JP2009021552A - Contact hole forming method, conducting post forming method, wiring pattern forming method, multilayered wiring substrate producing method, and electronic apparatus producing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コンタクトホール形成方法、導電ポスト形成方法、多層配線基板の製造方法及び電子機器製造方法に関するものである。 The present invention relates to a contact hole forming method, a conductive post forming method, a multilayer wiring board manufacturing method, and an electronic device manufacturing method.
液滴吐出法(インクジェット方式)を用いてパターンを形成する場合、液状体の液滴(インク)を吐出し、基板上の所定位置に着弾させることによってパターンを形成している。このように、液滴を吐出して基板に着弾させた場合、基板表面の特性によっては着弾した液滴が濡れ拡がり過ぎたり、分離したりする虞がある。この場合、所望の配線パターンを得ることができないという問題が生じる。 When a pattern is formed by using a droplet discharge method (inkjet method), a pattern is formed by discharging a liquid droplet (ink) and landing on a predetermined position on a substrate. As described above, when droplets are ejected and landed on the substrate, depending on the characteristics of the substrate surface, the landed droplets may spread out too much or be separated. In this case, there arises a problem that a desired wiring pattern cannot be obtained.
そこで、特許文献1には、基板のパターン形成面となる面を撥液加工し、この撥液加工面に光触媒を通過した紫外光レーザビームを照射しながら親液パターン形成を行う技術が開示されている。
また、特許文献2には、パターンを形成する基板上に光触媒を含有した撥水性の下地を塗布した後に、マスクを介して露光することにより、露光部分のみを親水化する技術が開示されている。
Thus, Patent Document 1 discloses a technique for forming a lyophilic pattern by lyophobic processing the surface to be a pattern forming surface of a substrate and irradiating the lyophobic surface with an ultraviolet laser beam that has passed through a photocatalyst. ing.
Patent Document 2 discloses a technique in which only a light-exposed portion is hydrophilized by applying a water-repellent substrate containing a photocatalyst on a substrate on which a pattern is to be formed, and then exposing through a mask. .
ところで、上記の配線パターンを積層して多層配線構造を採る場合、配線パターン同士はコンタクトホールに設けられた導電ポストを介して接続される。この導電ポスト(コンタクトホール)を形成する技術としては、例えば第1配線上の導電ポスト(コンタクトホール)非形成領域に絶縁材料を含む液滴を塗布、硬化させ、絶縁層を形成した後に、導電ポスト形成領域に導電材料を含む液滴を塗布・硬化させる技術が開示されている(例えば特許文献3、4参照)。
しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
特に金属配線では、表面の濡れ性がよいため、コンタクトホール非形成領域(導電ポスト非形成領域)に絶縁材料を含む液滴を塗布した場合に、液滴が濡れ拡がりやすいため、コンタクトホール形成領域(導電ポスト形成領域)を所望の大きさに制御することが困難であるという問題があった。
また、配線パターンの形成については、上記特許文献1、2に記載された技術では、高価な露光機やフォトマスク、レーザ光源を用いるため、コストアップを招くという問題を招いてしまう。また、本来、非パターン面のみに必要な撥液材料を基板全面に塗布するため、省材料という観点からも望ましいものとはいえない。
However, the following problems exist in the conventional technology as described above.
Especially in metal wiring, because the surface wettability is good, when a droplet containing an insulating material is applied to a contact hole non-formation region (non-conducting post formation region), the droplet tends to wet and spread. There is a problem that it is difficult to control the (conductive post forming region) to a desired size.
Further, regarding the formation of the wiring pattern, the techniques described in Patent Documents 1 and 2 use an expensive exposure machine, photomask, and laser light source, which causes a problem of increasing costs. In addition, since a liquid repellent material that is originally necessary only for the non-patterned surface is applied to the entire surface of the substrate, it is not desirable from the viewpoint of material saving.
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、大きさの制御性に優れたコンタクトホール形成方法、導電ポスト形成方法、多層配線基板の製造方法及び電子機器製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and provides a contact hole forming method, a conductive post forming method, a multilayer wiring board manufacturing method, and an electronic device manufacturing method excellent in size controllability. For the purpose.
また、本発明の別の目的は、コストアップを招くことなく良質な上記パターンが形成可能なコンタクトホール形成方法、導電ポスト形成方法、配線パターン形成方法、多層配線基板の製造方法及び電子機器製造方法を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a contact hole forming method, a conductive post forming method, a wiring pattern forming method, a multilayer wiring board manufacturing method, and an electronic device manufacturing method capable of forming the above-mentioned high-quality pattern without increasing the cost. Is to provide.
上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用している。
本発明のコンタクトホール形成方法は、絶縁層に覆われる配線に、前記絶縁層を貫通して接続するためのコンタクトホールを形成する方法であって、前記配線上のコンタクトホール形成領域に、絶縁層形成材料を含む液状体に対して撥液性を有する撥液材料の液滴を塗布して撥液部を形成する工程と、前記撥液部を除いて、前記配線を覆って前記絶縁層形成材料を含む液滴を塗布して絶縁層を形成する工程と、を有することを特徴とするものである。
従って、本発明のコンタクトホール形成方法では、撥液部を除いて、配線を覆って前記絶縁層形成材料を含む液滴を塗布した際に、撥液部の撥液性により前記絶縁層形成材料を含む液滴がはじかれるため、コンタクトホール形成領域は絶縁層形成材料で覆われることが防止され、撥液部の大きさで絶縁層が開口することにより、配線が露出するコンタクトホールを形成することができる。これにより、本発明では、撥液部の大きさに応じた優れた制御性でコンタクトホールを形成することができる。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following configuration.
The contact hole forming method of the present invention is a method of forming a contact hole for connecting through an insulating layer to a wiring covered with an insulating layer, wherein the insulating layer is formed in the contact hole forming region on the wiring. Forming a liquid repellent part by applying a liquid repellent material droplet having a liquid repellent property to a liquid containing a forming material; and forming the insulating layer so as to cover the wiring except the liquid repellent part And a step of applying a droplet containing a material to form an insulating layer.
Accordingly, in the contact hole forming method of the present invention, when the liquid droplet containing the insulating layer forming material is applied so as to cover the wiring except for the liquid repellent portion, the insulating layer forming material is applied due to the liquid repellency of the liquid repellent portion. Therefore, the contact hole forming region is prevented from being covered with the insulating layer forming material, and the insulating layer is opened with the size of the liquid repellent portion, thereby forming a contact hole in which the wiring is exposed. be able to. Thereby, in this invention, a contact hole can be formed with the outstanding controllability according to the magnitude | size of the liquid repellent part.
また、本発明では、前記コンタクトホールの直径を前記撥液性液滴の吐出量で調整する手順も好適に採用できる。
これにより、本発明では、前記撥液性液滴の吐出量、または各液滴の吐出量が一定の場合には吐出液滴数を調整することにより、容易にコンタクトホールの直径を制御することが可能になる。
In the present invention, a procedure for adjusting the diameter of the contact hole by the discharge amount of the liquid repellent droplets can also be suitably employed.
Accordingly, in the present invention, the diameter of the contact hole can be easily controlled by adjusting the discharge amount of the liquid repellent droplets or the number of discharged droplets when the discharge amount of each droplet is constant. Is possible.
また、本発明では、酸素プラズマ処理により、コンタクトホール形成領域の前記撥液部を除去する手順を採用できる。
この場合、酸素プラズマ処理時間またはUV照射処理時間を調整することにより、撥液部における撥液性(絶縁層形成材料を含む液状体に対する接触角)を制御することができる。
In the present invention, a procedure for removing the liquid repellent portion in the contact hole formation region by oxygen plasma treatment can be employed.
In this case, by adjusting the oxygen plasma treatment time or the UV irradiation treatment time, the liquid repellency (contact angle with respect to the liquid material including the insulating layer forming material) in the liquid repellent part can be controlled.
前記撥液材料としては、シラン化合物及びフルオロアルキル基を有する化合物の少なくとも一方を含む構成を採用できる。この場合、前記シラン化合物としては、自己組織化膜である構成を採用できる。
また、前記撥液部としては、前記基板の表面に前記フルオロアルキル基を有する化合物からなる自己組織化膜によって形成される構成も採用できる。
さらに、前記撥液材料としては、フッ素化合物を含む構成も採用できる。
As said liquid repellent material, the structure containing at least one of a silane compound and a compound which has a fluoroalkyl group is employable. In this case, as the silane compound, a structure that is a self-assembled film can be employed.
In addition, the liquid repellent portion may be formed by a self-assembled film made of a compound having the fluoroalkyl group on the surface of the substrate.
Furthermore, as the liquid repellent material, a configuration containing a fluorine compound can also be employed.
また、本発明では、配線形成材料を含む液滴に対して親液性を有する配線形成面の非配線形成領域に、前記配線形成材料を含む液状体に対して撥液性を有する第2撥液材料の液滴を塗布して配線用撥液部を形成する工程と、前記配線用撥液部の間の親液部に前記配線形成材料を含む液滴を塗布して前記配線を形成する工程とを有する手順も好適に採用できる。
これにより、本発明では、親液性を有する配線形成面に配線形成材料を含む液滴を塗布することにより、配線用撥液部にはじかれた配線形成材料を含む液状体を、親液部の配置(すなわち配線用撥液部の配置)に応じた配線を配線形成面に高精度に形成することができる。また、本発明では、第2撥液材料を含む液滴を塗布することにより配線用撥液部をパターニング形成するため、高価な露光機やフォトマスク、レーザ光源等を用いる必要がなくなり、コストアップを防止することが可能である。
In the present invention, the second repellent liquid repellent property of the liquid containing the wiring forming material is provided in the non-wiring forming region of the wiring forming surface that is lyophilic with respect to the liquid containing the wiring forming material. Forming a wiring liquid-repellent portion by applying a liquid material droplet; and applying the liquid-containing material-containing liquid droplet to the lyophilic portion between the wiring liquid-repellent portions to form the wiring. A procedure having a process can also be suitably employed.
Thus, in the present invention, the liquid containing the wiring forming material repelled by the wiring liquid-repellent portion is applied to the lyophilic portion by applying a droplet containing the wiring forming material to the wiring forming surface having lyophilicity. The wiring according to the arrangement (that is, the arrangement of the liquid repellent part for wiring) can be formed on the wiring forming surface with high accuracy. Further, in the present invention, the liquid repellent part for wiring is patterned by applying droplets containing the second liquid repellent material, which eliminates the need to use an expensive exposure machine, photomask, laser light source, etc. Can be prevented.
また、本発明の導電ポスト形成方法は、絶縁層に覆われる配線に、前記絶縁層を貫通して接続する導電ポストを形成する方法であって、先に記載のコンタクトホール形成方法により、コンタクトホールを形成する工程と、形成されたコンタクトホールに導電材料を含む液滴を塗布して導電ポストを形成する工程とを有することを特徴とするものである。
従って、本発明の導電ポスト形成方法では、撥液部が形成された配線を覆って前記絶縁層形成材料を含む液滴を塗布した際に、撥液部の撥液性により前記絶縁層形成材料を含む液滴がはじかれるため、導電ポスト形成領域は絶縁層形成材料で覆われることが防止され、撥液部の大きさで絶縁層が開口することにより、配線が露出するコンタクトホールを形成することができる。そして、導電材料を含む液滴を塗布することにより、配線に接続し絶縁層を貫通する導電ポストを形成することができる。
これにより、本発明では、撥液部の大きさに応じた優れた制御性で導電ポストを形成することができる。
Further, the conductive post forming method of the present invention is a method of forming a conductive post that is connected to the wiring covered by the insulating layer through the insulating layer, and the contact hole forming method is performed by the contact hole forming method described above. And a step of applying a droplet containing a conductive material to the formed contact hole to form a conductive post.
Therefore, in the conductive post forming method of the present invention, when the liquid droplet containing the insulating layer forming material is applied so as to cover the wiring in which the liquid repellent portion is formed, the insulating layer forming material is formed by the liquid repellency of the liquid repellent portion. Therefore, the conductive post forming region is prevented from being covered with the insulating layer forming material, and the insulating layer is opened with the size of the liquid repellent portion, thereby forming a contact hole exposing the wiring. be able to. Then, by applying a droplet containing a conductive material, a conductive post connected to the wiring and penetrating the insulating layer can be formed.
Thereby, in this invention, a conductive post can be formed with the outstanding controllability according to the magnitude | size of the liquid repelling part.
また、本発明では、前記撥液部にエネルギー光を照射する工程を有する手順も好適に採用できる。
これにより、本発明では、絶縁層を硬化させるとともに、撥液部の撥液性を低下させた後に、導電材料を含む液滴を塗布することにより、配線に接続し絶縁層を貫通する導電ポストを形成することができる。
Moreover, in this invention, the procedure which has the process of irradiating energy light to the said liquid repellent part can also be employ | adopted suitably.
As a result, in the present invention, after the insulating layer is cured and the liquid repellency of the liquid repellent portion is lowered, the conductive post that connects to the wiring and penetrates the insulating layer is applied by applying a droplet containing a conductive material. Can be formed.
また、本発明では、少なくとも前記撥液部と前記導電ポストとを加熱して、前記配線と前記導電ポストとを溶着させる工程を有する手順も好適に採用できる。
これにより、本発明では、撥液部により配線と導電ポストとの導通を阻害されることなく、確実に配線と導電ポストとを電気的に接続することが可能になる。
Moreover, in this invention, the procedure which heats at least the said liquid-repellent part and the said conductive post, and has the process of welding the said wiring and the said conductive post can also be employ | adopted suitably.
Thereby, in this invention, it becomes possible to electrically connect a wiring and a conductive post reliably, without preventing conduction | electrical_connection between a wiring and a conductive post by a liquid repellent part.
