間差で流動体を吐出する処理に関し、主
に上記第１の配置および第２の配置において用いられ
る。
【００９８】図１３に本実施形態９の処理概念を説明す
る側面図を示す。本実施形態９は、処理装置としても流
動体を吐出可能に構成されたインクジェット式記録ヘッ
ド２を備えている。すなわち同一の流動体を吐出するイ
ンクジェット式記録ヘッド２が所定の距離をおいて配置
され、相前後して同一のパターン形成領域に流動体を吐
出可能に構成されている。
【００９９】上記構成において先行するインクジェット
式記録ヘッド２ａは、若干の間隔をおいて流動体の着弾
跡１２ａがパターン形成領域上に配置されるように液滴
１１ａを吐出する。後続するインクジェット式記録ヘッ
ド２ｂでは、既に着弾している流動体１２ａと合わせて
パターン形成領域が流動体で満たされる程度の量に調整
して流動体の液滴１２ｂを吐出する。先に着弾した流動
体１２ａには表面張力が作用しており、後から着弾する
流動体１２ｂにも表面張力が作用する。表面張力が作用
している液滴上に他の液滴が落ちると、表面張力故に瞬
時に二つの液滴が混ざらず、後から落ちた液滴は先に着
弾した液滴上を滑ってその周辺に落ちる。したがって本
実施形態では先に所定の間隔をおいて流動体１２ａが着
弾しているため、後から吐出された流動体の液滴１１ｂ
は、先に着弾した流動体１２ａの存在しない領域に着弾
する。このためパターン形成領域には隙間なく流動体が
着弾し、その密度も一定になる。
【０１００】なお、上記形態は、インクジェット式記録
ヘッド２を一個のみ設け、同一のパターン形成領域を往
復可能に制御回路５を構成してもよい。時間差で流動体
が吐出される点で同一の効果が得られるからである。こ
の場合、ヘッドの個数を削減できるという効果を奏す
る。
【０１０１】本実施形態９によれば、時間差で同一の流
動体を吐出するので、基板に着弾する流動体の密度を均
一することができ、均一な厚みのパターンを形成でき
る。
【０１０２】（実施形態１０）本発明の実施形態１０は
化学的作用としてレーザ照射により液滴の濃度を上げる
処理に関し、主に上記第３の配置において用いられる。
【０１０３】図１４に本実施形態１０の処理概念を説明
する側面図を示す。本実施形態１０において処理装置３
２０は第３の配置を採り、インクジェット式記録ヘッド
２から吐出される流動体の液滴１１の側面からこの液滴
にレーザ光７２０を照射可能に構成されている。すなわ
ち処理装置３２０はレーザ光を照射するために図示しな
いレーザ発光用ダイオード、レンズおよびアクチュエー
タを備える。レーザ発光用ダイオードはエネルギー源と
して所定の短波長のレーザ光を発光し、レンズはこのレ
ーザ光を液滴上に集光可能に構成される。アクチュエー
タは液滴１１に正しくレーザ光７２０が焦点を結ぶよう
にレンズおよびレーザ発光用ダイオードの位置補正を行
うことが可能に構成されている。
【０１０４】なお、瞬時にエネルギーを与える手段とし
てはレーザ光の照射が好ましいが、エネルギーを液滴に
供給可能であればこれに限定されるものではなく、熱風
供給、ランプ照射、雰囲気提供等が種々の構成を適用で
きる。
【０１０５】上記構成においてインクジェット式記録ヘ
ッド２から流動体の液滴１１が吐出されると、所定位置
で処理装置３２０から射出されたレーザ光７２０が液滴
１１上で焦点を結ぶ。これにより液滴１１には高いエネ
ルギーが瞬時に与えられる。エネルギーが与えられた液
滴１１は温度が上昇するため流動体に溶解している物質
の濃度が上がったり、含有されている固形分の成膜化が
促進されたりする。そして着弾するまでに不要な溶媒成
分が減少し、パターン形成に必要な最小限の組成で基板
１上に着弾する。したがってインクジェット式記録ヘッ
ドから吐出させるのに要求される流動体の粘度がパター
ン形成に適当な流動体の粘度より低い場合でも、パター
ン形成に適当な流動体の濃度に濃縮することができる。
