CN101558480A - 半导体器件制造装置和半导体器件制造方法 - Google Patents

半导体器件制造装置和半导体器件制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种半导体器件制造装置及其制造方法。使密封部件(21)上升而使密封部件(21)的边缘部(21a)与支承部件(13)的接触面(17a)接触，在隔离了精密排出喷嘴(5)的状态下，使排气装置(41)动作，将腔(1)内减压排气至规定的压力。接着，通过气体导入部(26)，将吹扫气体从吹扫气体供给源(31)导入腔(1)内，用吹扫气体置换腔(1)内的气体，并且，在使腔(1)内恢复到大气压后，使密封部件(21)下降而解除对精密排出喷嘴(5)的隔离。接着，一边使承载器(7)在X方向往复移动，一边向基板(S)表面排出液体器件材料的液滴。

Description

半导体器件制造装置和半导体器件制造方法
技术领域
本发明涉及一种半导体器件制造装置和制造方法。
背景技术
在硅晶片和FPD基板等上制造包括晶体管和布线等的各种半导体器件的过程中，反复实施包括抗蚀剂涂敷、曝光、显影各工序的利用光刻技术的图形化、蚀刻、灰化、清洗等基本工序。现在，在半导体器件的制造中，为了获得高的加工精度，利用了高真空技术和等离子体技术。
随着基板的大型化和技术节点的发展，必须应对材料的变化等，因此，在半导体器件制造中所使用的半导体制造装置也趋于大型化，而且也在反复进行装置结构和工艺的改良等。在要求通过降低成本和节约能源来降低环境压力的今天，能够控制器件制造所需的耗电也成为在选择半导体制造装置时非常重要的一个因素。
在这种情况下，作为新的半导体制造装置，提出了一种通过以细微的液滴的形状向基板等被处理体表面排出半导体器件材料来制造半导体器件的技术(以下，称作“液滴排出法”)(例如，日本特开2003-266669号公报(专利文献1)，日本特开2003-311197号公报(专利文献2))。
如果采用上述专利文献1、专利文献2中所记载的液滴排出法制造半导体器件，那么，由于能够削减光刻和蚀刻等工序，因此，它具有能够大幅降低半导体器件的制造成本的优点。
但是，在液滴排出法中，需要将所使用的所有半导体器件材料液化成溶液、分散液等的形态使用，因此，存在以下的问题。即，因为从液体排出喷嘴排出的液滴非常微小，所以，由于存在液体飞扬空间的气氛中的水分和氧气以及来自基板表面的挥发成分等，有可能发生液滴中的溶质浓度变化、或成分被氧化等的变质，影响半导体器件的特性。
在液滴排出法中，例如，利用压电陶瓷等的伸缩使与细微的喷嘴孔连通而设置的压力室的内容积急速变化，由此将半导体器件材料从喷嘴孔作为液滴排出。因此，可知被称作弯液面的喷嘴孔内部的液体材料的气液界面状态对排出性能产生较大的影响。弯液面因周围压力而产生较大的变动，如果喷嘴孔的外部与压力室相比是减压气体状态，液体材料就会经由喷嘴孔流出，相反，如果外部是高的压力状态，则液体材料就会后退至喷嘴孔内的深处，两种情况均不能正常的排出。因此，从喷嘴排出的液滴到达被处理体的排出空间必须是大气压条件，因此，无法采用例如通过使排出空间处于减压状态然后置换其气氛来将对飞扬的液滴的影响抑制在最小限度的手段。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种能够高效地置换排出空间的气氛以使从喷嘴排出的液滴不会发生变质等的器件制造装置和器件制造方法。
本发明的第一观点提供一种制造半导体器件的器件制造装置，包括：载置被处理体的载置台；具有与所述载置台对置设置的、向被处理体排出半导体器件材料的液滴的液滴排出喷嘴的液滴排出机构；和隔离所述液滴排出喷嘴而保持为大气压状态的喷嘴隔离机构。
上述第二观点提供一种制造半导体器件的器件制造装置，包括：容纳用来载置被处理体的载置台的第一容器；向所述第一容器内供给吹扫气体的气体供给机构；对所述第一容器内进行减压排气的排气机构；向被处理体排出半导体器件材料的液滴的、具有与所述载置台对置设置的液滴排出喷嘴的液滴排出机构；和隔离所述液滴排出喷嘴而保持为大气压状态的第二容器。