そして、本発明の配線パターン形成方法は、絶縁層に覆われる配線に、前記絶縁層を貫通するコンタクトホールを介して接続する第2配線を形成する配線パターン形成方法であって、先に記載のコンタクトホール形成方法により、コンタクトホールを形成する工程と、前記絶縁層を硬化させる工程と、前記撥液部及び前記絶縁層にエネルギー光を照射する工程と、前記絶縁層上及び前記コンタクトホールに跨って、前記第2配線を形成する工程とを有することを特徴とするものである。
これにより、本発明では、撥液部の大きさで開口する絶縁層を硬化させた後に、撥液部及び絶縁層にエネルギー光を照射することにより、これらに親液性を付与することができる。そして、親液性を付与された撥液部及び絶縁層に跨って第2配線を形成することにより、大きさが規定されたコンタクトホールを介して配線と接続される第2配線を形成することができる。
The wiring pattern forming method of the present invention is a wiring pattern forming method for forming a second wiring connected to a wiring covered with an insulating layer through a contact hole penetrating the insulating layer, A contact hole forming method, a step of forming a contact hole, a step of curing the insulating layer, a step of irradiating the liquid repellent portion and the insulating layer with energy light, and straddling the insulating layer and straddling the contact hole. And a step of forming the second wiring.
Thereby, in this invention, after hardening the insulating layer opened by the magnitude | size of a liquid repellent part, lyophilicity can be provided to these by irradiating energy light to a liquid repellent part and an insulating layer. . Then, by forming the second wiring across the lyophobic portion having the lyophilic property and the insulating layer, the second wiring connected to the wiring through the contact hole having a prescribed size is formed. Can do.
上記の配線パターン形成方法においては、前記絶縁層上及び前記コンタクトホールに跨る第2配線形成領域に、導電材料を含む液滴を塗布して前記第2配線を形成する手順も好適に採用できる。
これにより、本発明では、液滴吐出方式で前記絶縁層上及び前記コンタクトホールに跨る第2配線形成領域に導電材料を含む液滴を塗布することにより、大きさが規定されたコンタクトホールに塗布された導電性材料を介して配線と第2配線とを接続させることができる。
In the above wiring pattern forming method, a procedure for forming the second wiring by applying a droplet containing a conductive material on the insulating layer and the second wiring forming region straddling the contact hole can be suitably employed.
Accordingly, in the present invention, the droplet containing the conductive material is applied on the insulating layer and the second wiring forming region straddling the contact hole by a droplet discharge method, thereby applying the droplet to the contact hole whose size is defined. The wiring and the second wiring can be connected through the conductive material formed.
また、上記の配線パターン形成方法においては、前記絶縁層上及び前記コンタクトホールに跨る第2配線形成領域に、めっき用触媒材料を含む液滴を塗布してめっき用触媒層を形成する工程と、めっき処理により前記めっき用触媒層上に前記第2配線を形成する工程とを有する手順も好適に採用できる。
これにより、本発明では、液滴吐出方式で前記絶縁層上及び前記コンタクトホールに跨る第2配線形成領域にめっき用触媒層を形成した後にめっき処理することにより、このめっき用触媒層上に第2配線を析出させることができ、大きさが規定されたコンタクトホールに塗布された導電性材料を介して配線と接続された緻密で導電性に優れた第2配線を形成することができる。
In the wiring pattern forming method, a step of forming a plating catalyst layer by applying droplets containing a plating catalyst material on the insulating layer and the second wiring formation region straddling the contact hole; A procedure including a step of forming the second wiring on the plating catalyst layer by a plating treatment can also be suitably employed.
Accordingly, in the present invention, the plating catalyst layer is formed on the insulating layer and the second wiring formation region straddling the contact hole by the droplet discharge method, and then the plating treatment is performed on the plating catalyst layer. Two wirings can be deposited, and a dense and highly conductive second wiring connected to the wiring via a conductive material applied to a contact hole having a prescribed size can be formed.
一方、本発明の多層配線基板の製造方法は、絶縁層を介して第1配線及び第2配線が積層され、前記第1配線と前記第2配線とがコンタクトホールを介して接続される多層配線基板の製造方法であって、前記コンタクトホールを先に記載のコンタクトホール形成方法により形成することを特徴とするものである。
従って、本発明の多層配線基板の製造方法では、優れた制御性でコンタクトホールの大きさが設定された高品質の多層配線基板を製造することができる。
On the other hand, in the method for manufacturing a multilayer wiring board according to the present invention, the first wiring and the second wiring are laminated via an insulating layer, and the first wiring and the second wiring are connected via a contact hole. A method of manufacturing a substrate, wherein the contact hole is formed by the contact hole forming method described above.
Therefore, according to the method for manufacturing a multilayer wiring board of the present invention, it is possible to manufacture a high-quality multilayer wiring board having a contact hole size set with excellent controllability.
そして、本発明の電気光学装置製造方法は、先に記載の多層配線基板の製造方法を用いることを特徴とするものである。
また、本発明の電子機器製造方法は、先に記載の多層配線基板の製造方法を用いることを特徴とするものである。
従って、本発明では、高品質の多層配線基板を有することで、高品質の電気光学装置及び電子機器を製造することが可能になる。
The electro-optical device manufacturing method of the present invention is characterized by using the above-described method for manufacturing a multilayer wiring board.
The electronic device manufacturing method of the present invention is characterized in that the above-described manufacturing method of a multilayer wiring board is used.
Accordingly, in the present invention, it is possible to manufacture a high-quality electro-optical device and electronic equipment by having a high-quality multilayer wiring board.
以下、本発明のコンタクトホール形成方法、導電ポスト形成方法、配線パターン形成方法、多層配線基板の製造方法、及び電気光学装置製造方法並びに電子機器製造方法の実施の形態を、図1乃至図16を参照して説明する。
なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
Embodiments of a contact hole forming method, a conductive post forming method, a wiring pattern forming method, a multilayer wiring board manufacturing method, an electro-optical device manufacturing method, and an electronic device manufacturing method according to the present invention will be described below with reference to FIGS. The description will be given with reference.
In each drawing used for the following description, the scale of each member is appropriately changed to make each member a recognizable size.
(液滴吐出装置)
まず、本実施形態に係るパターン形成方法に用いる液滴吐出装置について説明する。
図1は、液滴吐出装置の概略的な構成図である。
液滴吐出装置(インクジェット装置)IJは、液滴吐出ヘッドから基板Pに対して液滴を吐出(滴下)するものであって、液滴吐出ヘッド301と、X方向駆動軸304と、Y方向ガイド軸305と、制御装置CONTと、ステージ307と、クリーニング機構308と、基台309と、ヒータ315とを備えている。ステージ307は、この液滴吐出装置IJによりインク(液体材料)を設けられる基板Pを支持するものであって、基板Pを基準位置に固定する不図示の固定機構を備えている。
(Droplet discharge device)
First, a droplet discharge device used in the pattern forming method according to the present embodiment will be described.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a droplet discharge device.
The droplet discharge device (inkjet device) IJ discharges (drops) droplets from the droplet discharge head onto the substrate P. The
液滴吐出ヘッド301は、複数の吐出ノズルを備えたマルチノズルタイプの液滴吐出ヘッドであり、長手方向とX軸方向とを一致させている。複数の吐出ノズルは、液滴吐出ヘッド301の下面にX軸方向に並んで一定間隔で設けられている。液滴吐出ヘッド301の吐出ノズルからは、ステージ307に支持されている基板Pに対して、上述した導電性微粒子を含むインクが吐出される。
The
X方向駆動軸304には、X方向駆動モータ302が接続されている。X方向駆動モータ302はステッピングモータ等であり、制御装置CONTからX方向の駆動信号が供給されると、X方向駆動軸304を回転させる。X方向駆動軸304が回転すると、液滴吐出ヘッド301はX軸方向に移動する。
Y方向ガイド軸305は、基台309に対して動かないように固定されている。ステージ307は、Y方向駆動モータ303を備えている。Y方向駆動モータ303はステッピングモータ等であり、制御装置CONTからY方向の駆動信号が供給されると、ステージ307をY方向に移動する。
An X direction drive
The Y-
制御装置CONTは、液滴吐出ヘッド301に液滴の吐出制御用の電圧を供給する。また、X方向駆動モータ302に液滴吐出ヘッド301のX方向の移動を制御する駆動パルス信号を、Y方向駆動モータ303にステージ307のY方向の移動を制御する駆動パルス信号を供給する。
クリーニング機構308は、液滴吐出ヘッド301をクリーニングするものである。クリーニング機構308には、図示しないY方向の駆動モータが備えられている。このY方向の駆動モータの駆動により、クリーニング機構は、Y方向ガイド軸305に沿って移動する。クリーニング機構308の移動も制御装置CONTにより制御される。
ヒータ315は、ここではランプアニールにより基板Pを熱処理する手段であり、基板P上に塗布された液体材料に含まれる溶媒の蒸発及び乾燥を行う。このヒータ315の電源の投入及び遮断も制御装置CONTにより制御される。
The control device CONT supplies a droplet discharge control voltage to the
The
Here, the
液滴吐出装置IJは、液滴吐出ヘッド301と基板Pを支持するステージ307とを相対的に走査しつつ基板Pに対して液滴を吐出する。ここで、以下の説明において、X方向を非走査方向、X方向と直交するY方向を走査方向とする。
したがって、液滴吐出ヘッド301の吐出ノズルは、非走査方向であるX方向に一定間隔で並んで設けられている。なお、図1では、液滴吐出ヘッド301は、基板Pの進行方向に対し直角に配置されているが、液滴吐出ヘッド301の角度を調整し、基板Pの進行方向に対して交差させるようにしてもよい。このようにすれば、液滴吐出ヘッド301の角度を調整することで、ノズル間のピッチを調節することが出来る。また、基板Pとノズル面との距離を任意に調節することが出来るようにしてもよい。
The droplet discharge device IJ discharges droplets onto the substrate P while relatively scanning the
Therefore, the discharge nozzles of the
図2は、液滴吐出ヘッド301の断面図である。
液滴吐出ヘッド301には、液体材料(配線用インク等)を収容する液体室321に隣接してピエゾ素子322が設置されている。液体室321には、液体材料を収容する材料タンクを含む液体材料供給系323を介して液体材料が供給される。
ピエゾ素子322は駆動回路324に接続されており、この駆動回路324を介してピエゾ素子322に電圧を印加し、ピエゾ素子322を変形させることにより、液体室321が変形し、ノズル325から液体材料が吐出される。
この場合、印加電圧の値を変化させることにより、ピエゾ素子322の歪み量が制御される。また、印加電圧の周波数を変化させることにより、ピエゾ素子322の歪み速度が制御される。ピエゾ方式による液滴吐出は材料に熱を加えないため、材料の組成に影響を与えにくいという利点を有する。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the
The
The
In this case, the amount of distortion of the
なお、液滴吐出法の吐出技術としては、上記の電気機械変換式の他に、帯電制御方式、加圧振動方式、電気熱変換方式、静電吸引方式などが挙げられる。帯電制御方式は、材料に帯電電極で電荷を付与し、偏向電極で材料の飛翔方向を制御してノズルから吐出させるものである。また、加圧振動方式は、材料に例えば30kg/cm2程度の超高圧を印加してノズル先端側に材料を吐出させるものであり、制御電圧をかけない場合には材料が直進してノズルから吐出され、制御電圧をかけると材料間に静電的な反発が起こり、材料が飛散してノズルから吐出されない。 In addition to the electromechanical conversion method, the droplet discharge method includes a charge control method, a pressure vibration method, an electrothermal conversion method, an electrostatic suction method, and the like. In the charge control method, a charge is applied to a material by a charging electrode, and the flight direction of the material is controlled by a deflection electrode and discharged from a nozzle. In addition, the pressure vibration method is a method in which an ultra-high pressure of, for example, about 30 kg / cm 2 is applied to the material and the material is discharged to the nozzle tip side. When no control voltage is applied, the material moves straight from the nozzle. When discharged and a control voltage is applied, electrostatic repulsion occurs between the materials, and the materials are scattered and are not discharged from the nozzle.
また、電気熱変換方式は、材料を貯留した空間内に設けたヒータにより、材料を急激に気化させてバブル(泡)を発生させ、バブルの圧力によって空間内の材料を吐出させるものである。静電吸引方式は、材料を貯留した空間内に微小圧力を加え、ノズルに材料のメニスカスを形成し、この状態で静電引力を加えてから材料を引き出すものである。また、この他に、電場による流体の粘性変化を利用する方式や、放電火花で飛ばす方式などの技術も適用可能である。液滴吐出法は、材料の使用に無駄が少なく、しかも所望の位置に所望の量の材料を的確に配置できるという利点を有する。なお、液滴吐出法により吐出される液状材料(流動体)の一滴の量は、例えば1〜300ナノグラムである。 In the electrothermal conversion method, a material is rapidly vaporized by a heater provided in a space in which the material is stored to generate bubbles, and the material in the space is discharged by the pressure of the bubbles. In the electrostatic attraction method, a minute pressure is applied in a space in which the material is stored, a meniscus of the material is formed on the nozzle, and an electrostatic attractive force is applied in this state before the material is drawn out. In addition to this, techniques such as a system that uses a change in the viscosity of a fluid due to an electric field and a system that uses a discharge spark are also applicable. The droplet discharge method has an advantage that the use of the material is less wasteful and a desired amount of the material can be accurately disposed at a desired position. The amount of one drop of the liquid material (fluid) discharged by the droplet discharge method is, for example, 1 to 300 nanograms.
続いて、上記の液滴吐出装置IJを用いてコンタクトホール及び導電ポストを形成する方法について、図3乃至図9を参照して説明する。
ここでは、図3に示すように、配線が複数層に亘って形成される多層配線基板を製造する場合について説明する。
Next, a method for forming contact holes and conductive posts using the above-described droplet discharge device IJ will be described with reference to FIGS.
Here, as shown in FIG. 3, the case where a multilayer wiring board in which wiring is formed over a plurality of layers is manufactured will be described.
図3に示す多層配線基板CBは、少なくとも表面Paが親液部として親液性を有する基板P上に配線パターン(配線、第1配線)W1が形成され、この配線パターンW1を覆うアクリル等により形成された絶縁層Z1上に配線パターン(配線、第2配線)W2が形成された構成となっている。配線パターンW1、W2は絶縁層Z1を貫通するコンタクトホールCHに設けられた導電ポストDPによって電気的に接続されている。なお、配線パターンW2は絶縁層Z2で覆われて、さらに多層に積層された配線パターンと導通ポストで接続されるが、ここでは絶縁層Z2以降の層については説明を省略する。 In the multilayer wiring board CB shown in FIG. 3, a wiring pattern (wiring, first wiring) W1 is formed on a substrate P having at least a surface Pa as a lyophilic portion and having lyophilic properties, and acrylic or the like covers the wiring pattern W1. A wiring pattern (wiring, second wiring) W2 is formed on the formed insulating layer Z1. The wiring patterns W1, W2 are electrically connected by a conductive post DP provided in a contact hole CH that penetrates the insulating layer Z1. Note that the wiring pattern W2 is covered with the insulating layer Z2 and is connected to the wiring patterns stacked in multiple layers by the conductive posts, but the description of the layers after the insulating layer Z2 is omitted here.