【０１０６】本実施形態１０によれば、インクジェット
式記録ヘッド２から吐出された液滴１１が着弾するまで
で不要な溶媒成分を除去できるので、基板に着弾する流
動体が過剰に広がるのを防止でき、またパターン形成ま
での時間を短くできる。
【０１０７】（実施形態１１）本発明の実施形態１１は
物理的作用として流動体の液滴に他の液滴を衝突させて
軌道を曲げる処理に関し、主に上記第３の配置において
用いられる。
【０１０８】図１５に本実施形態１１の処理概念を説明
する側面図を示す。本実施形態１１において処理装置３
２１は第３の配置を採り、パターン形成領域の延在方向
に垂直な方向であって、インクジェット式記録ヘッド２
を中心として対向するように配置される。各処理装置３
２１は異なる方向から液滴にエネルギーを供給可能に印
加できる構成を備える。エネルギーとして所定の液滴を
衝突させるという力学的エネルギーを加える場合には、
所定の液滴を吐出可能な構成、例えばインクジェット式
記録ヘッド２と同様な構成を備える。所定の液滴とは後
述する化学反応を目的とする場合はその反応を起こさせ
る反応液、反応を起こさせたくない場合にはインクジェ
ット式記録ヘッド２が吐出するものと同一の流動体を吐
出させる。エネルギーとして空気を用いる場合には、空
気を吹き付けるためのコンプレッサおよびノズル等を備
える。エネルギーとして電界を用いる場合には、流動体
の液滴１１の軌道を挟んで両側に電極を設け、両電極間
に電圧を印加する電源を備える。電界を用いる場合、イ
ンクジェット式記録ヘッド２から吐出される流動体の液
滴１１を正または負に帯電させる構成も設ける。
【０１０９】上記構成においてインクジェット式記録ヘ
ッド２から流動体の液滴１１が吐出されると、制御回路
５は処理装置３２１に制御信号Ｓpを供給して、予め指
定されたパターン領域に流動体が着弾するよう制御す
る。処理装置３２１が所定の液滴を吐出する場合には、
インクジェット式記録ヘッド２からの液滴１１の吐出に
同期して処理装置３２１から液滴が吐出され、基板に着
弾する前に両者が衝突し、液滴の着弾位置が変更され
る。処理装置３２１が空気を噴出する場合にはインクジ
ェット式記録ヘッド２からの液滴の吐出に同期して空気
が吹き出され、流動体の液滴の軌道が曲げられる。処理
装置３２１が電界を印加する場合には、まずインクジェ
ット式記録ヘッド２からの液滴１１を帯電させ、両電極
間における電界の向きおよびその大きさを制御信号Ｓp
によって調整すれば、陽極方向または陰極方向のいずれ
かの方向に任意の変位だけ液滴の着弾位置を変更させる
ことができる。
【０１１０】上記構成によれば、任意のパターン幅でパ
ターン形成が行える。例えば図１５に示すように、パタ
ーン幅が最も狭い領域Ａ１では制御信号Ｓpの供給を禁
止するので、流動体の液滴１１の着弾位置は一定し、最
も細いパターンが描ける。一方パターン幅を広くする領
域Ａ２では複数の処理装置３２１に制御信号Ｓpを交互
に供給する。制御信号Ｓpが供給されると制御信号の量
に応じて、液滴の着弾位置が変動する。例えば制御回路
３２１ａに制御信号を加えるとエネルギー７２１ａが供
給され位置Ｐ１に着弾する。制御回路３２１ｂに制御信
号を加えるとエネルギー７２１ｂが供給され位置Ｐ２に
着弾する。インクジェット式記録ヘッド２に供給する制
御信号Ｓhに同期させて制御信号Ｓpを制御回路３２１ａ
と３２１ｂとに交互に供給すれば、液滴１１が吐出され
るごとに着弾位置が変化する。その結果として着弾した
場合の直径よりも広い幅のパターン形成領域に流動体を
充填させることができる。
【０１１１】本実施形態１１によれば、制御回路３２１
が出力するエネルギーを制御することで任意のパターン
幅でパターンを形成することができる。
【０１１２】（実施形態１２）本発明の実施形態１２は
物理化学的作用として流動体の液滴に反応液の液滴を衝
突させて化学反応を促進する処理に関し、主に上記第３