在上述第二观点的半导体制造装置中，也可以是，在利用所述排气机构对所述第一容器内进行了减压排气的状态下，所述第二容器在内部容纳所述液滴排出机构来隔离所述液滴排出喷嘴，或者，在利用所述排气机构对所述第一容器内进行了减压排气的状态下，所述第二容器与所述液滴排出机构中的形成有所述液滴排出喷嘴的喷嘴形成面接触来气密隔离所述液滴排出喷嘴。此外，所述第二容器被容纳在所述第一容器中。
也可以是，还包括使所述液滴排出喷嘴在对被处理体排出液滴的排出位置和不排出液滴的待机位置之间移动的移动机构，在所述待机位置，利用所述第二容器隔离所述液滴排出喷嘴。
本发明的第三观点提供一种制造半导体器件的器件制造装置，包括：载置被处理体的载置台；向被处理体排出半导体器件材料的液滴的、具有与所述载置台对置设置的液滴排出喷嘴的液滴排出机构；具有被设置成能够与被处理体表面接触、分离的开口部，且在内部容纳有所述液滴排出机构的状态下划分使从所述液滴排出喷嘴排出的液滴飞扬的排出空间的容器；将所述液滴排出喷嘴从所述排出空间隔离的喷嘴隔离单元；在使所述容器与所述被处理体表面接触的状态下向该容器的内部供给吹扫气体的气体供给机构；在使所述容器与所述被处理体表面接触的状态下对所述容器内部进行减压排气的排气机构；用于使所述液滴排出机构与所述载置台相对移动的移动机构。
在上述第一～第三观点的器件制造装置中，所述液滴排出机构具有多个液滴排出喷嘴，所述液滴是导电材料、绝缘材料以及半导体材料的液滴，被分别从各自的所述液滴排出喷嘴排出。
本发明的第四观点提供一种使用器件制造装置在被处理体表面制造半导体器件的器件制造方法，所述器件制造装置包括：具有载置被处理体的载置台的第一容器；向所述第一容器内供给吹扫气体的气体供给机构；对所述第一容器内进行减压排气的排气机构；从与所述载置台对置配置的液滴排出喷嘴向被处理体排出半导体器件材料的液滴的液滴排出机构；使所述液滴排出喷嘴在对被处理体排出液滴的排出位置和不排出液滴的待机位置之间移动的移动机构；和在所述待机位置隔离所述液滴排出喷嘴而保持为大气压状态的第二容器，所述方法包括以下工序：将被处理体搬入所述第一容器内并载置在所述载置台上；在利用所述第二容器在所述待机位置隔离了所述液滴排出喷嘴的状态下，对所述第一容器的内部进行减压；从所述气体供给机构向所述第一容器内导入吹扫气体来置换该第一容器内部的气氛并且恢复为大气压状态；解除所述第二容器对所述液滴排出喷嘴的隔离，使该液滴排出喷嘴移动至所述排出位置向被处理体排出所述液滴。
在上述第四观点中，也可以是，还包括在进行所述气氛置换之前加热所述载置台的工序。此外，也可以是，还包括在从所述液滴排出喷嘴排出所述液滴之后煅烧所形成的器件的工序。
本发明的第五观点提供一种使用器件制造装置在被处理体表面制造半导体器件的器件制造方法，所述器件制造装置包括：载置被处理体的载置台；从与所述载置台对置配置的液滴排出喷嘴向被处理体排出半导体器件材料的液滴的液滴排出机构；具有被设置成能够与被处理体表面接触、分离的开口部、且在内部容纳有所述液滴排出机构的状态下划分使从所述液滴排出喷嘴排出的液滴飞扬的排出空间的容器；将所述液滴排出喷嘴从所述排出空间隔离的喷嘴隔离单元；在使所述容器与所述被处理体表面接触的状态下向该容器的内部供给吹扫气体的气体供给机构；在使所述容器与所述被处理体表面接触的状态下对所述容器的内部进行减压排气的排气机构；使所述液滴排出机构与所述载置台相对移动的移动机构，所述方法包括以下工序：使所述容器与被处理体相对移动至彼此对置的位置；使所述容器的所述开口部与被处理体表面接触；在利用所述隔离单元在所述容器内隔离了所述液滴排出喷嘴的状态下对所述排出空间进行减压；将吹扫气体从所述气体供给机构导入到所述排出空间来置换该排出空间的气氛，由此恢复为大气压状态；解除所述隔离单元对所述液滴排出喷嘴的隔离，从该液滴排出喷嘴向被处理体排出液滴。
在上述第五观点的方法中，也可以是，还包括在进行所述气氛置换之前加热所述载置台的工序。此外，也可以是，还包括在从所述液滴排出喷嘴排出液滴之后煅烧所形成的器件的工序。
根据本发明，由于设置了隔离液滴排出喷嘴然后而保持在大气压状态的隔离机构，因此，能够高效并且容易地进行液滴排出喷嘴与被处理体之间的排出空间的气氛置换。因此，能够防止从液滴排出喷嘴作为液滴排出的半导体器件材料变质。
通过使用液滴排出喷嘴来制造半导体器件，不仅能够削减光刻工序，而且，能够谋求简化装置结构、节约能源、降低成本。
附图说明
图1是表示第一实施方式的器件制造装置的内部概略结构的斜视图。
图2是第一实施方式的器件制造装置的概略剖视图。
