图案形成方法及多层布线结构形成方法技术

本发明专利技术提供了一种图案形成方法，该方法包括（Ⅰ）在表面上设置与基板直接化学结合的接枝聚合物，制造基板的接枝聚合物生成步骤、（Ⅱ）通过液滴喷出法，按照预定的图案形状，在生成上述接枝聚合物的表面上配置将粒子分散在液体（分散介质）中形成的分散液液滴的粒子分散液配置步骤和（Ⅲ）从上述配置的液滴中蒸发掉液体（分散介质），按照预定的图案形状在上述基板上形成由粒子构成的层的粒子图案形成步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种通过液滴喷出法进行图案成形的方法，以及应用此方 法形成多层布线结构的方法，更详细地，涉及在基材上按图案形状配置 具有各种功能的粒子以形成膜状图案的方法，以及可用于形成导电膜布 线、电气光学装置、电子器械、非接触式卡介质以及薄膜晶体管的多层 布线结构形成方法。
技术介绍
在固体表面上按照希望的图案配置各种功能性材料，使之局部实现功 能性的方法都已经被研究过。其中在固体表面上配置导电性材料，从而 形成高解析度布线或电极的方法最引人注目。为了制造在电子线路或集成电路中使用的布线结构，使用了例如平版 印刷法，但平版印刷法需要真空装置等庞大的设备和复杂的步骤，材料 的使用率只有百分之几的程度，大部分导电性材料不得不丢弃，从而提 高了成本。因此，作为代替平版印刷法的方法，讨论过将含有功能性材料的液体 通过喷墨直接在基材上形成图案的方法，例如提出过用喷墨法按照图案 在基板上直接涂布分散有导电性微粒的液体，然后进行热处理或激光照射使其转变为导电膜图案的方法(请参照例如美国专利5，132，248)。但是，在用喷墨法绘制图案时，如果不对基板表面进行适当的处理， 就不能控制喷上的液滴(液体)的形状、尺寸和位置等，难以制造出具 有所需形状的导电膜图案，而在上述文献中没有叙述控制喷出图案形状 的详细方法，无法确保实用条件下图案的精度，因此仍然是个问题。而作为由液滴喷出法(下面适当地称为喷墨法)形成布线图案方法的 另一个例子，提出过例如为了形成精度良好的布线图案，在基板表面上 使用有机分子膜将亲液部分和疏液部分形成预定的图案，在上述亲液部 分上选择性地滴上含有导电性微粒的液体的方法(参照例如日本专利特 开2002-164635)。在由喷墨法形成布线图案的技术中，布线的宽度要尽可能细，作为实现此目的的方法，研究过在表面进行过疏液处理的基板表面上滴下上述 液体而使形成的液滴变小的方法。作为使基板表面具有疏液性的方法， 可以举出例如使用氟代烷基硅烷在基板表面上形成自组织化膜的方法。 由此，在自组织化膜的表面上配置了氟代垸基，使基板表面具有疏液性。更具体说，例如将10g十六氟一1,1,2，2—四氢癸基三乙氧基硅烷和玻璃基 板放入10升的密闭容器内，在12(TC下保持2小时。但是，在此方法中，当在疏液性基板上滴上液体时，形成了相对于基 板接触角比较小的液滴，而为了以足够的粒子密度形成由导电性微粒构 成的层，有必要紧密地配置大量的液滴。因此，大量液滴就连带着大量 的溶剂存在于基板上，液滴的宽度很容易太宽，大于布线宽度的设定值。由于在疏液性基板上形成液滴，就产生了布线层(由导电性微粒构成 的层)的密合性降低的问题。再有，对基板表面进行疏液性处理很费事 也是个问题。作为不使如上所述布线宽度发生扩大的方法，提出了在基板表面上设 置吸收溶剂的接受层(参照例如日本专利特开平5 — 50741 )。在设置多孔 质层作为此接受层吸收溶剂的方法中，在布线层密合性上还是有改进的 余地。还提出过利用喷墨方式由导电性金属浆液描绘形成布线基板电路图 案的方法(参照例如日本专利特开2002 — 324966)。但在此方法中也难以 在对基板的密合性良好的状态下形成线宽比较细的布线。从而希望在由简易的喷墨法形成布线图案的方法中，在对基板有良好 的密合性的状态下，形成线宽比较细的布线。专利文献1:美国专利5,132,248专利文献2:日本专利特开2002— 164635专利文献3:日本专利特开平5 — 50741专利文献4:日本专利特开2002 — 324966