の配置において用いられる。
【０１１３】図１６に本実施形態１２の処理概念を説明
する側面図を示す。本実施形態１２において処理装置３
２２は第３の配置を採り、インクジェット式記録ヘッド
２から射出された液滴に空中で反応液７２２を混合可能
に構成される。処理装置３２２は反応液を制御可能に吐
出するために、例えばインクジェット式記録ヘッド２と
同様な構成を備える。処理装置３２２からの反応液７２
２の弾道は、インクジェット式記録ヘッド２からの液滴
１１の弾道となるべく浅い角度になるように調整され
る。角度が浅いほど、両液滴が接触可能となる期間が長
くなるからである。制御回路５はインクジェット式記録
ヘッド２に供給する制御信号Ｓhに同期させて処理装置
３２２に制御信号Ｓpを供給可能に構成される。
【０１１４】上記構成においてインクジェット式記録ヘ
ッド２から流動体の液滴１１が吐出されると、ほぼ同時
に反応液７２２が処理装置３２２から吐出される。両者
は基板１に到達する前に接触し化学反応等を生じ、反応
中または反応後に基板１に着弾する。
【０１１５】本実施形態１２によれば、空中に反応を生
じさせることができるので、吐出時には反応していては
困るが着弾時には反応していることが望ましい場合に適
する。例えば反応すると固化が始まったり腐食性が発生
したりする場合に適用できる。
【０１１６】（実施形態１３）本発明の実施形態１３は
流動体の液滴の検出と補正処理に関し、主に上記第３の
配置において用いられる。
【０１１７】図１７に本実施形態１３のブロック図を示
す。同図は図１とほぼ同等の構成を備えるが、処理装置
３３０およびその検出手段３３１を備える点で異なる。
処理装置３３０は、制御信号Ｓp1に応じてレーザ光等直
進性のよい光をインクジェット式記録ヘッド２から吐出
された液滴１１の弾道を横切って射出可能に構成され、
例えばレーザ発光用ダイオード、レンズおよびアクチュ
エータ等を備えている。検出手段３３１は、処理装置３
３０から射出された光を検出可能に構成され、例えばフ
ォトデテクタで構成される。制御回路５は検出手段３３
１からの検出信号を入力し、液滴１１の吐出タイミン
グ、位置、方向、速度、大きさ等を検出可能に構成され
る。そしてインクジェット式記録ヘッド２の使用による
特性変化を制御信号にフィードバック可能に構成され
る。例えば、吐出タイミングが基準よりずれている場合
にはそのずれを補償するようにインクジェット式記録ヘ
ッド２の流動体吐出を制御する制御信号Ｓhのタイミン
グを補正する。位置や方向がずれている場合には液滴の
着弾位置がずれてしまうので、このずれを補償するよう
にモータＭ１に対する駆動信号ＳxまたはモータＭ２に
対する駆動信号Ｓyを供給する。これにより基板１に対
するインクジェット式記録ヘッド２の相対位置が補正さ
れ、流動体をパターン形成領域に沿って適正な位置に着
弾させることができる。液滴の速度の検出は、検出信号
Ｓp2中のパルスの幅に応じて計算する。すなわちフォト
デテクタの検出面積が決まっているので、液滴の通過に
よるパルスの幅が小さければ速度が早く、パルスの幅が
大きければ速度が遅いと考えられる。これらは線形的に
対応する。液滴の速度が基準よりずれた場合、基準時よ
り早くまたは遅く液滴が基板に着弾することになる。こ
のずれを補償するために、制御回路５はＹ軸方向の相対
位置を調整すべくモータＭ２に制御信号Ｓyを供給す
る。的的の大きさの検出は、検出信号Ｓp2のパルスの振
幅から検出する。液滴の径が大きければ光を遮る面積が
大きいので、検出信号中のレベル変動も大きくなるから
である。液滴の大きさが許容値よりもずれた場合、適正
な着弾が担保できなくなるので、制御回路５はヘッドの
クリーニングをしたり警報を出力したりする措置をす
る。
【０１１８】本実施形態１３によればインクジェット式
記録ヘッドからの液滴の弾道を検出して補正するので、
ヘッドを長時間使用して特性変化が生じた場合やヘッド