基板Pとしては、ガラス、石英ガラス、Siウエハ、プラスチックフィルム、金属板、ポリイミドなど各種の材料を用いることができる。また、これら各種の素材基板の表面に半導体膜、金属膜、誘電体膜、有機膜などが下地層として形成されたものも含む。 As the substrate P, various materials such as glass, quartz glass, Si wafer, plastic film, metal plate, and polyimide can be used. Also included are those in which a semiconductor film, a metal film, a dielectric film, an organic film or the like is formed as a base layer on the surface of these various material substrates.
まず、基板P上に配線パターンW1を形成する方法について説明する。
ここでは、図4(a)、(b)に示すように、筋状に複数(ここでは3箇所)の撥液部Hが互いに隙間をあけて設けられ、これら撥液部Hの間に導電性の配線パターンW1を形成する場合について説明する。なお、ここで記載する撥液部とは、導電性材料を含む液滴(以下、パターン用液滴と称する)に対する接触角が所定値以上となる領域を示し、親液部とは導電性材料を含む液滴に対する接触角が所定値以下となる領域を示している。
また、この配線パターンW1は、上述した配線パターン用のインク液滴を基板P上に塗布することにより形成されるものであり、表面処理工程、撥液部形成工程、材料配置工程及び熱処理/光処理工程から概略構成される。
以下、各工程毎に詳細に説明する。
First, a method for forming the wiring pattern W1 on the substrate P will be described.
Here, as shown in FIGS. 4A and 4B, a plurality of (in this case, three) liquid-repellent portions H are provided in a streak-like manner with gaps between each other, and a conductive material is provided between these liquid-repellent portions H. A case of forming the conductive wiring pattern W1 will be described. The liquid repellent portion described here indicates a region where the contact angle with respect to a droplet containing a conductive material (hereinafter referred to as a pattern droplet) is a predetermined value or more, and the lyophilic portion is a conductive material. The area | region where the contact angle with respect to the droplet containing is below a predetermined value is shown.
The wiring pattern W1 is formed by applying the above-described wiring pattern ink droplets onto the substrate P, and includes a surface treatment process, a liquid repellent part forming process, a material arranging process, and a heat treatment / light. It consists roughly of processing steps.
Hereinafter, each process will be described in detail.
(表面処理工程)
表面処理工程では、基板Pの表面Paに対して洗浄処理を行うことにより、親液性を高める処理を実施する。
例えば、基板Pがガラス基板の場合、その表面は配線パターン形成材料(インク)に対して親液性を有しているが、この表面処理によりさらに親液性を高める。
(Surface treatment process)
In the surface treatment process, the surface Pa of the substrate P is subjected to a cleaning process to improve the lyophilicity.
For example, when the substrate P is a glass substrate, the surface thereof is lyophilic with respect to the wiring pattern forming material (ink), but the lyophilicity is further enhanced by this surface treatment.
具体的には、表面処理工程では、洗浄処理として、UVエキシマ洗浄、低圧水銀灯洗浄、O2プラズマ洗浄、HFや硫酸等を用いた酸洗浄、アルカリ洗浄、超音波洗浄、メガソニック洗浄、コロナ処理、グロー洗浄、スクラブ洗浄、オゾン洗浄、水素水洗浄、マイクロバブル洗浄、フッ素系洗浄等を実施する。 Specifically, in the surface treatment process, UV excimer cleaning, low pressure mercury lamp cleaning, O 2 plasma cleaning, acid cleaning using HF, sulfuric acid, etc., alkali cleaning, ultrasonic cleaning, megasonic cleaning, corona processing Glow cleaning, scrub cleaning, ozone cleaning, hydrogen water cleaning, microbubble cleaning, fluorine cleaning, etc. are performed.
ここで、表面(親液部)Paのパターン用液滴に対する接触角が25度を超えるとバルジ(液滴溜まり)が発生しやすくなり、また20度以下であればバルジは生じない。そこで、本実施形態では、洗浄処理条件を調整することにより、基板表面Paのパターン用液滴に対する接触角を20度以下とする。
具体的には、洗浄処理が、例えばUVエキシマ洗浄の場合にはUV光(紫外光)の照射時間、強度、波長、熱処理(加熱)との組み合わせ等によって調整することができ、また、洗浄処理が例えばO2プラズマ洗浄の場合には、プラズマ処理時間を調整することにより、親液性(接触角)を調整することができる。この洗浄処理により、表面Paに有機物等の異物が付着していた場合でも、表面Paから除去することが可能になり、清浄度及び親液性を維持することができる。
Here, when the contact angle of the surface (lyophilic part) Pa to the pattern droplet exceeds 25 degrees, bulge (droplet accumulation) is likely to occur, and when it is 20 degrees or less, no bulge occurs. Therefore, in this embodiment, the contact angle with respect to the pattern droplets on the substrate surface Pa is set to 20 degrees or less by adjusting the cleaning process conditions.
Specifically, for example, in the case of UV excimer cleaning, the cleaning process can be adjusted by a combination of irradiation time, intensity, wavelength, heat treatment (heating) of UV light (ultraviolet light), etc. For example, in the case of O 2 plasma cleaning, the lyophilicity (contact angle) can be adjusted by adjusting the plasma treatment time. By this cleaning treatment, even when a foreign matter such as an organic substance adheres to the surface Pa, it can be removed from the surface Pa, and the cleanliness and lyophilicity can be maintained.
(撥液部形成工程)
続いて、洗浄処理(親液化処理)が行われた基板Pの表面(配線形成面)Paの所定領域(パターンW1の形成する領域の周囲;非配線領域)に撥液部(配線用撥液部)Hを形成する。
具体的には、上述した液滴吐出装置IJを用い液滴吐出ヘッド301からパターン用液滴に対して撥液性を有する材料(第2撥液材料)を含む液状体の液滴(以下、撥液性液滴と称する)を吐出して、基板P上の所定領域に塗布する。
(Liquid repellent part forming step)
Subsequently, a liquid repellent portion (liquid repellent for wiring) is formed in a predetermined region (around the region where the pattern W1 is formed; non-wiring region) on the surface (wiring forming surface) Pa of the substrate P subjected to the cleaning processing (lyophilic processing). Part) H is formed.
Specifically, a liquid droplet (hereinafter referred to as a liquid droplet) containing a material (second liquid repellent material) having liquid repellency from the
撥液性を有する材料としては、シラン化合物、フルオロアルキル基を有する化合物、フッ素樹脂(フッ素を含む樹脂)、及びこれらの混合物を用いることができる。
シラン化合物としては、(A)一般式(1)
R1Si X1 mX2 (3−m) …(1)
(式中、R1 は有機基を表し、X1 およびX2は−OR2 、−R2、−Clを表し、R2 は炭素数1〜4のアルキル基を表し、mは1から3の整数である。)で表される1種又は2種以上のシラン化合物(成分A)を用いることができる。
As the material having liquid repellency, a silane compound, a compound having a fluoroalkyl group, a fluororesin (a resin containing fluorine), and a mixture thereof can be used.
As a silane compound, (A) General formula (1)
R1Si X1 mX2 (3-m)... (1)
(Where R1 Represents an organic group, X1 And X2Is -OR2 , -R2, -Cl, R2 Represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and m is an integer of 1 to 3. 1 type, or 2 or more types of silane compounds (component A) can be used.
一般式(1)で表されるシラン化合物は、シラン原子に有機基が置換し、残りの結合手にアルコキシ基またはアルキル基または塩素基が置換したものである。有機基R1の例としては、例えば、フェニル基、ベンジル基、フェネチル基、ヒドロキシフェニル基、クロロフェニル基、アミノフェニル基、ナフチル基、アンスレニル基、ピレニル基、チエニル基、ピロリル基、シクロヘキシル基、シクロヘキセニル基、シクロペンチル基、シクロペンテニル基、ピリジニル基、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、オクタデシル基、n−オクチル基、クロロメチル基、メトキシエチル基、ヒドロキシエチル基、アミノエチル基、シアノ基、メルカプトプロピル基、ビニル基、アリル基、アクリロキシエチル基、メタクリロキシエチル基、グリシドキシプロピル基、アセトキシ基等を例示できる。
X1のアルコキシ基や塩素基、Si−O−Si結合等を形成するための官能基であり、水により加水分解されてアルコールや酸として脱離する。アルコキシ基としては例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基等を挙げることができる。
R2の炭素数は脱離するアルコールの分子量が比較的小さく、除去が容易であり形成される膜の緻密性の低下を抑制できるという観点から、1〜4の範囲であることが好ましい。
In the silane compound represented by the general formula (1), an organic group is substituted on the silane atom, and an alkoxy group, an alkyl group, or a chlorine group is substituted on the remaining bonds. Examples of the organic group R 1 include, for example, phenyl group, benzyl group, phenethyl group, hydroxyphenyl group, chlorophenyl group, aminophenyl group, naphthyl group, anthrenyl group, pyrenyl group, thienyl group, pyrrolyl group, cyclohexyl group, cyclohexane Hexenyl, cyclopentyl, cyclopentenyl, pyridinyl, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, octadecyl, n- Octyl group, chloromethyl group, methoxyethyl group, hydroxyethyl group, aminoethyl group, cyano group, mercaptopropyl group, vinyl group, allyl group, acryloxyethyl group, methacryloxyethyl group, glycidoxypropyl group, acetoxy group Etc. can be illustrated.
X 1 is a functional group for forming an alkoxy group, a chlorine group, a Si—O—Si bond, or the like, and is hydrolyzed by water to be removed as an alcohol or an acid. Examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an isopropoxy group, an n-butoxy group, an isobutoxy group, a sec-butoxy group, and a tert-butoxy group.
The number of carbon atoms of R 2 is preferably in the range of 1 to 4 from the viewpoint that the molecular weight of the alcohol to be desorbed is relatively small, can be easily removed, and the deterioration of the denseness of the formed film can be suppressed.