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述课题，提供一种使用简易的装置由液滴 喷出法能够在高析像度的条件下，以对基板有良好的密合性的状态下， 形成预定图案状粒子层的图案形成方法。本专利技术的另一个目的是提供一种应用上述图案形成方法，形成与基板 的密合性高，并具有高析像度布线的多层布线结构的方法。本专利技术人经过认真的研究发现，在基板表面上形成接枝聚合物，利用 其特性就解决了上述课题，从而完成了本专利技术。这就是说，作为本专利技术一个实施方案的图案形成方法，其特征在于， 该方法包括(I)制造在表面上设有与基材直接化学结合构成的接枝聚合 物的基板的接枝聚合物生成步骤、(II)由液滴喷出法在生成上述接枝聚 合物的表面上按照预定的图案形状配置在液体(分散介质)中分散了粒 子形成的分散液液滴的粒子分散液配置步骤和(III)从如上配置的液滴 中蒸发掉液体(分散介质)，按照预定的图案形状在上述基板上形成由粒 子构成的层的粒子图案形成步骤。下面称此方法为本专利技术的第一种方法。在本专利技术的第一种方法中使用的接枝聚合物，根据形成的图案目的不 同，优选具有选自疏水性成分、亲水性成分和金属亲合性聚合单元的至 少一种成分，作为这样的接枝聚合物，具体优选包含选自疏水性聚合单 元、亲水性聚合单元和金属亲合性聚合单元中至少一种聚合单元聚合而 成的聚合物。采用这样的方法，就能够形成与基板之间具有预定密合力 的粒子图案。在此，所谓"具有预定密合力"意味着按照例如JIS C2338进行剥离测 试时，每19mm所需的剥离力在3.5N以上。除了选自疏水性成分、亲水性成分和金属亲合性成分以外，使用具有 交联成分的接枝聚合物，预期更能够提高接枝聚合物与基板的密合性。 这样的接枝聚合物优选是含有选自疏水性聚合单元、亲水性聚合单元和 金属亲合性聚合单元中的至少一种聚合单元和交联性聚合单元聚合的共 聚物。本专利技术，为了更增加剥离强度，在由液滴喷出法形成图案之后，还可 以进行紫外线照射或者热处理。这就是说，本专利技术另一个实施方案的图案形成方法，其特征在于该方 法包括(I)在表面上设置与基材直接化学结合的接枝聚合物以制造基板 的接枝聚合物生成步骤、(II)按照预定的图案形状，在上述生成接枝聚 合物的表面上，通过液滴喷出法，配置将粒子分散在液体(分散介质) 中形成的分散液液滴的粒子分散液配置步骤和UII — 2)对包含了上述配 置液滴的区域进行加热或紫外线照射，使配置的粒子在基板上固定化的 粒子图案形成步骤。此方法被称为本专利技术的第二种方法。利用本专利技术的方法，能够以包含细线等的高析像度，而且在对基板具有良好密合性的状态下形成由预定图案形状的粒子构成的层。作为本专利技术方法的例子，可以举出上述粒子是导电性微粒，由液滴喷出法形成布线图案的方法。此方法相当于由液滴喷出法形成布线图案的 方法，按照这种方法，能够在对基板密合性良好的状态下，形成细线宽 的布线。利用本专利技术的上述图案形成方法的本专利技术另一个实施方案的多层布 线结构形成方法，其特征在于包括如下的步骤(A) (E)即(A)带有布线图案的第一基板形成步骤，这包括在表面上设置与 第一基材直接化学结合的接枝聚合物制造第一基板的接枝聚合物生成步 骤、按照预定的图案形状，通过液滴喷出法，在生成上述接枝聚合物的 表面上配置在液体(分散介质)中分散导电性微粒形成的分散液液滴的 导电性微粒分散液配置步骤和从上述配置的液滴中蒸发掉液体(分散介 质)，以预定的图案形状在上述第一基板上形成由导电性微粒构成的层的 布线图案形成步骤。(B)带有布线图案的第二基板形成步骤，这包括在与第一基板不同的基材(第二基材)上，在表面上设置与第二基材直接化学结合的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图案形成方法，其特征在于包括：（Ⅰ）在表面上设置与基板直接化学结合的接枝聚合物，制造基板的接枝聚合物生成步骤；（Ⅱ）通过液滴喷出法，按照预定的图案形状，在生成所述接枝聚合物的表面上配置将粒子分散在液体（分散介质）中形成的分散液液滴的粒子分散液配置步骤；（Ⅲ）从所述配置的液滴中蒸发掉液体（分散介质），按照预定的图案形状在所述基板上形成由粒子构成的层的粒子图案形成步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：川村浩一，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]