に癖がある場合でも正確なパターン形成が可能である。
【０１１９】（その他の変形例）本発明は上記実施形態
によらず種々に変形して適用することが可能である。す
なわちインクジェット式記録ヘッドから流動体を吐出す
る他に、その吐出前やその吐出後に、または基板に液滴
が着弾する前に処理を行うものであれば、本発明の思想
の範囲に入る。例えば上記各実施形態ではパターン形成
を目的としていたが、これに拘るものではない。工業的
用途であると民生的用途であるとを問わず、インクジェ
ット式記録ヘッド等からインクを吐出して特定の効果を
得るものであれば種々に適用することが可能である。
【０１２０】また、上記各実施形態は独立に適用しても
複数を同時に適用してもよい。特にパターン形成が複数
工程によって完了する場合には、複数の処理装置により
処理することは好ましい。例えば、液滴吐出前に表面改
質を第１の配置の処理装置により行って液滴を基板に密
着し易くし、吐出された流動体の液滴の属性を検出しそ
の位置補正を行う処理を第３の配置の処理装置で行い、
最後に基板上の液滴の濃縮を第２の配置の処理装置で行
う等が考えられる。
【０１２１】
【発明の効果】本発明によれば、基板上に流動体が吐出
される前に処理可能に構成したので、インクジェット方
式を利用したパターン形成を前処理により促進可能であ
る。したがって、大がかりな工場設備を利用することな
く、安価に基板に任意のパターンを形成することができ
る。
【０１２２】本発明によれば、基板上に流動体が吐出さ
れた後に処理可能に構成したので、インクジェット方式
を利用してパターン形成を後処理により促進可能であ
る。したがって、大がかりな工場設備を利用することな
く、安価に基板に任意のパターンを形成することができ
る。
【０１２３】本発明によれば、流動体が吐出された瞬間
に処理可能に構成したので、空中で液滴を反応させたり
エネルギーを加えたりできる。したがって、大がかりな
工場設備を利用することなく、安価に基板に任意のパタ
ーンを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における基板製造装置の構成
図である。
【図２】第１の配置（前処理）の説明図である。
【図３】第２の配置（後処理）の説明図である。
【図４】第３の配置（吐出直後処理）の説明図である。
【図５】実施形態１の処理概念を示す側面図である。
【図６】実施形態２の処理概念を示す側面図である。
【図７】実施形態３の処理概念を示す平面図である。
【図８】実施形態４の処理概念を示す平面図である。
【図９】実施形態５の処理概念を示す側面図である。
【図１０】実施形態６の処理概念を示す平面図である。
【図１１】実施形態７の処理概念を示す図であり、
（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図１２】実施形態８の処理概念を示す図であり、
（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図１３】実施形態９の処理概念を示す側面図である。
【図１４】実施形態１０の処理概念を示す側面図であ
る。
【図１５】実施形態１１の処理概念を示す平面図であ
る。
【図１６】実施形態１２の処理概念を示す平面図であ
る。
【図１７】実施形態１３の処理概念図である。
【図１８】インクジェット式記録ヘッドの分解斜視図で
ある。
【図１９】インクジェット式記録ヘッドの主要部の斜視
図一部断面図である。
【図２０】インクジェット式記録ヘッドの吐出原理説明
図である。
【符号の説明】
１…基板 ２…インクジェット式記録ヘッド ３、３０１〜３３０…処理装置 ４…駆動手段 ５…制御回路 ７、７０１〜７３０…処理の内容
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 根橋 聡 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内