一般式(I)で表されるシラン化合物としては、ジメチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、1−プロペニルメチルジクロロシラン、プロピルジメチルクロロシラン、プロピルメチルジクロロシラン、プロピルトリクロロシラン、プロピルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、スチリルエチルトリメトキシシラン、テトラデシルトリクロロシラン、3−チオシアネートプロピルトリエトキシシラン、p−トリルジメチルクロロシラン、p−トリルメチルジクロロシラン、p−トリルトリクロロシラン、p−トリルトリメトキシシラン、p−トリルトリエトキシシラン、ジ−n−プロピルジ−n−プロポキシシラン、ジイソプロピルジイソプロポキシシラン、ジ−n−ブチルジ−n−ブチロキシシラン、ジ−sec−ブチルジ−sec−ブチロキシシラン、ジ−t−ブチルジ−t−ブチロキシシラン、オクタデシルトリクロロシラン、オクタデシルメチルジエトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン(ODS)、オクタデシルジメチルクロロシラン、オクタデシルメチルジクロロシラン、オクタデシルメトキシジクロロシラン、7−オクテニルジメチルクロロシラン、7−オクテニルトリクロロシラン、7−オクテニルトリメトキシシラン、オクチルメチルジクロロシラン、オクチルジメチルクロロシラン、オクチルトリクロロシラン、10−ウンデセニルジメチルクロロシラン、ウンデシルトリクロロシラン、ビニルジメチルクロロシラン、メチルオクタデシルジメトキシシラン、メチルドデシルジエトキシシラン、メチルオクタデシルジメトキシシラン、メチルオクタデシルジエトキシシラン、n−オクチルメチルジメトキシシラン、n−オクチルメチルジエトキシシラン、トリアコンチルジメチルクロロシラン、トリアコンチルトリクロロシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリ−n−プロポキシシラン、メチルイソプロポキシシラン、メチル−n−ブチロキシシラン、メチルトリ−sec−ブチロキシシラン、メチルトリ−t−ブチロキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリ−n−プロポキシシラン、エチルイソプロポキシシラン、エチル−n−ブチロキシシラン、エチルトリ−sec−ブチロキシシラン、エチルトリ−t−ブチロキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキサデシルトリメトキシシラン、n−オクチルトリメトキシシラン、n−ドデシルトリメトキシシラン、n−オクタデシルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、n−ヘキシルトリエトキシシラン、ヘキサデシルトリエトキシシラン、n−オクチルトリエトキシシラン、n−ドデシルトリメトキシシラン、n−オクタデシルトリエトキシシラン、2−〔2−(トリクロロシリル)エチル〕ピリジン、4−〔2−(トリクロロシリル)エチル〕ピリジン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、1,3−(トリクロロシリルメチル)ヘプタコサン、ジベンジルジメトキシシラン、ジベンジルジエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、フェニルジメチルメトキシシラン、フェニルジメトキシシラン、フェニルジエトキシシラン、フェニルメチルジエトキシシラン、フェニルジメチルエトキシシラン、ベンジルトリエトキシシラン、ベンジルトリメトキシシラン、ベンジルメチルジメトキシシラン、ベンジルジメチルメトキシシラン、ベンジルジメトキシシラン、ベンジルジエトキシシラン、ベンジルメチルジエトキシシラン、ベンジルジメチルエトキシシラン、ベンジルトリエトキシシラン、ジベンジルジメトキシシラン、ジベンジルジエトキシシラン、3−アセトキシプロピルトリメトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、4−アミノブチルトリエトキシシラン、(アミノエチルアミノメチル)フェネチルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、6−(アミノヘキシルアミノプロピル)トリメトキシシラン、p−アミノフェニルトリメトキシシラン、p−アミノフェニルエトキシシラン、m−アミノフェニルトリメトキシシラン、m−アミノフェニルエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシシラン、ω−アミノウンデシルトリメトキシシラン、アミルトリエトキシシラン、ベンゾオキサシレピンジメチルエステル、5−(ビシクロヘプテニル)トリエトキシシラン、ビス(2−ヒドロキシエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、8−ブロモオクチルトリメトキシシラン、ブロモフェニルトリメトキシシラン、3−ブロモプロピルトリメトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、2−クロロメチルトリエトキシシラン、クロロメチルメチルジエトキシシラン、クロロメチルメチルジイソプロポキシラン、p−(クロロメチル)フェニルトリメトキシシラン、クロロメチルトリエトキシシラン、クロロフェニルトリエトキシシラン、3−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、3−クロロプロピルトリエトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、2−(4−クロロスルフォニルフェニル)エチルトリメトキシシラン、2−シアノエチルトリエトキシシラン、2−シアノエチルトリメトキシシラン、シアノメチルフェネチルトリエトキシシラン、3−シアノプロピルトリエトキシシラン、2−(3−シクロヘキセニル)エチルトリメトキシシラン、2−(3−シクロヘキセニル)エチルトリエトキシシラン、3−シクロヘキセニルトリクロロシラン、2−(3−シクロヘキセニル)エチルトリクロロシラン、2−(3−シクロヘキセニル)エチルジメチルクロロシシラン、2−(3−シクロヘキセニル)エチルメチルジクロロシシラン、シクロヘキシルジメチルクロロシラン、シクロヘキシルエチルジメトキシシラン、シクロヘキシルメチルジクロロシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、(シクロヘキシルメチル)トリクロロシラン、シクロヘキシルトリクロロシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、シクロオクチルトリクロロシラン、(4−シクロオクテニル)トリクロロシラン、シクロペンチルトリクロロシラン、シクロペンチルトリメトキシシラン、1,1−ジエトキシ−1−シラシクロペンタ−3−エン、3−(2,4−ジニトロフェニルアミノ)プロピルトリエトキシシラン、(ジメチルクロロシリル)メチル−7,7−ジメチルノルピナン、(シクロヘキシルアミノメチル)メチルジエトキシシラン、(3−シクロペンタジエニルプロピル)トリエトキシシラン、N,N−ジエチル−3−アミノプロピル)トリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、(フルフリルオキシメチル)トリエトキシシラン、2−ヒドロキシ−4−(3−トリエトキシプロポキシ)ジフェニルケトン、3−(p−メトキシフェニル)プロピルメチルジクロロシラン、3−(p−メトキシフェニル)プロピルトリクロロシラン、p−(メチルフェネチル)メチルジクロロシラン、p−(メチルフェネチル)トリクロロシラン、p−(メチルフェネチル)ジメチルクロロシラン、3−モルフォリノプロピルトリメトキシシラン、(3−グリシドキシプロピル)メチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、1,2,3,4,7,7,−ヘキサクロロ−6−メチルジエトキシシリル−2−ノルボルネン、1,2,3,4,7,7,−ヘキサクロロ−6−トリエトキシシリル−2−ノルボルネン、3−ヨードプロピルトリメトキシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、(メルカプトメチル)メチルジエトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、メチル{2−(3−トリメトキシシリルプロピルアミノ)エチルアミノ}−3−プロピオネート、7−オクテニルトリメトキシシラン、R−N−α−フェネチル−N’−トリエトキシシリルプロピルウレア、S−N−α−フェネチル−N’−トリエトキシシリルプロピルウレア、フェネチルトリメトキシシラン、フェネチルメチルジメトキシシラン、フェネチルジメチルメトキシシラン、フェネチルジメトキシシラン、フェネチルジエトキシシラン、フェネチルメチルジエトキシシラン、フェネチルジメチルエトキシシラン、フェネチルトリエトキシシラン、(3−フェニルプロピル)ジメチルクロロシラン、(3−フェニルプロピル)メチルジクロロシラン、N−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、N−(トリエトキシシリルプロピル)ダンシルアミド、N−(3−トリエトキシシリルプロピル)−4,5−ジヒドロイミダゾール、2−(トリエトキシシリルエチル)−5−(クロロアセトキシ)ビシクロヘプタン、(S)−N−トリエトキシシリルプロピル―O―メントカルバメート、3−(トリエトキシシリルプロピル)−p−ニトロベンズアミド、3−(トリエトキシシリル)プロピルサクシニック無水物、N−〔5−(トリメトキシシリル)−2−アザ−1−オキソ−ペンチル〕カプロラクタム、2−(トリメトキシシリルエチル)ピリジン、N−(トリメトキシシリルエチル)ベンジル−N,N,N−トリメチルアンモニウムクロライド、フェニルビニルジエトキシシラン、3−チオシアナートプロピルトリエトキシシラン、(トリデカフロオロ−1,1,2,2,−テトラヒドロオクチル)トリエトキシシラン、N−{3−(トリエトキシシリル)プロピル}フタルアミド酸、(3,3,3−トリフルオロプロピル)メチルジメトキシシシラン、(3,3,3−トリフルオロプロピル)トリメトキシシシラン、1−トリメトキシシリル−2−(クロロメチル)フェニルエタン、2−(トリメトキシシリル)エチルフェニルスルホニルアジド、β−トリメトキシシリルエチル−2−ピリジン、トリメトキシシリルプロピルジエチレントリアミン、N−(3−トリメトキシシリルプロピル)ピロール、N−トリメトキシシリルプロピル−N,N,N−トリブチルアンモニウムブロマイド、N−トリメトキシシリルプロピル−N,N,N−トリブチルアンモニウムクロライド、N−トリメトキシシリルプロピル−N,N,N−トリメチルアンモニウムクロライド、ビニルメチルジエトキシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルジメチルメトキシシラン、ビニルジメチルエトキシシラン、ビニルメチルジクロロシラン、ビニルフェニルジクロロシラン、ビニルフェニルジエトキシシラン、ビニルフェニルジメチルシラン、ビニルフェニルメチルクロロシラン、ビニルトリフェノキシシラン、ビニルトリス−t−ブトキシシラン、アダマンチルエチルトリクロロシラン、アリルフェニルトリクロロシラン、(アミノエチルアミノメチル)フェネチルトリメトキシシラン、3−アミノフェノキシジメチルビニルシラン、フェニルトリクロロシラン、フェニルジメチルクロロシラン、フェニルメチルジクロロシラン、ベンジルトリクロロシラン、ベンジルジメチルクロロシラン、ベンジルメチルジクロロシラン、フェネチルジイソプロピルクロロシラン、フェネチルトリクロロシラン、フェネチルジメチルクロロシラン、フェネチルメチルジクロロシラン、5−(ビシクロヘプテニル)トリクロロシラン、5−(ビシクロヘプテニル)トリエトキシシラン、2−(ビシクロヘプチル)ジメチルクロロシラン、2−(ビシクロヘプチル)トリクロロシラン、1,4−ビス(トリメトキシシリルエチル)ベンゼン、ブロモフェニルトリクロロシラン、3−フェノキシプロピルジメチルクロロシラン、3−フェノキシプロピルトリクロロシラン、
t−ブチルフェニルクロロシラン、t−ブチルフェニルメトキシシラン、t−ブチルフェニルジクロロシラン、p−(t−ブチル)フェネチルジメチルクロロシラン、p−(t−ブチル)フェネチルトリクロロシラン、1,3−(クロロジメチルシリルメチル)ヘプタコサン、((クロロメチル)フェニルエチル)ジメチルクロロシラン、((クロロメチル)フェニルエチル)メチルジクロロシラン、((クロロメチル)フェニルエチル)トリクロロシラン、((クロロメチル)フェニルエチル)トリメトキシシラン、クロロフェニルトリクロロシラン、2−シアノエチルトリクロロシラン、2−シアノエチルメチルジクロロシラン、3−シアノプロピルメチルジエトキシシラン、3−シアノプロピルメチルジクロロシラン、3−シアノプロピルメチルジクロロシラン、3−シアノプロピルジメチルエトキシシラン、3−シアノプロピルメチルジクロロシラン、3−シアノプロピルトリクロロシラン、等が挙げられる。
Examples of the silane compound represented by formula (I) include dimethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, 1-propenylmethyldichlorosilane, propyldimethylchlorosilane, propylmethyldichlorosilane, propyltrichlorosilane, propyltriethoxysilane, propyltrimethoxysilane. Methoxysilane, styrylethyltrimethoxysilane, tetradecyltrichlorosilane, 3-thiocyanatepropyltriethoxysilane, p-tolyldimethylchlorosilane, p-tolylmethyldichlorosilane, p-tolyltrichlorosilane, p-tolyltrimethoxysilane, p- Tolyltriethoxysilane, di-n-propyldi-n-propoxysilane, diisopropyldiisopropoxysilane, di-n-butyldi-n-butoxysilane, di-sec Butyldi-sec-butyroxysilane, di-t-butyldi-t-butyloxysilane, octadecyltrichlorosilane, octadecylmethyldiethoxysilane, octadecyltriethoxysilane, octadecyltrimethoxysilane (ODS), octadecyldimethylchlorosilane, octadecylmethyldichlorosilane, octadecylmethoxy Dichlorosilane, 7-octenyldimethylchlorosilane, 7-octenyltrichlorosilane, 7-octenyltrimethoxysilane, octylmethyldichlorosilane, octyldimethylchlorosilane, octyltrichlorosilane, 10-undecenyldimethylchlorosilane, undecyltrichlorosilane , Vinyldimethylchlorosilane, methyloctadecyldimethoxysilane, methyldodecyldiethoxy Run, methyloctadecyldimethoxysilane, methyloctadecyldiethoxysilane, n-octylmethyldimethoxysilane, n-octylmethyldiethoxysilane, triacontyldimethylchlorosilane, triaconyltrichlorosilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltri -N-propoxysilane, methylisopropoxysilane, methyl-n-butyroxysilane, methyltri-sec-butyroxysilane, methyltri-t-butoxyxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, ethyltri-n-propoxysilane, ethylisopropoxysilane , Ethyl-n-butyroxysilane, ethyltri-sec-butyloxysilane, ethyltri-t-butyloxysilane, n-propyltri Methoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, n-hexyltrimethoxysilane, hexadecyltrimethoxysilane, n-octyltrimethoxysilane, n-dodecyltrimethoxysilane, n-octadecyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, isobutyl Triethoxysilane, n-hexyltriethoxysilane, hexadecyltriethoxysilane, n-octyltriethoxysilane, n-dodecyltrimethoxysilane, n-octadecyltriethoxysilane, 2- [2- (trichlorosilyl) ethyl] pyridine 4- [2- (trichlorosilyl) ethyl] pyridine, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, 1,3- (trichlorosilylmethyl) heptacosane, dibenzyldimethoxysilane, di Benzyldiethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenylmethyldimethoxysilane, phenyldimethylmethoxysilane, phenyldimethoxysilane, phenyldiethoxysilane, phenylmethyldiethoxysilane, phenyldimethylethoxysilane, benzyltriethoxysilane, benzyltrimethoxysilane, Benzylmethyldimethoxysilane, benzyldimethylmethoxysilane, benzyldimethoxysilane, benzyldiethoxysilane, benzylmethyldiethoxysilane, benzyldimethylethoxysilane, benzyltriethoxysilane, dibenzyldimethoxysilane, dibenzyldiethoxysilane, 3-acetoxypropyl Trimethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, allyltrimethoxysilane, Ryltriethoxysilane, 4-aminobutyltriethoxysilane, (aminoethylaminomethyl) phenethyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N- (2-aminoethyl)- 3-aminopropyltrimethoxysilane, 6- (aminohexylaminopropyl) trimethoxysilane, p-aminophenyltrimethoxysilane, p-aminophenylethoxysilane, m-aminophenyltrimethoxysilane, m-aminophenylethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, ω-aminoundecyltrimethoxysilane, amyltriethoxysilane, benzoxacilepin dimethyl ester, 5- (bicycloheptenyl) trieth Sisilane, bis (2-hydroxyethyl) -3-aminopropyltriethoxysilane, 8-bromooctyltrimethoxysilane, bromophenyltrimethoxysilane, 3-bromopropyltrimethoxysilane, n-butyltrimethoxysilane, 2-chloro Methyltriethoxysilane, chloromethylmethyldiethoxysilane, chloromethylmethyldiisopropoxysilane, p- (chloromethyl) phenyltrimethoxysilane, chloromethyltriethoxysilane, chlorophenyltriethoxysilane, 3-chloropropylmethyldimethoxysilane, 3-chloropropyltriethoxysilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, 2- (4-chlorosulfonylphenyl) ethyltrimethoxysilane, 2-cyanoethyltriethoxysilane, 2 Cyanoethyltrimethoxysilane, cyanomethylphenethyltriethoxysilane, 3-cyanopropyltriethoxysilane, 2- (3-cyclohexenyl) ethyltrimethoxysilane, 2- (3-cyclohexenyl) ethyltriethoxysilane, 3-cyclohexenyl Trichlorosilane, 2- (3-cyclohexenyl) ethyltrichlorosilane, 2- (3-cyclohexenyl) ethyldimethylchlorosilane, 2- (3-cyclohexenyl) ethylmethyldichlorosilane, cyclohexyldimethylchlorosilane, cyclohexylethyldimethoxy Silane, cyclohexylmethyldichlorosilane, cyclohexylmethyldimethoxysilane, (cyclohexylmethyl) trichlorosilane, cyclohexyltrichlorosilane, cyclohexyltri Methoxysilane, cyclooctyltrichlorosilane, (4-cyclooctenyl) trichlorosilane, cyclopentyltrichlorosilane, cyclopentyltrimethoxysilane, 1,1-diethoxy-1-silacyclopent-3-ene, 3- (2,4-dinitrophenyl) Amino) propyltriethoxysilane, (dimethylchlorosilyl) methyl-7,7-dimethylnorpinane, (cyclohexylaminomethyl) methyldiethoxysilane, (3-cyclopentadienylpropyl) triethoxysilane, N, N-diethyl -3-aminopropyl) trimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, (furfuryloxymethyl) triethoxy