图3是表示精密排出喷嘴的密封结构的例子的主要部分剖视图。
图4是表示精密排出喷嘴的密封结构的其它例子的主要部分剖视图。
图5是表示精密排出喷嘴的密封结构的另外的其它例子的主要部分剖视图。
图6是表示精密排出喷嘴的密封结构的另外的例子的主要部分剖视图。
图7是表示器件形成顺序的一个例子的流程图。
图8A是表示电容器制造顺序的一个例子的工序剖视图。
图8B是表示电容器制造顺序的一个例子的工序剖视图。
图8C是表示电容器制造顺序的一个例子的工序剖视图。
图8D是表示电容器制造顺序的一个例子的工序剖视图。
图8E是表示电容器制造顺序的一个例子的工序剖视图。
图9是表示图8D的状态的器件的俯视图。
图10是表示第二实施方式的器件制造装置的概略结构的部分切口斜视图。
图11是表示第二实施方式的器件制造装置的概略剖视图。
图12是用于说明隔板的主要部分剖视图。
图13是器件形成顺序的一个例子的流程图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。
(第一实施方式)
图1是表示第一实施方式的器件制造装置的内部概略结构的斜视图，图2是表示器件制造装置的概略结构的剖视图。该器件制造装置100包括例如作为容纳FPD(平面平板显示器)用玻璃基板或塑料基板等的基板S的第一耐压容器的腔1。该腔1构成为气密式，能够通过排气装置41对其进行减压。此外，能够从图中未示的基板搬入搬出口搬入或者搬出基板S。在腔1内具有：水平载置并保持所搬入的基板S的载置台3、具有向被载置在该载置台3上的基板S的上表面(确切来讲是器件形成面)将器件材料作为微小液滴排出的精密排出喷嘴5的承载器7、以及使该承载器7在Y方向上水平移动的扫描机构9。
在扫描机构9中，沿着Y方向延伸的一对平行的导轨11被配置在载置台3的左右两侧。此外，还设置有以横贯载置台3上方的方式沿着X方向延伸、并且支承承载器7使其能够通过图中未示的电动机等的驱动而沿着X方向水平移动的支承部件13。该支承部件13包括以能够在一对导轨11上移动的方式竖立设置的一对脚部15、以及与载置台3的基板S的载置面平行地架设在该脚部15上的导板17。支承部件13通过例如图中未示的具有电动机的驱动机构能够作为整体在一对导轨11上沿Y方向移动。
在导板17的下表面安装有能够通过引导轴(图中未示)而在X方向移动的承载器7。在承载器7的下表面(与载置台3以及基板S相对的面)形成有前述精密排出喷嘴5。通过组合基于图中未示的驱动机构的支承部件13在Y方向上的移动、以及支承部件13上的承载器7在X方向上的移动，能够使精密排出喷嘴5在载置台3的上方以任意的轨道在XY面上移动。
精密排出喷嘴5利用与例如在喷墨打印机技术领域中熟知的喷墨喷嘴同样的液滴排出机构排出液滴。精密排出喷嘴5中的液滴排出机构具备液滴喷射头，它具有例如多个细微的喷嘴孔5a、和与该喷嘴孔5a连通并且能够利用压电元件的伸缩来增减内部容积的作为压力控制单元的压力发生室(图示省略)。根据来自控制器50(后述)的电驱动信号来驱动压电元件从而改变压力发生室的容积，利用此时产生的内部压力的上升(压力控制)，能够从各个喷嘴孔5a将液体器件材料作为数微微升～数微升左右的微小液滴向基板S喷射。精密排出喷嘴5的各个喷嘴孔5a与被搭载在承载器7上的液体材料罐19a、19b、19c相连接，从其中供给各种液体器件材料。在本实施方式中，在液体材料罐19a中储存例如以聚乙炔、聚对苯撑、聚苯乙炔、聚吡咯、聚(3-甲基噻吩)等导电性聚合物为代表的导电体材料，在液体材料罐19b中存储例如聚乙烯苯酚等绝缘体材料，在液体材料罐19c中存储例如α，α’-二癸基五噻吩、α，α’-二癸基七噻吩、α，α’-二癸基六噻吩、α，α’-二己基六噻吩、α，α’-二乙基六噻吩、六噻吩等半导体材料。除了上述之外，例如，也可以配备存储十二烷基苯磺酸、乙二醇等界面活性剂的液体材料罐，来排出界面活性剂。
对于精密排出喷嘴5的结构，只要能够将器件材料作为微小液滴排出，就不局限于上述结构。
在支承部件13不与载置台3(以及基板S)相对的区域即待机位置配备有密封部件21。使精密排出喷嘴5待机的待机位置既可以是腔1内的任何位置，也可以被配置在腔1的外部。该密封部件21是上面开口的框体，被构成为例如金属等材质的耐压容器，并且被设置成可通过图中未示的升降机构在垂直方向上自由升降，其开口的边缘部21a使用例如橡胶等弹性体、氟类树脂、聚酰亚胺这样的具有弹性的高分子体构成。