Claims (38)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 インクジェット式記録ヘッドより所定の
    流動体を基板上に吐出して任意のパターンを形成するパ
    ターン形成方法であって、 前記流動体の吐出前に予め前記基板上に一定の処理を行
    うステップと、 前記処理をした基板上に前記インクジェット式記録ヘッ
    ドより前記流動体を吐出するステップと、を備えたこと
    を特徴とするパターン形成方法。
  2. 【請求項２】 インクジェット式記録ヘッドより所定の
    流動体を基板上に吐出して任意のパターンを形成するパ
    ターン形成方法であって、 前記インクジェット式記録ヘッドより所定の流動体を基
    板上に吐出するステップと、 前記流動体が吐出された前記基板に一定の処理を行うス
    テップと、を備えたことを特徴とするパターン形成方
    法。
  3. 【請求項３】 インクジェット式記録ヘッドより所定の
    流動体を基板上に吐出して任意のパターンを形成するパ
    ターン形成方法であって、 前記インクジェット式記録ヘッドより所定の流動体を吐
    出するステップと、 前記インクジェット式記録ヘッドより吐出された流動体
    が前記基板に到達する前までに、当該吐出された流動体
    の液滴に一定の処理を行うステップと、を備えたことを
    特徴とするパターン形成方法。
  4. 【請求項４】 前記処理は、前記流動体に化学的作用を
    及ぼす処理である請求項１乃至請求項３のいずれか一項
    に記載のパターン形成方法。
  5. 【請求項５】 前記処理は、前記流動体に含まれる所定
    物質の溶解度を低下させ、当該物質を析出させる処理で
    ある請求項１または請求項２に記載のパターン形成方
    法。
  6. 【請求項６】 前記処理は、前記流動体に化学反応を生
    じさせる物質を前記基板に吐出する処理である請求項１
    または請求項２に記載のパターン形成方法。
  7. 【請求項７】 前記処理は、前記流動体に物理的作用を
    及ぼす処理である請求項１乃至請求項３のいずれか一項
    に記載のパターン形成方法。
  8. 【請求項８】 前記処理は、前記パターン形成領域の境
    界に沿って吐出された前記流動体の境界を整形する処理
    である請求項２に記載のパターン形成方法。
  9. 【請求項９】 前記処理は、前記パターン形成領域に沿
    って吸収体を移動させることにより、過剰な前記流動体
    を前記吸収体に吸収させる処理である請求項２に記載の
    パターン形成方法。
  10. 【請求項１０】 前記処理は、前記流動体に物理化学的
    作用を及ぼす処理である請求項１乃至請求項３のいずれ
    か一項に記載のパターン形成方法。
  11. 【請求項１１】 前記処理は、前記基板のうち前記パタ
    ーン形成領域の周囲を前記流動体に対し非親和性に表面
    改質する処理である請求項１に記載のパターン形成方
    法。
  12. 【請求項１２】 前記処理は、前記基板のうち前記パタ
    ーン形成領域を前記流動体に対し親和性に表面改質する
    処理である請求項１に記載のパターン形成方法。
  13. 【請求項１３】 前記処理は、前記基板のうち前記パタ
    ーン形成領域を、前記流動体を吸収する吸収層に表面改
    質する処理である請求項１に記載のパターン形成方法。
  14. 【請求項１４】 前記処理は、前記パターン形成領域の
    周囲に前記流動体が流出することを防止するためのバン
    クを形成する処理であって、 前記パターンの形成後当該バンクを除去する工程をさら
    に備える請求項２に記載のパターン形成方法。