Lan, 2-hydroxy-4- (3-triethoxypropoxy) diphenyl ketone, 3- (p-methoxyphenyl) propylmethyldichlorosilane, 3- (p-methoxyphenyl) propyltrichlorosilane, p- (methylphenethyl) methyl Dichlorosilane, p- (methylphenethyl) trichlorosilane, p- (methylphenethyl) dimethylchlorosilane, 3-morpholinopropyltrimethoxysilane, (3-glycidoxypropyl) methyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltri Methoxysilane, 1,2,3,4,7,7, -hexachloro-6-methyldiethoxysilyl-2-norbornene, 1,2,3,4,7,7, -hexachloro-6-triethoxysilyl- 2-norbornene, 3-iodopropyltrimethoxylane, 3 -Isocyanatopropyltriethoxysilane, (mercaptomethyl) methyldiethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-mercaptopropyldimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3 -Methacryloxypropyltrimethoxysilane, methyl {2- (3-trimethoxysilylpropylamino) ethylamino} -3-propionate, 7-octenyltrimethoxysilane, RN-α-phenethyl-N'-triethoxy Silylpropylurea, S-N-α-phenethyl-N′-triethoxysilylpropylurea, phenethyltrimethoxysilane, phenethylmethyldimethoxysilane, phenethyldimethylmethoxysilane, phenethyl Methoxysilane, phenethyldiethoxysilane, phenethylmethyldiethoxysilane, phenethyldimethylethoxysilane, phenethyltriethoxysilane, (3-phenylpropyl) dimethylchlorosilane, (3-phenylpropyl) methyldichlorosilane, N-phenylaminopropyltrimethoxy Silane, N- (triethoxysilylpropyl) dansilamide, N- (3-triethoxysilylpropyl) -4,5-dihydroimidazole, 2- (triethoxysilylethyl) -5- (chloroacetoxy) bicycloheptane, ( S) -N-triethoxysilylpropyl-O-menth carbamate, 3- (triethoxysilylpropyl) -p-nitrobenzamide, 3- (triethoxysilyl) propylsuccinic anhydride, N- [5- Trimethoxysilyl) -2-aza-1-oxo-pentyl] caprolactam, 2- (trimethoxysilylethyl) pyridine, N- (trimethoxysilylethyl) benzyl-N, N, N-trimethylammonium chloride, phenylvinyldi Ethoxysilane, 3-thiocyanatopropyltriethoxysilane, (tridecafluoro-1,1,2,2, -tetrahydrooctyl) triethoxysilane, N- {3- (triethoxysilyl) propyl} phthalamic acid, (3 3,3-trifluoropropyl) methyldimethoxysilane, (3,3,3-trifluoropropyl) trimethoxysilane, 1-trimethoxysilyl-2- (chloromethyl) phenylethane, 2- (trimethoxysilyl) ) Ethylphenylsulfonyl azide, β-trimeth Sisilylethyl-2-pyridine, trimethoxysilylpropyldiethylenetriamine, N- (3-trimethoxysilylpropyl) pyrrole, N-trimethoxysilylpropyl-N, N, N-tributylammonium bromide, N-trimethoxysilylpropyl-N, N, N-tributylammonium chloride, N-trimethoxysilylpropyl-N, N, N-trimethylammonium chloride, vinylmethyldiethoxylane, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinylmethyldimethoxysilane, vinyldimethylmethoxysilane , Vinyldimethylethoxysilane, vinylmethyldichlorosilane, vinylphenyldichlorosilane, vinylphenyldiethoxysilane, vinylphenyldimethylsilane, vinylphenyl Tylchlorosilane, vinyltriphenoxysilane, vinyltris-t-butoxysilane, adamantylethyltrichlorosilane, allylphenyltrichlorosilane, (aminoethylaminomethyl) phenethyltrimethoxysilane, 3-aminophenoxydimethylvinylsilane, phenyltrichlorosilane, phenyldimethylchlorosilane , Phenylmethyldichlorosilane, benzyltrichlorosilane, benzyldimethylchlorosilane, benzylmethyldichlorosilane, phenethyldiisopropylchlorosilane, phenethyltrichlorosilane, phenethyldimethylchlorosilane, phenethylmethyldichlorosilane, 5- (bicycloheptenyl) trichlorosilane, 5- (bicyclo Heptenyl) triethoxysilane, 2- (bicycloheptyl) di Methylchlorosilane, 2- (bicycloheptyl) trichlorosilane, 1,4-bis (trimethoxysilylethyl) benzene, bromophenyltrichlorosilane, 3-phenoxypropyldimethylchlorosilane, 3-phenoxypropyltrichlorosilane,
t-butylphenylchlorosilane, t-butylphenylmethoxysilane, t-butylphenyldichlorosilane, p- (t-butyl) phenethyldimethylchlorosilane, p- (t-butyl) phenethyltrichlorosilane, 1,3- (chlorodimethylsilyl) Methyl) heptacosane, ((chloromethyl) phenylethyl) dimethylchlorosilane, ((chloromethyl) phenylethyl) methyldichlorosilane, ((chloromethyl) phenylethyl) trichlorosilane, ((chloromethyl) phenylethyl) trimethoxysilane, Chlorophenyltrichlorosilane, 2-cyanoethyltrichlorosilane, 2-cyanoethylmethyldichlorosilane, 3-cyanopropylmethyldiethoxysilane, 3-cyanopropylmethyldichlorosilane, 3-cyanopropyl Examples include rumethyldichlorosilane, 3-cyanopropyldimethylethoxysilane, 3-cyanopropylmethyldichlorosilane, 3-cyanopropyltrichlorosilane, and the like.
フッ素を含有するシラン化合物(撥液性シラン化合物)としては、含フッ素アルキルシラン化合物が挙げられる。すなわち、Siと結合したパ−フルオロアルキル構造CnF2n+1で表される構造を有するものであり、下記一般式(2)で表される化合物を例示することができる。式(2)中、nは1から18の整数を、mは2から6までの整数をそれぞれ表している。X1及びX2は−OR2、−R2、−Clを示し、X1及びX2に含まれるR2は、炭素数1〜4のアルキル基を示し、aは1〜3の整数である。 Examples of fluorine-containing silane compounds (liquid repellent silane compounds) include fluorine-containing alkylsilane compounds. That is, it has a structure represented by a perfluoroalkyl structure C n F 2n + 1 bonded to Si, and examples thereof include a compound represented by the following general formula (2). In formula (2), n represents an integer from 1 to 18, and m represents an integer from 2 to 6. X 1 and X 2 -OR 2, -R 2, shows a -Cl, R 2 contained in X 1 and X 2 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a is an integer from 1 to 3 is there.
CnF2n+1(CH2)mSiX1 aX2 (3−a) …(2)
X1のアルコキシ基や塩素基、Si−O−Si結合等を形成するための官能基であり、水により加水分解されてアルコールや酸として脱離する。アルコキシ基としては例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基等を挙げることができる。
R2の炭素数は脱離するアルコールの分子量が比較的小さく、除去が容易であり形成される膜の緻密性の低下を抑制できるという観点から、1〜4の範囲であることが好ましい。
含フッ素アルキルシラン化合物を用いることにより、膜の表面にフルオロアルキル基が位置するように各化合物が配向して自己組織化膜が形成されるので、膜の表面に均一な撥液性を付与することができる。
C n F 2n + 1 (CH 2) m SiX 1 a X 2 (3-a) ... (2)
X 1 is a functional group for forming an alkoxy group, a chlorine group, a Si—O—Si bond, or the like, and is hydrolyzed by water to be removed as an alcohol or an acid. Examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an isopropoxy group, an n-butoxy group, an isobutoxy group, a sec-butoxy group, and a tert-butoxy group.
The number of carbon atoms of R 2 is preferably in the range of 1 to 4 from the viewpoint that the molecular weight of the alcohol to be desorbed is relatively small, can be easily removed, and the deterioration of the denseness of the formed film can be suppressed.
By using a fluorine-containing alkylsilane compound, each compound is oriented so that a fluoroalkyl group is located on the surface of the film, and a self-assembled film is formed. Thus, uniform liquid repellency is imparted to the surface of the film. be able to.
より具体的には、CF3−CH2CH2−Si(OCH3)3、CF3(CF2)3−CH2CH2−Si(OCH3)3、CF3(CF2)5−CH2CH2−Si(OCH3)3、CF3(CF2)5−CH2CH2−Si(OC2H5)3、CF3(CF2)7−CH2CH2−Si(OCH3)3、CF3(CF2)11−CH2CH2−Si(OC2H5)3、CF3(CF2)3−CH2CH2−Si(CH3)(OCH3)2、CF3(CF2)7−CH2CH2−Si(CH3)(OCH3)2、CF3(CF2)8−CH2CH2−Si(CH3)(OC2H5)2、CF3(CF2)8−CH2CH2−Si(C2H5)(OC2H5)2等が挙げられる。 More specifically, CF 3 —CH 2 CH 2 —Si (OCH 3 ) 3 , CF 3 (CF 2 ) 3 —CH 2 CH 2 —Si (OCH 3 ) 3 , CF 3 (CF 2 ) 5 —CH 2 CH 2 —Si (OCH 3 ) 3 , CF 3 (CF 2 ) 5 —CH 2 CH 2 —Si (OC 2 H 5 ) 3 , CF 3 (CF 2 ) 7 —CH 2 CH 2 —Si (OCH 3) ) 3 , CF 3 (CF 2 ) 11 —CH 2 CH 2 —Si (OC 2 H 5 ) 3 , CF 3 (CF 2 ) 3 —CH 2 CH 2 —Si (CH 3 ) (OCH 3 ) 2 , CF 3 (CF 2) 7 -CH 2 CH 2 -Si (CH 3) (OCH 3) 2, CF 3 (CF 2) 8 -CH 2 CH 2 -Si (CH 3) (OC 2 H 5) 2, CF 3 (CF 2 ) 8 —CH 2 CH 2 —Si (C 2 H 5 ) (OC 2 H 5 ) 2 and the like.
また、撥液部Hの形成にフッ素樹脂を用いる場合には、所定量のフッ素樹脂を所定溶媒に溶解させたものが用いられる。具体的には、住友スリーエム株式会社製「EGC1720」(HFE(ハイドロフルオロエーテル)溶媒にフッ素樹脂を0.1wt%溶解させたもの)を用いることができる。この場合、HFEにアルコール系、炭化水素系、ケトン系、エーテル系、エステル系の溶剤を適宜混合することにより、液滴吐出ヘッド301から安定して吐出可能に調整可能である。この他に、フッ素樹脂としては、旭硝子株式会社製「ルミフロン」(各種溶媒に溶解可能)、ダイキン工業株式会社製「オプツール」(溶媒;PFC、HFE等)、大日本インキ化学工業株式会社製「ディックガード」(溶媒;トルエン、水・エチレングリコール)等を用いることができる。
さらに、フッ素を含む樹脂としては、側鎖にF基、−CF3、−CF2−、−CF2CF3、−(CF2)nCF3、−CF2CFCl−が含まれるものを用いることが可能である。
When a fluororesin is used for forming the liquid repellent portion H, a solution obtained by dissolving a predetermined amount of fluororesin in a predetermined solvent is used. Specifically, “EGC1720” manufactured by Sumitomo 3M Limited (0.1% by weight of fluororesin dissolved in HFE (hydrofluoroether) solvent) can be used. In this case, it is possible to adjust the
Further, as the resin containing fluorine, F group in the side chain, -CF 3, -CF 2 -, - CF 2 CF 3, - (CF 2) nCF 3, be those containing the -CF 2 CFCl- Is possible.
そして、図5(a)、(b)に示すように、上記の撥液性材料を含む撥液性液滴Lを液滴吐出ヘッド301から各撥液部Hに対して連続的に吐出する。
このとき、各撥液部Hにおいては、基板Pの表面Paに着弾した撥液性液滴Lが、隣り合う液滴同士で重なり合う位置に吐出・塗布される。これにより、各撥液部Hは、液滴吐出ヘッド301と基板との一回の走査で塗布形成されることになる。
Then, as shown in FIGS. 5A and 5B, the liquid repellent liquid droplets L containing the above liquid repellent material are continuously discharged from the liquid
At this time, in each liquid repellent portion H, the liquid repellent liquid droplet L that has landed on the surface Pa of the substrate P is ejected and applied to a position where adjacent liquid droplets overlap each other. Thereby, each liquid repellent portion H is applied and formed by one scan of the
ここで、図4(a)に示すように、配線パターンW1の幅WAは、撥液部Hの配列ピッチHPと撥液部Hの幅HAとの差で設定される。この配列ピッチHPは、配線パターンW1の仕様として決定されるため、配線パターンW1の幅WAは撥液部Hの幅HAに依存することになる。この撥液部Hの幅HAは、本実施形態では滴吐出ヘッド301から吐出する撥液性液滴Lの吐出量及び図5(a)に示す吐出ピッチLPにより管理する。
具体的には、例えば液滴Lの吐出量を二通り(La、Lbとする、例えばLa=2.5pl、Lb=4.5pl)とし、各吐出量La、Lb毎に吐出ピッチLPを10、20、30μmでそれぞれ吐出・塗布したときに、基板P上に形成される撥液部Hの幅HAを、吐出量及び吐出ピッチLPに対応させたテーブルとして保持しておき、所望の幅HAで撥液部Hを形成する際には、テーブルから当該幅HAに対応する吐出量及び吐出ピッチLPを呼び出し、撥液性液滴の吐出工程では、この呼び出した吐出量及び吐出ピッチLPで液滴Lを吐出する。
Here, as shown in FIG. 4A, the width WA of the wiring pattern W1 is set by the difference between the arrangement pitch HP of the liquid repellent portions H and the width HA of the liquid repellent portions H. Since the arrangement pitch HP is determined as a specification of the wiring pattern W1, the width WA of the wiring pattern W1 depends on the width HA of the liquid repellent portion H. In this embodiment, the width HA of the liquid repellent portion H is managed by the discharge amount of the liquid repellent droplets L discharged from the
Specifically, for example, the discharge amount of the droplet L is set to two (La, Lb, for example, La = 2.5 pl, Lb = 4.5 pl), and the discharge pitch LP is set to 10 for each discharge amount La, Lb. , 20 and 30 μm, the width HA of the liquid repellent portion H formed on the substrate P is held as a table corresponding to the discharge amount and the discharge pitch LP, and the desired width HA is obtained. When the liquid repellent portion H is formed, a discharge amount and a discharge pitch LP corresponding to the width HA are called from the table, and in the liquid repellent droplet discharge step, the liquid discharge is performed at the called discharge amount and discharge pitch LP. The droplet L is discharged.
そして、基板P上に吐出した撥液性液滴Lを予備乾燥することにより、図6(a)、(b)に示すように、基板P上に直線状の撥液部Hが互いに間隔をあけて数nm〜数十nmの厚さで形成される。
この撥液部Hは、上述した撥液性材料を用いることにより、パターン用液滴に対する接触角を50度以上とする。従って、親液部(表面)Paと撥液部Hとのコントラスト(接触角の差)は30度以上となる。
Then, by pre-drying the liquid-repellent droplets L discharged on the substrate P, the linear liquid-repellent portions H are spaced from each other on the substrate P as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b). It is formed with a thickness of several nanometers to several tens of nanometers.