图3～图6是表示基于密封部件21的隔离结构的放大图。首先，在图3的例子中，将密封部件21的开口边缘部21a推到支承部件13的导板17的下表面(接触面17a)。这样，在腔1内被减压的状态下隔离精密排出喷嘴5，因此，支承部件13的导板17的下表面具有使作为第二耐压容器的密封部件21气密接触来进行密封的接触面17a的功能。在此情况下，整个承载器7被容纳在密封部件21的内部，与外部气氛隔离。另外，当密封部件21的边缘部21a被推到导板17的接触面17a上时，由于推压力而发生弹性形变，从而能够确保气密性。边缘部21a形成折皱状等当施加了推压力时容易推压的形状为好，这样能够很好地保持气密性。
图4表示基于密封部件21的隔离结构的其它例子，示出了密封部件21与承载器7的喷嘴形成面7a接触的状态。即，在此情况下，承载器7的喷嘴形成面7a具有接触面的功能。在喷嘴形成面7a上形成有多个喷嘴孔5a，围绕其周围推压密封部件21开口的边缘部21a。当被推到喷嘴形成面7a上时，边缘部21a因推压力发生弹性形变，因此，能够确保气密性。这样，能够隔离喷嘴孔5a，阻断外部压力的变化的影响。
在图5所示的例子中，密封部件21具备凸缘21b，通过隔着O形环等密封部件22将该凸缘21b向导板17的接触面17a推压，能够确保气密性，隔离精密排出喷嘴5。此外，在图6所示的例子中，密封部件21的边缘部能够与承载器7的喷嘴形成面7a嵌合。通过在该嵌合部25配备O形环等密封部件24，能够隔离精密排出喷嘴5。此外，利用密封部件21隔离精密排出喷嘴5的隔离结构并不局限于图3～图6所示的例子，只要是能够确保气密性的结构，任何结构均可。
如图2所示，在腔1的顶板1a的中央部设置有向腔1内导入气体的气体导入部26，该气体导入部26与通过气体供给管29供给例如Ar、N2等吹扫气体的吹扫气体供给源31连接。在气体供给管29的中途设置有质量流量控制器(MFC)33以及其前后的阀门35、37，能够以规定的流量，经由气体导入部26将吹扫气体导入腔1内。
气体导入部26并不局限于设置在腔1的上部，例如也可以设置在腔1的侧壁1c和底板1b上。
在腔1的底板1b上设置有多个排气口39，该排气口39与具备图中未示的真空泵的排气装置41连接。通过使排气装置41动作，能够经由排气口39将腔1内减压至规定的减压状态。为了有效地利用吹扫气体置换腔1内的气体，与将气体导入部26与排气口39并排配置的方式相比，如图2所示将其对置配置的方式更加理想。
在腔1的顶板1a上设置有例如由钨灯等构成的多个加热灯43，能够使腔1内升温。在载置台3上埋设有电阻加热器45，通过从加热器电源47供电，能够加热载置台3，从而能够加热被载置在其上的基板S。此外，加热灯43和电阻加热器45等加热单元(加热机构)可以配备在腔1的上部(顶板1a)或者下部(载置台3或者底板1b)中的任意一者上，如图2中的例子所示，通过配置在上部和下部，能够缩短加热时间，提高器件形成的生产能力。
器件制造装置100的各个构成部分与具备微型处理器(计算机)的控制器50连接并受其控制。在控制器50上连接有用户界面51，用户界面51由操作者为了管理器件制造装置100而进行指令输入操作等的键盘、以及对器件制造装置100的工作情况进行可视显示的显示器等构成。
在控制器50上还连接有存储部52，在存储部52中保存有记录了用来在控制器50的控制下实现在器件制造装置100中实施的各种处理的控制程序和处理条件数据等的制程方法(recipe)。
根据需要，根据从用户界面51发出的指令等从存储部52中读取任意的制程方法并在控制器50中运行，由此能够在控制器50的控制下，在器件制造装置100中实施预期的处理。制程方法可以使用被存储在例如CD-ROM、DVD、硬盘、软盘、闪速存储器等计算机能够读取的存储介质中的制程方法，或者，也可以使用从其它装置经由例如专用线路随时传送的制程方法。
在器件制造装置100中，根据上述结构，对基板S上的预设区域排出液体器件材料，例如能够形成晶体管等的半导体器件。
在上述结构的器件制造装置100中，按照例如图7所示的顺序制造器件。
首先，将基板S从图中未示的基板搬入搬出口搬入腔1内，载置在载置台3上(步骤S1)。