  15. 【請求項１５】 前記処理は、既に前記流動体が吐出さ
    れている前記パターン領域に沿ってさらに同一の流動体
    を吐出する処理である請求項２に記載のパターン形成方
    法。
  16. 【請求項１６】 前記処理は、前記液滴にエネルギーを
    供給し、当該流動体の濃度を上昇させる処理である請求
    項３に記載のパターン形成方法。
  17. 【請求項１７】 前記処理は、前記液滴にエネルギーを
    供給し、当該液滴の軌道を曲げる処理である請求項３に
    記載のパターン形成方法。
  18. 【請求項１８】 前記処理は、前記流動体に化学反応を
    生じさせる物質を、前記液滴に作用させる処理である請
    求項３に記載のパターン形成方法。
  19. 【請求項１９】 前記処理は、前記液滴の属性を検出す
    る処理であって、 検出された前記液滴の属性に基づいて、前記インクジェ
    ット式記録ヘッドからの前記液滴の吐出を制御するステ
    ップをさらに備える請求項３に記載のパターン形成方
    法。
  20. 【請求項２０】 所定の流動体により基板上に任意のパ
    ターンを形成するための基板製造装置であって、 前記流動体を前記基板上に吐出可能に構成されたインク
    ジェット式記録ヘッドと、 前記基板上に一定の処理を行う処理手段と、 前記インクジェット式記録ヘッドおよび前記処理手段と
    前記基板との相対位置を変更可能に構成される駆動手段
    と、 前記インクジェット式記録ヘッドからの前記流動体の吐
    出、前記処理手段による前記処理並びに前記駆動手段に
    よる駆動を制御する制御手段と、を備え、 前記制御手段は、前記処理手段による処理を前記インク
    ジェット式記録ヘッドからの流動体の吐出に先行して行
    わせることが可能に構成された基板製造装置。
  21. 【請求項２１】 所定の流動体により基板上に任意のパ
    ターンを形成するための基板製造装置であって、 前記流動体を前記基板上に吐出可能に構成されたインク
    ジェット式記録ヘッドと、 前記基板上に一定の処理を行う処理手段と、 前記インクジェット式記録ヘッドおよび前記処理手段と
    前記基板との相対位置を変更可能に構成される駆動手段
    と、 前記インクジェット式記録ヘッドからの前記流動体の吐
    出、前記処理手段による前記処理並びに前記駆動手段に
    よる駆動を制御する制御手段と、を備え、 前記制御手段は、前記インクジェット式記録ヘッドから
    の流動体の吐出を処理手段による処理に先行して行わせ
    ることが可能に構成された基板製造装置。
  22. 【請求項２２】 所定の流動体により基板上に任意のパ
    ターンを形成するための基板製造装置であって、 前記流動体を前記基板上に吐出可能に構成されたインク
    ジェット式記録ヘッドと、 前記インクジェット式記録ヘッドから吐出された流動体
    の液滴が基板に到達する前に当該液滴に一定の処理を行
    う処理手段と、 前記インクジェット式記録ヘッドおよび前記処理手段と
    前記基板との相対位置を変更可能に構成される駆動手段
    と、 前記インクジェット式記録ヘッドからの前記流動体の吐
    出、前記処理手段による前記処理並びに前記駆動手段に
    よる駆動を制御する制御手段と、を備えたことを特徴と
    する基板製造装置。
  23. 【請求項２３】 前記処理手段は、前記流動体に化学的
    作用を及ぼすことが可能に構成される請求項２０乃至請
    求項２２のいずれか一項に記載の基板製造装置。
  24. 【請求項２４】 前記処理手段は、前記流動体に含まれ
    る所定物質の溶解度を低下させ、当該物質を析出させる
    ことが可能に構成される請求項２０または請求項２１に
    記載の基板製造装置。