The liquid repellent portion H uses the liquid repellent material described above to make the contact angle with respect to the pattern droplets 50 degrees or more. Accordingly, the contrast (contact angle difference) between the lyophilic part (surface) Pa and the liquid repellent part H is 30 degrees or more.
(材料配置工程)
次に、基板Pの表面Paの撥液部H間にパターン用液滴を吐出して、配線パターンW1を形成する。
配線パターン形成材料としては、一般に、導電性微粒子を分散媒に分散させた分散液からなる。本実施の形態では、導電性微粒子として、例えば、金、銀、銅、パラジウム、ニッケル及びITOのうちのいずれかを含有する金属微粒子の他、これらの酸化物、並びに導電性ポリマーや超電導体の微粒子などが用いられる。
これらの導電性微粒子は、分散性を向上させるために表面に有機物などをコーティングして使うこともできる。
導電性微粒子の粒径は1nm以上0.1μm以下であることが好ましい。0.1μmより大きいと、後述する液体吐出ヘッドのノズルに目詰まりが生じるおそれがある。また、1nmより小さいと、導電性微粒子に対するコーティング剤の体積比が大きくなり、得られる膜中の有機物の割合が過多となる。
(Material placement process)
Next, pattern droplets are ejected between the liquid repellent portions H of the surface Pa of the substrate P to form a wiring pattern W1.
The wiring pattern forming material is generally composed of a dispersion liquid in which conductive fine particles are dispersed in a dispersion medium. In the present embodiment, as the conductive fine particles, for example, metal fine particles containing any one of gold, silver, copper, palladium, nickel, and ITO, these oxides, and conductive polymers and superconductors. Fine particles are used.
These conductive fine particles can be used by coating the surface with an organic substance or the like in order to improve dispersibility.
The particle diameter of the conductive fine particles is preferably 1 nm or more and 0.1 μm or less. If it is larger than 0.1 μm, there is a possibility that clogging may occur in the nozzle of the liquid discharge head described later. On the other hand, if it is smaller than 1 nm, the volume ratio of the coating agent to the conductive fine particles becomes large, and the ratio of the organic matter in the obtained film becomes excessive.
分散媒としては、上記の導電性微粒子を分散できるもので、凝集を起こさないものであれば特に限定されない。例えば、水の他に、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類、n−ヘプタン、n−オクタン、デカン、ドデカン、テトラデカン、トルエン、キシレン、シメン、デュレン、インデン、ジペンテン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、シクロヘキシルベンゼンなどの炭化水素系化合物、またエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、1,2−ジメトキシエタン、ビス(2−メトキシエチル)エーテル、p−ジオキサンなどのエーテル系化合物、さらにプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、シクロヘキサノンなどの極性化合物を例示できる。これらのうち、微粒子の分散性と分散液の安定性、また液滴吐出法(インクジェット法)への適用の容易さの点で、水、アルコール類、炭化水素系化合物、エーテル系化合物が好ましく、より好ましい分散媒としては、水、炭化水素系化合物を挙げることができる。 The dispersion medium is not particularly limited as long as it can disperse the conductive fine particles and does not cause aggregation. For example, in addition to water, alcohols such as methanol, ethanol, propanol, butanol, n-heptane, n-octane, decane, dodecane, tetradecane, toluene, xylene, cymene, durene, indene, dipentene, tetrahydronaphthalene, decahydro Hydrocarbon compounds such as naphthalene and cyclohexylbenzene, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol methyl ethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, 1,2-dimethoxyethane, bis (2- Methoxyethyl) ether, ether compounds such as p-dioxane, propylene carbonate, γ- Butyrolactone, N- methyl-2-pyrrolidone, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, can be exemplified polar compounds such as cyclohexanone. Of these, water, alcohols, hydrocarbon compounds, and ether compounds are preferred from the viewpoints of fine particle dispersibility and dispersion stability, and ease of application to the droplet discharge method (inkjet method). More preferred dispersion media include water and hydrocarbon compounds.
上記導電性微粒子の分散液の表面張力は0.02N/m以上0.07N/m以下の範囲内であることが好ましい。インクジェット法にて液体を吐出する際、表面張力が0.02N/m未満であると、インク組成物のノズル面に対する濡れ性が増大するため飛行曲りが生じやすくなり、0.07N/mを超えるとノズル先端でのメニスカスの形状が安定しないため吐出量や、吐出タイミングの制御が困難になる。表面張力を調整するため、上記分散液には、基板との接触角を大きく低下させない範囲で、フッ素系、シリコーン系、ノニオン系などの表面張力調節剤を微量添加するとよい。ノニオン系表面張力調節剤は、液体の基板への濡れ性を向上させ、膜のレベリング性を改良し、膜の微細な凹凸の発生などの防止に役立つものである。上記表面張力調節剤は、必要に応じて、アルコール、エーテル、エステル、ケトン等の有機化合物を含んでもよい。 The surface tension of the conductive fine particle dispersion is preferably in the range of 0.02 N / m to 0.07 N / m. When the liquid is ejected by the ink jet method, if the surface tension is less than 0.02 N / m, the wettability of the ink composition to the nozzle surface increases, and thus flight bending tends to occur, exceeding 0.07 N / m. Since the meniscus shape at the nozzle tip is not stable, it becomes difficult to control the discharge amount and the discharge timing. In order to adjust the surface tension, a small amount of a surface tension regulator such as a fluorine-based, silicone-based, or nonionic-based material may be added to the dispersion within a range that does not significantly reduce the contact angle with the substrate. The nonionic surface tension modifier improves the wettability of the liquid to the substrate, improves the leveling property of the film, and helps prevent the occurrence of fine irregularities in the film. The surface tension modifier may contain an organic compound such as alcohol, ether, ester, or ketone, if necessary.
上記分散液の粘度は1mPa・s以上50mPa・s以下であることが好ましい。インクジェット法を用いて液体材料を液滴として吐出する際、粘度が1mPa・sより小さい場合にはノズル周辺部がインクの流出により汚染されやすく、また粘度が50mPa・sより大きい場合は、ノズル孔での目詰まり頻度が高くなり円滑な液滴の吐出が困難となる。 The viscosity of the dispersion is preferably 1 mPa · s to 50 mPa · s. When a liquid material is ejected as droplets using the inkjet method, if the viscosity is less than 1 mPa · s, the nozzle periphery is easily contaminated by the outflow of the ink, and if the viscosity is greater than 50 mPa · s, the nozzle hole The clogging frequency of the liquid becomes high, and it becomes difficult to smoothly discharge the droplets.
そして、図7(a)、(b)に示すように、上記の配線パターン形成材料を含むパターン用液滴WLを液滴吐出ヘッド301から撥液部H間の隙間に対して連続的に吐出して塗布する。具体的には、撥液部H(親液部Pa)の長さ方向(配線パターンの形成方向)に沿って、液滴吐出ヘッド301と基板Pとを相対移動させつつ、所定のピッチでパターン用液滴WLを複数吐出する。
Then, as shown in FIGS. 7A and 7B, the pattern droplet WL containing the wiring pattern forming material is continuously discharged from the
ここで、基板Pの表面Paは、パターン用液滴WLに対して接触角が20度以下となっているため、塗布されたパターン用液滴WLは、分断されたりバルジを生じさせることなく撥液部Hの間を濡れ拡がる。また、撥液部Hと表面Paとのパターン用液滴WLに対する接触角の差(コントラスト)が30度以上あるため、パターン用液滴WLは、この濡れ性の差に基づいて撥液部Hからはじかれて撥液部Hの間の表面Paに導入されて溜まる。このコントラストとしては、30度以上で十分であるが、後述する実施例を考慮した場合、35度以上であることがより好ましい。 Here, since the surface Pa of the substrate P has a contact angle of 20 degrees or less with respect to the pattern droplet WL, the applied pattern droplet WL repels without being divided or causing a bulge. It spreads between the liquid parts H. Further, since the difference (contrast) in contact angle between the liquid repellent part H and the surface Pa with respect to the pattern liquid droplet WL is 30 degrees or more, the pattern liquid droplet WL is formed on the basis of the difference in wettability. Is repelled from the surface and introduced into the surface Pa between the liquid repellent portions H and collected. As this contrast, 30 degrees or more is sufficient, but it is more preferable that it is 35 degrees or more in consideration of an embodiment described later.
なお、上記の撥液部Hは、厚さが数nm〜数十nmと微少量であるため、塗布されたパターン用液滴WLの位置を規定する隔壁としての機能を有しておらず、パターン用液滴WLは上述した接触角(濡れ性)の差に起因して親液部Paに配置されることになる。 The liquid repellent part H has a thickness as small as several nanometers to several tens of nanometers, and thus does not have a function as a partition that defines the position of the applied pattern droplet WL. The pattern droplet WL is disposed in the lyophilic portion Pa due to the above-described difference in contact angle (wetting property).
(熱処理/光処理工程)
次に、熱処理/光処理工程では、基板上に配置された液滴に含まれる分散媒あるいはコーティング剤を除去する。すなわち、基板上に配置された導電膜形成用の液体材料は、微粒子間の電気的接触をよくするために、分散媒を完全に除去する必要がある。また、導電性微粒子の表面に分散性を向上させるために有機物などのコーティング剤がコーティングされている場合には、このコーティング剤も除去する必要がある。
(Heat treatment / light treatment process)
Next, in the heat treatment / light treatment step, the dispersion medium or the coating agent contained in the droplets disposed on the substrate is removed. That is, the liquid material for forming a conductive film disposed on the substrate needs to completely remove the dispersion medium in order to improve electrical contact between the fine particles. Further, when a coating agent such as an organic substance is coated on the surface of the conductive fine particles in order to improve dispersibility, it is also necessary to remove this coating agent.
熱処理及び/又は光処理は通常大気中で行なわれるが、必要に応じて、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気中で行ってもよい。熱処理及び/又は光処理の処理温度は、分散媒の沸点(蒸気圧)、雰囲気ガスの種類や圧力、微粒子の分散性や酸化性等の熱的挙動、コーティング剤の有無や量、基材の耐熱温度などを考慮して適宜決定される。 The heat treatment and / or light treatment is usually performed in the air, but may be performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen, argon, or helium as necessary. The treatment temperature of the heat treatment and / or the light treatment depends on the boiling point (vapor pressure) of the dispersion medium, the type and pressure of the atmospheric gas, the thermal behavior such as the dispersibility and oxidation of the fine particles, the presence and amount of the coating agent, It is determined appropriately in consideration of the heat resistant temperature.
例えば、有機物からなるコーティング剤を除去するためには、約300℃で焼成することが必要である。また、プラスチックなどの基板を使用する場合には、室温以上100℃以下で行なうことが好ましい。ここでは、250℃、60分で焼成した。
熱処理及び/又は光処理は、例えばホットプレート、電気炉などの加熱手段を用いた一般的な加熱処理の他に、ランプアニールを用いて行ってもよい。ランプアニールに使用する光の光源としては、特に限定されないが、赤外線ランプ、キセノンランプ、YAGレーザー、アルゴンレーザー、炭酸ガスレーザー、XeF、XeCl、XeBr、KrF、KrCl、ArF、ArClなどのエキシマレーザーなどを使用することができる。これらの光源は一般には、出力10W以上5000W以下の範囲のものが用いられるが、本実施形態例では100W以上1000W以下の範囲で十分である。
上記熱処理及び/又は光処理により、微粒子間の電気的接触が確保され、導電膜に変換される。
以上説明した一連の工程により、基板P上に図4(a)に示した線状の配線パターンW1が形成される。
For example, in order to remove the coating agent made of organic matter, it is necessary to bake at about 300 ° C. Moreover, when using a board | substrate, such as a plastic, it is preferable to carry out at room temperature or more and 100 degrees C or less. Here, baking was performed at 250 ° C. for 60 minutes.
The heat treatment and / or light treatment may be performed using lamp annealing in addition to general heat treatment using a heating means such as a hot plate or an electric furnace. The light source used for lamp annealing is not particularly limited, but excimer laser such as infrared lamp, xenon lamp, YAG laser, argon laser, carbon dioxide laser, XeF, XeCl, XeBr, KrF, KrCl, ArF, ArCl, etc. Can be used. These light sources generally have a power output in the range of 10 W to 5000 W, but in the present embodiment, a range of 100 W to 1000 W is sufficient.
By the heat treatment and / or light treatment, electrical contact between the fine particles is ensured and converted into a conductive film.
The linear wiring pattern W1 shown in FIG. 4A is formed on the substrate P by the series of steps described above.
(実施例)
溶媒−金属をグリコール系−ITO、エーテル系−ITO、グリコール系−Ni、水系−Ag、炭化水素系−Agとし、撥液部Hの幅HA=100μm、配線パターンWの幅WA=40μmとしたときに、撥液部H、親液部Paの接触角、コントラスト、描画結果の関係を図7に示す。
この図に示すように、親液部の接触角が20°以下であればバルジが生じず、また撥液部の接触角が50°以上で、コントラストが30°以上(好ましくは35°以上)であれば、良好に均一な配線パターンが成膜された。
(Example)
Solvent-metal was glycol-ITO, ether-ITO, glycol-Ni, water-Ag, hydrocarbon-Ag, liquid-repellent part H width HA = 100 μm, wiring pattern W width WA = 40 μm. FIG. 7 shows the relationship among the contact angle, contrast, and drawing result of the liquid repellent part H and the lyophilic part Pa.
As shown in this figure, if the contact angle of the lyophilic part is 20 ° or less, no bulge is generated, and the contact angle of the lyophobic part is 50 ° or more and the contrast is 30 ° or more (preferably 35 ° or more). If so, a good uniform wiring pattern was formed.