接着，沿着一对导轨11滑动移动支承部件13，这样，使承载器7从待机位置、即精密排出喷嘴5与基板S对置的位置挪开，移动至与密封部件21对置的位置，在此状态下，使密封部件21上升，使密封部件21的边缘部21a与支承部件13的接触面17a接触，隔离精密排出喷嘴5(步骤S2)。
在隔离了精密排出喷嘴5的状态下，使排气装置41动作，将腔1内减压排气至规定的压力(步骤S3)。这样，腔1内气氛中的水分和氧、以及从在基板S上形成的膜等中挥发的溶剂和化学物质等挥发成分被除去。在这种减压状态下，精密排出喷嘴5被密封部件21隔离，因此，精密排出喷嘴5的喷嘴孔5a被保持在大气压状态，能够将弯液面维持在良好的状态。
接下来，向被配设在腔1的顶部的加热灯43或者被埋设配备在载置台3上的电阻加热器45、或向这两者进行供电，将腔1内气氛与基板S加热至规定温度(步骤S4)。此外，该加热工序为任意工序。
接着，在隔离了精密排出喷嘴5的状态下，经由气体导入部26，从吹扫气体供给源31将吹扫气体导入腔1内，用吹扫气体置换腔1内的气氛，并且，将腔1内的压力恢复到大气压(步骤S5)。
在通过导入吹扫气体使腔1内恢复到大气压状态后，使密封部件21下降以解除精密排出喷嘴5的隔离，通过移动支承部件13，使处于待机位置的承载器7的精密排出喷嘴5移动至与被载置在载置台3上的基板S对置的排出位置(步骤S6)。接着，一边使承载器7在X方向往复移动，一边向基板S表面排出液体器件材料的液滴(步骤S7)。导电体、绝缘体以及半导体的各液体材料被作为数微微升～数微升的微小液滴从精密排出喷嘴5排出，因此，能够在基板S上形成细微的器件结构。此外，由于微小液滴向基板S飞扬的排出空间在减压排气后利用清洗空气进行了气氛置换，因此，液体材料成分不会发生变质，能制造出优质的器件。
在使用器件制造装置100制作器件的情况下，上述步骤S2～步骤S7的各个工序实施一次即可，但也可以根据所要制作的器件的种类，如图7所示，在步骤S7结束后返回步骤S2的处理，反复实施步骤S2～步骤S7的工序。
在排出结束后，根据需要，向被配设在腔1顶部的加热灯43或被埋设配备在载置台3上的电阻加热器45或者对这两者进行供电，加热至例如50～100℃左右，然后对在基板S上所形成的器件实施加热、煅烧(步骤S8)。由此，能够使包含在液体材料中的溶剂、溶媒等成分挥发而将其除去来进行固化。该步骤S8的加热/煅烧工序是任意工序。
在以往的喷墨涂敷方式中，从喷嘴排出的液滴到达被处理体表面之前的排出空间必须是大气压条件，但是，在本实施方式中，能够利用密封部件21隔离精密排出喷嘴5，能够切换大气压状态与真空状态，因此，能够防止液滴从喷嘴孔5a漏出，在真空中也能采用涂敷方式制造器件。
接着，经由图中未示的基板搬入搬出口将被载置在载置台3上的基板S搬出腔1外(步骤S9)。通过以上的步骤S1～步骤S9的一系列工序，在1块基板S上的器件制作结束。
下面，对使用器件制造装置100制造能够用于DRAM(DynamicRandom Access Memory，动态随机存取存储器)等的存储单元时的大概制造工序进行说明。图8A～图8E是使用器件制造装置100制造能够用于DRAM(Dynamic Random Access Memory，动态随机存取存储器)等的存储单元时的工序剖视图。首先，如图8A所示，从被搭载在承载器7上的液体材料罐19a经由精密排出喷嘴5向PET(聚酯)制的基板S表面排出导电体材料，形成栅电极201。
接下来，如图8B所示，从液体材料罐19b排出绝缘材料，以覆盖栅电极201的方式形成层叠膜202(层叠栅极绝缘膜与半导体膜的结构，图中仅表示绝缘膜)。接着，从液体材料罐19a经由精密排出喷嘴5向与这样形成的栅极结构相邻的区域排出导电体材料，如图8C所示，形成源/漏电极203a、203b。接着如图8D所示，从液体材料罐19b排出绝缘材料，以覆盖源/漏电极203a、203b的方式形成电容膜204和绝缘膜205。最后，从液体材料罐19a经由精密排出喷嘴5排出导电体材料，如图8E所示，以覆盖电容膜204的方式形成电容电极206。
图9是图8D阶段(形成有电容膜204的状态)的俯视图。由于这样从精密排出喷嘴5排出的器件材料的液滴在基板S的表面呈圆形扩大，因此，通过依次排出、叠印(overstrike)不同的液体器件材料进行层叠，由此无需光刻工序和蚀刻工序以及用于相关工序的设备，能够以规定的结构在基板S的表面形成半导体器件。