  25. 【請求項２５】 前記処理手段は、前記流動体に化学反
    応を生じさせる物質を前記基板に吐出することが可能に
    構成される請求項２０または請求項２１に記載の基板製
    造装置。
  26. 【請求項２６】 前記処理手段は、前記流動体に物理的
    作用を及ぼすことが可能に構成される請求項２０乃至請
    求項２２のいずれか一項に記載の基板製造装置。
  27. 【請求項２７】 前記処理手段は、前記パターン形成領
    域の境界に沿って吐出された前記流動体の境界を整形可
    能に構成される請求項２１に記載の基板製造装置。
  28. 【請求項２８】 前記処理手段は吸収体を備え、前記制
    御手段は前記パターン形成領域に沿って前記吸収体を相
    対的に移動させることにより、過剰な前記流動体を前記
    吸収体に吸収させる請求項２１に記載の基板製造装置。
  29. 【請求項２９】 前記処理手段は、前記流動体に物理化
    学的作用を及ぼすことが可能に構成される請求項２０乃
    至請求項２２のいずれか一項に記載の基板製造装置。
  30. 【請求項３０】 前記処理手段は、前記基板のうち前記
    パターン形成領域の周囲を前記流動体に対し非親和性に
    表面改質することが可能に構成される請求項２０に記載
    の基板製造装置。
  31. 【請求項３１】 前記処理手段は、前記基板のうち前記
    パターン形成領域を前記流動体に対し親和性に表面改質
    することが可能に構成される請求項２０に記載の基板製
    造装置。
  32. 【請求項３２】 前記処理手段は、前記基板のうち前記
    パターン形成領域を、前記流動体を吸収する吸収層に表
    面改質することが可能に構成される請求２０に記載のパ
    ターン形成方法。
  33. 【請求項３３】 前記処理手段は、前記パターン形成領
    域の周囲に前記流動体が流出することを防止するための
    バンクを形成可能に構成され、 当該製造装置は、前記パターンの形成後当該バンクを除
    去する手段をさらに備える請求項２２に記載の基板製造
    装置。
  34. 【請求項３４】 所定の流動体により基板上に任意のパ
    ターンを形成するための基板製造装置であって、 前記流動体を前記基板上に吐出可能に構成されたインク
    ジェット式記録ヘッドと、 前記インクジェット式記録ヘッドと前記基板上との相対
    位置を変更可能に構成される駆動手段と、 前記インクジェット式記録ヘッドからの前記流動体の吐
    出および前記駆動手段による駆動を制御する制御手段
    と、を備え、 前記制御手段は、既に前記流動体が吐出されている前記
    パターン領域に沿って前記インクジェット式記録ヘッド
    からさらに同一の流動体を吐出する基板製造装置。
  35. 【請求項３５】 前記処理手段は、前記液滴にエネルギ
    ーを供給し、当該流動体の濃度を上昇させることが可能
    に構成される請求項２２に記載の基板製造装置。
  36. 【請求項３６】 前記処理手段は、前記液滴にエネルギ
    ーを供給し、当該液滴の軌道を曲げることが可能に構成
    される請求項２２に記載の基板製造装置。
  37. 【請求項３７】 前記処理手段は、前記流動体に化学反
    応を生じさせる物質を、前記液滴に供給可能に構成され
    る請求項２２に記載の基板製造装置。
  38. 【請求項３８】 前記処理手段は、前記液滴の属性を検
    出する可能に構成され、 前記制御手段は、前記処理手段により検出された前記液
    滴の属性に基づいて、前記インクジェット式記録ヘッド
    からの前記液滴の吐出および前記駆動手段による駆動を
    制御する請求項２２に記載の基板製造装置。
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