続いて、配線パターンW1上にコンタクトホールCH及び導電ポストDPを形成する手順について、図9を参照して説明する。
まず、図9(a)に示すように、配線パターンW1上のコンタクトホール形成領域(導電ポスト形成領域)DA(後にコンタクトホールCH及び導電ポストDPが形成される箇所・領域)に、上述した液滴吐出装置IJを用いて液滴吐出ヘッド301から、絶縁層Z1の絶縁層形成材料を含む液状体に対して撥液性を有する、ここでは上述した撥液性材料の中、フッ素樹脂(撥液材料)を含む液滴FLを塗布・乾燥することにより、絶縁層形成材料を含む液状体に対する撥液部(絶縁層用撥液部)HFを形成する。
Next, a procedure for forming the contact hole CH and the conductive post DP on the wiring pattern W1 will be described with reference to FIG.
First, as shown in FIG. 9A, the above-described liquid is applied to the contact hole formation region (conductive post formation region) DA (location / region where the contact hole CH and conductive post DP are formed later) on the wiring pattern W1. Among the liquid repellent materials described above, the fluororesin (repellent repellent material) has a liquid repellency from the
ここで、撥液部HFの大きさ(直径)は、後に形成される導電ポストDPの大きさ(直径)に対応するため、形成すべき導電ポストDPの直径に応じた直径で撥液部HFを形成する。本実施形態では、液滴FLの吐出重量と、この液滴FLが配線パターンW1上に着弾した後の直径との相関関係(例えば、吐出重量2ngで着弾径が約40μm、吐出重量3ngで着弾径が約65μm)を求めてテーブルとして保持しておき、撥液部HFを形成する際には、形成する導電ポストDPの大きさに応じてテーブルから吐出重量を求め、この吐出重量で液滴FLを吐出する。 Here, since the size (diameter) of the liquid repellent portion HF corresponds to the size (diameter) of the conductive post DP to be formed later, the liquid repellent portion HF has a diameter corresponding to the diameter of the conductive post DP to be formed. Form. In the present embodiment, the correlation between the discharge weight of the droplet FL and the diameter after the droplet FL has landed on the wiring pattern W1 (for example, the landing diameter is about 40 μm when the discharge weight is 2 ng and the landing weight is 3 ng). When the liquid repellent portion HF is formed, the discharge weight is obtained from the table according to the size of the conductive post DP to be formed, and the droplet is used as the discharge weight. Discharge FL.
続いて、図9(b)に示すように、上述した液滴吐出装置IJを用いて液滴吐出ヘッド301から、撥液部HFを除いて、配線パターンW1を覆って絶縁層形成材料を含む液滴ZL(以後、絶縁層形成用液滴ZLと称する)を塗布する。この絶縁層形成材料としては、本実施形態では光硬化性を有する材料を含んでいる。具体的には、本実施形態の光硬化性材料は、光重合開始剤と、アクリル酸のモノマーおよび/またはオリゴマ−と、を含んでいる。一般的には、この光硬化性材料は、溶剤と、溶剤に溶解した樹脂と、を含有してよい。ここで、この場合の光硬化性材料は、それ自体が感光して重合度を上げる樹脂を含有してもよいし、あるいは、樹脂と、その樹脂の硬化を開始させる光重合開始剤と、を含有していてもよい。また、このような形態に代えて、光硬化性材料として、光重合して不溶の絶縁樹脂を生じるモノマーと、そのモノマーの光重合を開始させる光重合開始剤と、を含有してもよい。ただしこの場合の光硬化性材料は、モノマー自体が光官能基を有していれば、光重合開始剤を含有しなくてもよい。
また、熱硬化性のポリイミド等を絶縁層形成材料としてもよい。
Subsequently, as shown in FIG. 9B, the insulating layer forming material is included so as to cover the wiring pattern W1 except for the liquid repellent portion HF from the
Further, thermosetting polyimide or the like may be used as the insulating layer forming material.
配線パターンW1上に塗布された絶縁層形成用液滴ZLは、コンタクトホール形成領域DAに形成された撥液部Hの撥液性によりはじかれて、当該コンタクトホール形成領域DAにおいては未充填状態となって開口し、撥液部HFが露出し、当該撥液部HFの大きさで規定される大きさでコンタクトホールCHが形成される。この後、基板Pの表面側からエネルギー光として、紫外光(UV光)を撥液部HF及び絶縁層Z1に照射する。これにより、絶縁層Z1が硬化するとともに、撥液部HFが分解・除去される、または撥液性が低下する。フッ素樹脂を用いて形成された撥液部HFの場合、紫外光の照射時間に応じて撥液性が低下するが、撥液性が十分に低下する時間で紫外光を照射する(例えば、接触角が20°以下となる60秒)。 The insulating layer forming droplet ZL applied on the wiring pattern W1 is repelled by the liquid repellency of the liquid repellent portion H formed in the contact hole forming area DA, and is not filled in the contact hole forming area DA. And the liquid repellent part HF is exposed, and the contact hole CH is formed in a size defined by the size of the liquid repellent part HF. Thereafter, ultraviolet light (UV light) is irradiated from the surface side of the substrate P to the liquid repellent part HF and the insulating layer Z1 as energy light. As a result, the insulating layer Z1 is cured, and the liquid repellent portion HF is decomposed and removed, or the liquid repellency is lowered. In the case of the liquid repellent part HF formed using a fluororesin, the liquid repellency is lowered according to the irradiation time of the ultraviolet light, but the ultraviolet light is irradiated for a time when the liquid repellency is sufficiently lowered (for example, contact 60 seconds when the angle is 20 ° or less).
この後、上述した液滴吐出装置IJを用いて、導電材料を含む液滴、ここでは配線パターンW1を形成する際に用いた液滴WLを導電ポスト形成領域DAに位置するコンタクトホールCHに塗布・乾燥することにより、図9(c)に示すように、導電ポストDPを形成する。このとき、撥液部HFが紫外光照射で完全に除去されていなくても、フッ素樹脂は数nm〜数十nmと微少量であるので、撥液部HFは導電材料である微粒子の熱処理または光処理による電気的接触が確保される際に部分的に分解されたり、導電材料である微粒子同士の融着等の反応により、導電ポストDPは配線パターンW1と良好なコンタクト(導通)を確保した状態で形成される。
そして、導通ポストDPが露出する絶縁層Z1の表面を配線形成面として、上記の工程を繰り返すことにより、導通ポストDPに接続する配線パターンW2等を有する多層配線基板CBが製造される。
Thereafter, using the above-described droplet discharge device IJ, a droplet containing a conductive material, here, a droplet WL used in forming the wiring pattern W1 is applied to the contact hole CH located in the conductive post formation region DA. -By drying, as shown in FIG.9 (c), the conductive post DP is formed. At this time, even if the liquid repellent part HF is not completely removed by ultraviolet light irradiation, the fluororesin is a very small amount of several nm to several tens of nm. The conductive post DP secured a good contact (conduction) with the wiring pattern W1 by a reaction such as partial decomposition when electrical contact by light processing is ensured or by fusion of fine particles as conductive materials. Formed in a state.
And the multilayer wiring board CB which has the wiring pattern W2 etc. which are connected to the conduction | electrical_connection post DP is manufactured by repeating said process by making the surface of the insulating layer Z1 which the conduction | electrical_connection post DP exposes into a wiring formation surface.
以上のように、本実施の形態では、予め配線パターンW1上に、コンタクトホール形成領域DAに撥液部HFを形成した後に、絶縁層形成用液滴ZLを塗布するため、液滴ZLが配線パターンW1上で濡れ拡がった場合でも、コンタクトホール形成領域DAの大きさ、すなわちコンタクトホールCH及び導電ポストDPの大きさを所望の値に確保・制御することが可能になり、高精度に配線パターンW1、W2及び導電ポストDPが形成された多層配線基板CBを製造することが可能になる。また、本実施形態では、導通ポストDPと配線パターンW1とのコンタクトを確保するために必要な撥液部HFの除去処理を、紫外光の照射により絶縁層Z1の硬化処理と同時に行っているため、個別に処理工程を設ける必要がなくなり、生産性の向上に寄与できる。 As described above, in the present embodiment, after the liquid repellent portion HF is formed in the contact hole formation region DA on the wiring pattern W1 in advance, the insulating layer forming droplet ZL is applied. Even when wetting and spreading on the pattern W1, the size of the contact hole formation area DA, that is, the size of the contact hole CH and the conductive post DP can be secured and controlled to desired values, and the wiring pattern can be accurately obtained. It becomes possible to manufacture a multilayer wiring board CB on which W1, W2 and conductive posts DP are formed. Further, in the present embodiment, the removal process of the liquid repellent part HF necessary for securing the contact between the conductive post DP and the wiring pattern W1 is performed simultaneously with the curing process of the insulating layer Z1 by irradiation with ultraviolet light. Therefore, it is not necessary to provide a separate processing step, which can contribute to the improvement of productivity.
また、本実施形態では、コンタクトホールCH及び導電ポストDPの直径を、予め設定したテーブルに基づき、撥液性液滴FLの吐出量で調整しているため、形成すべきコンタクトホールCH及び導電ポストDPの直径に応じて設定する撥液性液滴FLの吐出量を容易、且つ迅速に選定することが可能になり、さらなる生産性の向上に寄与することができる In the present embodiment, the diameters of the contact hole CH and the conductive post DP are adjusted by the discharge amount of the liquid repellent droplet FL based on a preset table. It becomes possible to easily and quickly select the discharge amount of the liquid repellent droplet FL set according to the diameter of the DP, which can contribute to further improvement in productivity.
加えて、本実施形態では、配線パターンW1の形成に際しても、親液部の表面Paを有する基板Pに対して撥液性液滴Lを塗布することにより撥液部Hをパターニング形成するため、高価な露光機やフォトマスク、レーザ光源等を用いる必要がなくなり、コストアップを防止することが可能になる。また、本実施形態では、撥液性液滴Lの吐出量及び吐出ピッチを調整することにより、撥液部Hの幅HA、すなわち配線パターンWの幅を容易に調整することができる。特に、本実施形態では、上記吐出量及び吐出ピッチと撥液部Hの幅HAとの相関関係を示すテーブルを用いているため、形成すべき配線パターンWの幅WAに応じて設定する撥液性液滴Lの吐出量及び吐出ピッチを容易、且つ迅速に選定することが可能になり、生産性の向上に寄与することができる。 In addition, in the present embodiment, when the wiring pattern W1 is formed, the liquid repellent portion H is patterned by applying the liquid repellent liquid droplet L to the substrate P having the surface Pa of the lyophilic portion. It is not necessary to use an expensive exposure machine, photomask, laser light source, etc., and it is possible to prevent an increase in cost. In the present embodiment, the width HA of the liquid repellent portion H, that is, the width of the wiring pattern W can be easily adjusted by adjusting the discharge amount and discharge pitch of the liquid repellent droplets L. In particular, in the present embodiment, since a table showing the correlation between the discharge amount and the discharge pitch and the width HA of the liquid repellent portion H is used, the liquid repellent set according to the width WA of the wiring pattern W to be formed. The discharge amount and discharge pitch of the conductive droplet L can be selected easily and quickly, which can contribute to the improvement of productivity.
(配線パターン形成方法;第1実施形態)
次に、配線パターン形成方法の第1実施形態について、図10を参照して説明する。
図10(a)は、図9(b)で示した状態と同様に、撥液部HFを除いて、配線パターンW1を覆って絶縁層形成用液滴ZLを塗布することにより、コンタクトホールCHが形成されて硬化した絶縁層Z1を示す図である。
なお、この図において、図1乃至図9で示した上記実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
(Wiring Pattern Forming Method; First Embodiment)
Next, a first embodiment of a wiring pattern forming method will be described with reference to FIG.
10A, in the same manner as the state shown in FIG. 9B, the insulating layer forming droplet ZL is applied so as to cover the wiring pattern W1 except for the liquid repellent portion HF. It is a figure which shows the insulating layer Z1 which was formed and was hardened.
In this figure, the same components as those of the above-described embodiment shown in FIGS. 1 to 9 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図10(a)に示すように、撥液部HFを除いて配線パターンW1を覆う絶縁層Z1が形成されると、基板Pの表面側からエネルギー光として、紫外光を撥液部HF及び絶縁層Z1に照射する。
これにより、絶縁層Z1が硬化するとともに、その上面が親液化される。また、同時に、図10(b)に示すように、撥液部HFが分解・除去される、または撥液性が低下する。フッ素樹脂を用いて形成された撥液部HFの場合、紫外光の照射時間に応じて撥液性が低下するが、撥液性が十分に低下する時間で紫外光を照射する。
なお、上述した絶縁層Z1に対する親液化処理の前に、別の硬化工程(例えば加熱処理)を実行してもよい。
As shown in FIG. 10A, when the insulating layer Z1 that covers the wiring pattern W1 except for the liquid repellent portion HF is formed, ultraviolet light is used as energy light from the surface side of the substrate P, and the liquid repellent portion HF and the insulating layer are insulated. The layer Z1 is irradiated.
Thereby, the insulating layer Z1 is cured and the upper surface thereof is made lyophilic. At the same time, as shown in FIG. 10B, the liquid repellent part HF is decomposed and removed, or the liquid repellency is lowered. In the case of the liquid repellent portion HF formed using a fluororesin, the liquid repellency is lowered according to the irradiation time of the ultraviolet light, but the ultraviolet light is irradiated for a time when the liquid repellency is sufficiently lowered.
In addition, you may perform another hardening process (for example, heat processing) before the lyophilic process with respect to the insulating layer Z1 mentioned above.
この後、図10(c)に示すように、上記コンタクトホールCH及び絶縁層Z1上に跨る配線パターンW2の形成領域に、上述した配線パターンW1と同様に、上述した液滴吐出装置IJを用いて、導電材料を含む液滴、ここでは配線パターンW1を形成する際に用いた液滴WLを塗布し、乾燥・焼成することにより、コンタクトホールCHを介して配線パターンW1と接続される配線パターンW2を形成することができる。 Thereafter, as shown in FIG. 10C, in the formation region of the wiring pattern W2 over the contact hole CH and the insulating layer Z1, the above-described droplet discharge device IJ is used similarly to the above-described wiring pattern W1. A wiring pattern that is connected to the wiring pattern W1 through the contact hole CH by applying a droplet containing a conductive material, here the droplet WL used in forming the wiring pattern W1, and drying and firing. W2 can be formed.