(第二实施方式)
图10是表示本发明的第二实施方式的器件制造装置200的概略结构的斜视图，图11是其概略侧视图。本实施方式的器件制造装置200采用不需要腔的结构，因此，利于在基板S为大型基板而难以容纳在腔内的情况下使用。
该器件制造装置200包括：用来水平载置并保持例如FPD用玻璃基板和塑料基板等的基板S的载置台103、对被载置在该载置台103上的基板S的上表面(确切来讲是器件形成面)将器件材料作为微小液滴排出的具有精密排出喷嘴105的承载器107、以及使该承载器107在Y方向上水平移动的扫描机构109。
在扫描机构109中，沿着Y方向延伸的一对平行的导轨111被配置在载置台103的左右两侧。此外，还设置有以横贯载置台103上方的方式沿着X方向延伸、并且支承承载器107使其能够通过图中未示的电动机等的驱动而沿着X方向水平移动的支承部件113。该支承部件113包括以能够在一对导轨111上移动的方式竖立设置的一对脚部115、以及与载置台103的基板S载置面平行地架设在该脚部115上的导板117。该支承部件113通过例如图中未示的具有电动机的驱动机构能够作为整体在一对导轨111上沿Y方向移动。
此外，在导板117上设置有图中未示的升降机构，被安装成能通过升降轴118在一对脚部115上沿垂直方向升降变位。
在导板117的下表面安装有能够通过图中未示的引导轴在X方向上移动的承载器107。在承载器107的下表面(与载置台103和基板S对置的面)形成有前述精密排出喷嘴105。通过组合基于图中未示的驱动机构的支承部件113在Y方向上的移动、和支承部件113上的承载器107在X方向上的移动，能够使精密排出喷嘴105在载置台103上方以任意的轨道在XY面上移动。
精密排出喷嘴105采用与第一实施方式的精密排出喷嘴5相同的结构，因此，省略其说明。精密排出喷嘴105与被搭载在承载器107上的液体材料罐119a、119b、119c相连接，从其中供给各种液体材料。在液体材料罐119a中存储导电体材料，在液体材料罐119b中存储绝缘体材料，在液体材料罐119c中存储半导体材料。
在支承部件113的导板117的下表面，以围绕承载器107的周围的方式设置有能够与被处理体表面接触、分离的作为耐压容器的框体116。在图7中，将框体116局部切口进行表示。该框体116的上端与导板117的下表面大致垂直地连接，形成下方开口的形状，开口的边缘部116a例如作为密封部件采用橡胶等弹性体构成。通过上下升降导板117，框体116能够取为在边缘部116a中与基板S的表面接触的状态以及与其分离的状态这两种状态。
在以被框体116包围的方式配置在其内侧的承载器107的下部设置有能够在水平方向滑动的隔板108。如图12所示，该隔板108通过电动机(图中未示)等驱动机构，相对于喷嘴形成面107a平行地滑动移动。通过该隔板108，能够形成喷嘴孔105a与外部气体阻断的关闭状态、以及开放在外部气氛中的开放状态。因此，当将框体116内变成减压状态时，能够密封以使喷嘴孔105a不露出排出空间。
在框体116的侧部设置有向内部导入气体的气体导入部126。该气体导入部126与经由气体供给管129供给例如Ar、N2等吹扫气体的吹扫气体供给源131连接。在气体供给管129的中途设置有质量流量控制器133及其前后的阀门135、137，使得能够以规定的流量经由气体导入部126将吹扫气体导入框体116内。
在与前述气体导入部126对置一侧的框体116的侧部设置有排气口139，该排气口139与配备了图中未示的真空泵的排气装置141连接。在使框体116与基板S接触的状态下，使排气装置141动作，由此能经由排气口139将框体116内减压至规定的减压状态。
在载置台103上埋设有电阻加热器145，通过从加热器电源147供电，能够加热载置台103，并能够加热被载置在其上的基板S。
在器件制造装置200中，根据上述结构，能够对基板S上的预先设定的区域排出液体器件材料，形成例如晶体管等半导体器件。
此外，器件制造装置200中的其它结构与第一实施方式的器件制造装置100相同，因此，对于相同的结构标注相同的符号并且省略其说明。
在采用上述方式构成的器件制造装置200中，例如按照图13所示的顺序制造器件。
首先，将基板S载置在载置台103上，使支承部件113沿着一对导轨111滑动移动至框体116位于基板S上方的位置(步骤S11)。在此状态下，隔板108处于关闭状态，精密排出喷嘴105的喷嘴孔105a与外部气氛阻断。
接着，使框体116下降，使框体116的边缘部116a与基板S的上表面(器件形成面)接触(步骤S12)。然后，使排气装置141动作，对框体116内进行减压排气(步骤S13)。这样，框体116内的排出空间中的水分和氧、以及从在基板S上形成的膜等中挥发的溶剂和化学物质等挥发成分被除去。在这种减压状态下，精密排出喷嘴105被隔板108隔离，因此，精密排出喷嘴105的喷嘴孔105a被保持在大气压状态，能够将弯液面维持在良好的状态。
接着，向被埋设配备在载置台103上的电阻加热器145供电，将基板S加热至规定温度(步骤S14)。此外，该加热工序为任意工序。
接着，在隔离了精密排出喷嘴115的状态下，经由气体导入部126，从吹扫气体供给源131将吹扫气体导入到框体116内，用吹扫气体置换框体116内的气氛，并且，将框体116内的压力恢复到大气压(步骤S15)。
在因导入吹扫气体而使框体116内恢复到大气压状态后，使隔板108滑动至打开状态，解除精密排出喷嘴105的隔离(步骤S16)。接着，一边使承载器7在X方向上往复移动，一边向基板S表面排出半导体器件材料的液滴(步骤S17)。导电体、绝缘体以及半导体的各液体材料作为数微微升～数微升的微小液滴从精密排出喷嘴105排出，因此，能够在基板S上形成细微的器件结构。此外，由于微小液滴向基板S飞扬的排出空间在减压排气后利用吹扫气体进行了气氛置换，因此，液体材料成分不会发生变质，从而能够避免对器件产生的不利影响。
在使用器件制造装置200制作器件的情况下，上述步骤S12～步骤S17的各个工序实施一次即可，但也可以根据所要制作的器件的种类，如图13所示，反复实施步骤S12～步骤S17的各个工序。
在排出结束后，根据需要，向被埋设配备在载置台103上的电阻加热器145供电，将其加热至例如50～100℃左右，对在基板S上所形成的器件实施加热、煅烧(步骤S18)。由此，能够使包含在液体材料中的溶剂、溶媒等成分挥发而将其除去。该步骤S18的加热/煅烧工序是任意工序。
接着，通过图中未示的搬送机构使被载置在载置台103上的基板S移动(步骤S19)。通过以上的步骤S11～步骤S19的一系列工序，在1块基板S上的器件制作结束，无需光刻工序和蚀刻工序以及用于相关工序的设备，能够在基板S的表面制造晶体管和电容器等半导体器件。
在本实施方式中，与第一实施方式同样，能够使精密排出喷嘴105切换为大气压状态和真空状态，因此，不仅能够防止液滴从喷嘴孔105a中漏出，也能在真空中以涂敷方式制造器件。
以上列举了几个实施方式，详细地说明了本发明，但是，本发明并非局限于上述实施方式，可以有各种各样的变形。例如，在上述说明中，列举了作为基板使用FPD用玻璃基板等的矩形大型基板的情况，但本发明也能应用在将硅晶片等半导体基板作为被处理体的情况。
工业实用性
本发明适于在例如晶体管、电容器、TFT元件等各种半导体器件的制造中使用。

Claims (16)

1.一种制造半导体器件的器件制造装置，包括：
载置被处理体的载置台；
向被处理体排出半导体器件材料的液滴的、具有与所述载置台对置设置的液滴排出喷嘴的液滴排出机构；和
隔离所述液滴排出喷嘴而保持为大气压状态的喷嘴隔离机构。
2.根据权利要求1所述的器件制造装置，其特征在于：
所述液滴排出机构具有多个液滴排出喷嘴，所述液滴是导电材料、绝缘材料以及半导体材料的液滴，被分别从各自的所述液滴排出喷嘴排出。
3.一种制造半导体器件的器件制造装置，包括：
容纳用来载置被处理体的载置台的第一容器；
向所述第一容器内供给吹扫气体的气体供给机构；
对所述第一容器内进行减压排气的排气机构；
向被处理体排出半导体器件材料的液滴的、具有与所述载置台对置设置的液滴排出喷嘴的液滴排出机构；和
隔离所述液滴排出喷嘴而保持为大气压状态的第二容器。
4.根据权利要求3所述的器件制造装置，其特征在于：
在利用所述排气机构对所述第一容器内进行了减压排气的状态下，所述第二容器在内部容纳所述液滴排出机构来隔离所述液滴排出喷嘴。
5.根据权利要求3所述的器件制造装置，其特征在于：
在利用所述排气机构对所述第一容器内进行了减压排气的状态下，所述第二容器与所述液滴排出机构中的形成有所述液滴排出喷嘴的喷嘴形成面接触来气密隔离所述液滴排出喷嘴。
6.根据权利要求3所述的器件制造装置，其特征在于：
所述第二容器被容纳在所述第一容器中。
7.根据权利要求3所述的器件制造装置，其特征在于：
还包括使所述液滴排出喷嘴在对被处理体排出液滴的排出位置和不排出液滴的待机位置之间移动的移动机构，
在所述待机位置，利用所述第二容器隔离所述液滴排出喷嘴。
8.根据权利要求3所述的器件制造装置，其特征在于：
所述液滴排出机构具有多个液滴排出喷嘴，所述液滴是导电材料、绝缘材料以及半导体材料的液滴，被分别从各自的所述液滴排出喷嘴中排出。
9.一种制造半导体器件的器件制造装置，包括：
载置被处理体的载置台；
向被处理体排出半导体器件材料的液滴的、具有与所述载置台对置设置的液滴排出喷嘴的液滴排出机构；
具有被设置成能够与被处理体表面接触、分离的开口部，且在内部容纳有所述液滴排出机构的状态下划分使从所述液滴排出喷嘴排出的液滴飞扬的排出空间的容器；
将所述液滴排出喷嘴从所述排出空间隔离的喷嘴隔离单元；
在使所述容器与所述被处理体表面接触的状态下向该容器的内部供给吹扫气体的气体供给机构；
在使所述容器与所述被处理体表面接触的状态下对所述容器内部进行减压排气的排气机构；
用于使所述液滴排出机构与所述载置台相对移动的移动机构。
10.根据权利要求9所述的器件制造装置，其特征在于：
所述液滴排出机构具有多个液滴排出喷嘴，所述液滴是导电材料、绝缘材料以及半导体材料的液滴，被分别从各自的所述液滴排出喷嘴排出。
11.一种使用器件制造装置在被处理体表面制造半导体器件的器件制造方法，所述器件制造装置包括：具有载置被处理体的载置台的第一容器；向所述第一容器内供给吹扫气体的气体供给机构；对所述第一容器内进行减压排气的排气机构；从与所述载置台对置配置的液滴排出喷嘴向被处理体排出半导体器件材料的液滴的液滴排出机构；使所述液滴排出喷嘴在对被处理体排出液滴的排出位置和不排出液滴的待机位置之间移动的移动机构；和在所述待机位置隔离所述液滴排出喷嘴而保持为大气压状态的第二容器，所述方法包括以下工序：
将被处理体搬入所述第一容器内并载置在所述载置台上；
在利用所述第二容器在所述待机位置隔离了所述液滴排出喷嘴的状态下，对所述第一容器的内部进行减压；
从所述气体供给机构向所述第一容器内导入吹扫气体来置换该第一容器内部的气氛并且恢复为大气压状态；
解除所述第二容器对所述液滴排出喷嘴的隔离，使该液滴排出喷嘴移动至所述排出位置向被处理体排出所述液滴。
12.根据权利要求11所述的器件制造方法，其特征在于：
还包括在进行所述气氛置换之前加热所述载置台和所述第一容器的工序。
13.根据权利要求11所述的器件制造方法，其特征在于：
还包括在从所述液滴排出喷嘴排出所述液滴之后煅烧所形成的器件的工序。
14.一种使用器件制造装置在被处理体表面制造半导体器件的器件制造方法，所述器件制造装置包括：载置被处理体的载置台；从与所述载置台对置配置的液滴排出喷嘴向被处理体排出半导体器件材料的液滴的液滴排出机构；具有被设置成能够与被处理体表面接触、分离的开口部、且在内部容纳有所述液滴排出机构的状态下划分使从所述液滴排出喷嘴排出的液滴飞扬的排出空间的容器；将所述液滴排出喷嘴从所述排出空间隔离的喷嘴隔离单元；在使所述容器与所述被处理体表面接触的状态下向该容器的内部供给吹扫气体的气体供给机构；在使所述容器与所述被处理体表面接触的状态下对所述容器的内部进行减压排气的排气机构；使所述液滴排出机构与所述载置台相对移动的移动机构，所述方法包括以下工序：
使所述容器与被处理体相对移动至彼此对置的位置；
使所述容器的所述开口部与被处理体表面接触；
在利用所述隔离单元在所述容器内隔离了所述液滴排出喷嘴的状态下对所述排出空间进行减压；
将吹扫气体从所述气体供给机构导入到所述排出空间来置换该排出空间的气氛，由此恢复为大气压状态；
解除所述隔离单元对所述液滴排出喷嘴的隔离，从该液滴排出喷嘴向被处理体排出液滴。
15.根据权利要求14所述的器件制造方法，其特征在于：
还包括在进行所述气氛置换之前加热所述载置台的工序。
16.根据权利要求14所述的器件制造方法，其特征在于：
还包括在从所述液滴排出喷嘴排出液滴之后煅烧所形成的器件的工序。
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