このように、本実施形態においても、撥液部HFを用いることにより、当該撥液部HFで規定された大きさのコンタクトホールCHを高精度で形成し、且つこのコンタクトホールCHを介して接続された配線パターンW1、W2を容易に形成することができる。
また、本実施形態では、導電ポストを別途形成する工程を設ける必要がなくなるため、製造効率の向上に寄与できる。
As described above, also in this embodiment, by using the liquid repellent part HF, the contact hole CH having a size defined by the liquid repellent part HF is formed with high accuracy and connected via the contact hole CH. The formed wiring patterns W1, W2 can be easily formed.
Further, in the present embodiment, it is not necessary to provide a step of separately forming the conductive posts, which can contribute to improvement in manufacturing efficiency.
(配線パターン形成方法;第2実施形態)
続いて、配線パターン形成方法の第2実施形態について、図11乃至図13を参照して説明する。
上記配線パターン形成方法の第1実施形態では、導電材料を含む液滴を塗布して配線パターンW1、W2を形成する構成としたが、第2実施形態ではめっき処理を用いて配線パターンを形成する場合について説明する。
なお、この図において、図1乃至図9で示した上記実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
(Wiring Pattern Forming Method; Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the wiring pattern forming method will be described with reference to FIGS.
In the first embodiment of the wiring pattern forming method, the wiring patterns W1 and W2 are formed by applying droplets containing a conductive material. In the second embodiment, the wiring pattern is formed by using a plating process. The case will be described.
In this figure, the same components as those of the above-described embodiment shown in FIGS. 1 to 9 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図11(a)に示すように、例えばPI(ポリイミド)で形成された基板Pの表面PaにUV照射等の表面洗浄処理を施した後に、O2プラズマ処理等の親液化処理を施す。
そして、上述した液滴吐出装置IJを用いて、めっき触媒材料を含む液滴を表面Paの配線パターン形成領域(第1配線形成領域)に塗布・乾燥(例えば100℃、15分間)することにより、めっき触媒層C1を形成する。
As shown in FIG. 11A, for example, surface cleaning processing such as UV irradiation is performed on the surface Pa of the substrate P formed of PI (polyimide), and then lyophilic processing such as O 2 plasma processing is performed.
Then, using the above-described droplet discharge device IJ, a droplet containing a plating catalyst material is applied and dried (for example, at 100 ° C. for 15 minutes) on the wiring pattern forming region (first wiring forming region) on the surface Pa. The plating catalyst layer C1 is formed.
めっき触媒材料を含む液状体としては、Pd、Ni、Ag、Au、Cu、Fe、Co等の触媒作用を有する金属を含有する有機溶媒を用いることができる。また、この液状体としては、基板Pとの密着性を付与するために、カップリング剤を含有する構成としてもよい。カップリング剤としては、例えばアミノ基を有するSiカップリング剤を挙げることができ、中性もしくは酸性であり、より好ましくは液滴吐出ヘッドに対するダメージを軽減する観点から中性のものを用いることが好ましい。
本実施形態では、めっき触媒材料としてパラジウム(Pd)を用いている。
As the liquid containing the plating catalyst material, an organic solvent containing a metal having a catalytic action such as Pd, Ni, Ag, Au, Cu, Fe, or Co can be used. Further, the liquid material may have a configuration containing a coupling agent in order to provide adhesion to the substrate P. Examples of the coupling agent include an Si coupling agent having an amino group, which is neutral or acidic, and more preferably a neutral one is used from the viewpoint of reducing damage to the droplet discharge head. preferable.
In this embodiment, palladium (Pd) is used as the plating catalyst material.
次に、無電解めっき処理を施して、図11(b)に示すように、めっき触媒層C1上に導電層D1を成膜し、例えばホットプレート上で120℃、30分間の熱処理を行うことにより第2配線としての配線パターンW1を形成する。無電解めっき処理に用いられる無電解めっき液としては、めっき触媒材料を含む液状体と同様に、好ましくは中性、もしくは酸性であり、基板Pへのダメージを考慮すると、中性のものを用いることが好ましい。
また、導電層としては、例えばAg、Ni、Au、Co、CuまたはPdを用いることができる。導電層は、複数のめっき層が積層された構成であってもよく、例えばCuめっき層の上にAuめっき層が形成される構成であってもよい。
本実施形態では、導電層形成材料としてCu(すなわち、銅めっき処理)を用いている。
Next, an electroless plating treatment is performed to form a conductive layer D1 on the plating catalyst layer C1 as shown in FIG. 11B, and a heat treatment is performed on a hot plate at 120 ° C. for 30 minutes, for example. Thus, the wiring pattern W1 as the second wiring is formed. The electroless plating solution used for the electroless plating treatment is preferably neutral or acidic like the liquid containing the plating catalyst material, and in consideration of damage to the substrate P, a neutral one is used. It is preferable.
As the conductive layer, for example, Ag, Ni, Au, Co, Cu, or Pd can be used. The conductive layer may have a configuration in which a plurality of plating layers are stacked, for example, a configuration in which an Au plating layer is formed on a Cu plating layer.
In this embodiment, Cu (that is, copper plating treatment) is used as the conductive layer forming material.
次に、配線パターンW1上のコンタクトホール形成領域DAに、上述した液滴吐出装置IJを用いて液滴吐出ヘッド301から、絶縁層Z1の絶縁層形成材料を含む液状体に対して撥液性を有する液滴を塗布・乾燥することにより、絶縁層形成材料を含む液状体に対する撥液部(絶縁層用撥液部)HFを形成する。続いて、上述した液滴吐出装置IJを用い、撥液部HFを除いて配線パターンW1を覆って絶縁層形成材料(PI、アクリル、エポキシ樹脂等)を含む液滴を塗布し、硬化処理を施すことにより、絶縁層Z1を形成する。この硬化処理としては、絶縁層形成材料が熱硬化性材料であれば、例えば200℃、30分間の加熱処理を行い、絶縁層形成材料が光硬化性材料であれば、例えばUV光を1000〜3000mj照射する処理を行う。
Next, the contact hole forming area DA on the wiring pattern W1 is made liquid repellent with respect to the liquid containing the insulating layer forming material of the insulating layer Z1 from the
この後、基板Pの表面に対して、UV照射処理またはO2プラズマ処理を実施することにより、絶縁膜Z1の表面を親液化するとともに、撥液部HF(撥液性分)が除去されて、図12(a)に示すように、絶縁膜Z1に囲まれて配線パターンW1が露出するコンタクトホールCHが形成される。 Thereafter, the surface of the substrate P is subjected to UV irradiation treatment or O 2 plasma treatment, thereby making the surface of the insulating film Z1 lyophilic and removing the liquid repellent portion HF (liquid repellent content). As shown in FIG. 12A, a contact hole CH that is surrounded by the insulating film Z1 and exposes the wiring pattern W1 is formed.
続いて、上述した液滴吐出装置IJを用い、上述しためっき触媒材料(Pd)を含む液滴を、図12(b)に示すように、2つのコンタクトホールCH及び、これら2つのコンタクトホールCHの間の絶縁層Z1上に跨る配線パターン形成領域(第2配線形成領域)にパターニング塗布し、乾燥(例えばホットプレート上で80℃、5分間)することにより、2つのコンタクトホールCHに充填されるとともに、これらのコンタクトホールCH間に懸架して成膜されるめっき触媒層C2を形成する。 Subsequently, using the above-described droplet discharge device IJ, as shown in FIG. 12B, the droplets containing the above-described plating catalyst material (Pd) are separated into two contact holes CH and these two contact holes CH. By patterning and applying to a wiring pattern forming region (second wiring forming region) straddling the insulating layer Z1 between and drying (for example, at 80 ° C. for 5 minutes on a hot plate), the two contact holes CH are filled. At the same time, a plating catalyst layer C2 is formed that is suspended between these contact holes CH.
めっき触媒層C2が形成されると、無電解めっき処理を施して、図12(c)に示すように、めっき触媒層C2上に導電層D2を成膜し、例えばホットプレート上で120℃、30分間の熱処理を行うことにより第2配線として、Cuめっきによる配線パターンW2を形成する。 When the plating catalyst layer C2 is formed, an electroless plating process is performed to form a conductive layer D2 on the plating catalyst layer C2, as shown in FIG. 12 (c). By performing heat treatment for 30 minutes, a wiring pattern W2 by Cu plating is formed as the second wiring.
次に、図13(a)に示すように、配線パターンW2上のコンタクトホール形成領域DA2に、上述した液滴吐出装置IJを用いて、絶縁層形成材料を含む液状体に対して撥液性を有する液滴を塗布・乾燥することにより、絶縁層形成材料を含む液状体に対する撥液部(絶縁層用撥液部)HF2を形成する。続いて、上述した液滴吐出装置IJを用い、撥液部HF2を除いて配線パターンW2を覆って絶縁層形成材料(PI、アクリル、エポキシ樹脂等)を含む液滴を塗布し、絶縁層に対する硬化処理を施すことにより、絶縁層Z2を形成する。この硬化処理としては、絶縁層Z1に対する硬化処理と同様の処理を選択できる。 Next, as shown in FIG. 13A, the contact hole forming region DA2 on the wiring pattern W2 is made liquid repellent with respect to the liquid containing the insulating layer forming material by using the above-described droplet discharge device IJ. The liquid-repellent part (liquid-repellent part for insulating layer) HF2 with respect to the liquid containing the insulating layer forming material is formed by applying and drying the droplets having the above. Subsequently, using the above-described droplet discharge device IJ, a droplet containing an insulating layer forming material (PI, acrylic, epoxy resin, etc.) is applied to cover the wiring pattern W2 except for the liquid repellent portion HF2, and applied to the insulating layer. By performing a curing process, the insulating layer Z2 is formed. As this hardening process, the process similar to the hardening process with respect to the insulating layer Z1 can be selected.
この後、基板Pの表面に対して、UV照射処理またはO2プラズマ処理を実施することにより、絶縁膜Z2の表面の親液化、撥液部HF2(撥液性分)の除去によるコンタクトホールCH2の形成、めっき触媒材料(Pd)を含む液滴のパターニング塗布・乾燥によるめっき触媒層C3の形成、無電解めっき処理によりめっき触媒層C3上への導電膜D3の成膜を順次行うことにより、図13(b)に示すように、コンタクトホールCH2で配線パターンW2と接続する配線パターンW3を形成することができる。 Thereafter, the surface of the substrate P is subjected to UV irradiation treatment or O 2 plasma treatment, thereby making the surface of the insulating film Z2 lyophilic and removing the lyophobic portion HF2 (liquid repellency) contact hole CH2. , Forming a plating catalyst layer C3 by patterning and drying droplets containing a plating catalyst material (Pd), and successively forming a conductive film D3 on the plating catalyst layer C3 by electroless plating treatment, As shown in FIG. 13B, a wiring pattern W3 connected to the wiring pattern W2 through the contact hole CH2 can be formed.
次いで、同様に、図13(c)に示すように、撥液部の形成、撥液部を除いた領域への絶縁層Z3の形成、絶縁層Z3表面への親液化及び撥液部除去によるコンタクトホールCH3の形成、めっき触媒材料(Pd)を含む液滴のパターニング塗布・乾燥によるめっき触媒層C4の形成、無電解めっき処理によりめっき触媒層C4上への導電膜D4の成膜を順次行うことにより、コンタクトホールCH3で配線パターンW3と接続する配線パターン(パッド部)W4を形成することができる。 Next, similarly, as shown in FIG. 13C, by forming a liquid repellent part, forming an insulating layer Z3 in a region excluding the liquid repellent part, making the surface of the insulating layer Z3 lyophilic and removing the liquid repellent part. The contact hole CH3 is formed, the plating catalyst layer C4 is formed by patterning coating and drying of droplets containing a plating catalyst material (Pd), and the conductive film D4 is formed on the plating catalyst layer C4 by electroless plating. Thus, a wiring pattern (pad portion) W4 connected to the wiring pattern W3 through the contact hole CH3 can be formed.
このように、本実施形態では、撥液部形成、絶縁層形成及び親液化処理・撥液部除去処理、めっき触媒層形成処理、めっき触媒層上への導電層成膜による配線パターン形成処理を繰り返すことにより、撥液部で規定された大きさのコンタクトホールを高精度で形成し、且つこのコンタクトホールを介して接続された積層構造の配線パターンW1〜W4を容易に形成することができる。 Thus, in this embodiment, the liquid repellent part formation, the insulating layer formation and the lyophilic process / liquid repellent part removal process, the plating catalyst layer forming process, and the wiring pattern forming process by forming the conductive layer on the plating catalyst layer are performed. By repeating, it is possible to form a contact hole having a size defined by the liquid repellent portion with high accuracy and easily form the wiring patterns W1 to W4 having a laminated structure connected through the contact hole.
また、本実施形態では、コンタクトホールへの充填部も含めて配線パターンW1〜W4がめっき処理により成膜されるため、液滴吐出方式と比べて緻密で電気抵抗の小さい配線を形成することが可能になる。 Further, in this embodiment, since the wiring patterns W1 to W4 including the contact hole filling portion are formed by plating, it is possible to form a wiring that is denser and has a lower electrical resistance than the droplet discharge method. It becomes possible.
なお、上記実施形態では、めっき触媒材料(Pd)を含む液滴のパターニング塗布前に、撥液部の除去処理を実施しているが、例えばめっき処理で形成した配線上に塗布した撥液材が濡れ拡がって、膜厚が薄くなった場合には、撥液部の除去処理を行うことなく、コンタクトホールに露出する配線との電気的接続が可能になる場合もある。そのため、上記撥液部の除去処理は必須というものではなく、コンタクトホールに露出する配線との電気的接続の可否に応じて適宜実施すればよい。 In the above embodiment, the liquid repellent part is removed before the patterning application of the droplet containing the plating catalyst material (Pd). For example, the liquid repellent material applied on the wiring formed by the plating process When the film spreads and the film thickness becomes thin, there may be a case where electrical connection with the wiring exposed in the contact hole is possible without performing the removal process of the liquid repellent portion. Therefore, the removal process of the liquid repellent part is not essential, and may be appropriately performed depending on whether or not electrical connection with the wiring exposed in the contact hole is possible.
(多層配線基板)
続いて、多層配線基板の別形態について図14を参照して説明する。
ここでは、携帯電話に搭載される多層配線基板の例を用いて説明する。
図14に示す多層配線基板500は、シリコンからなる基材10上に、3つの配線層P1、P2、P3が積層されてなるものである。
なお、基材10としては、他にもガラス、石英ガラス、金属板など各種のものが挙げられる。さらに、これら各種の素材基板の表面に半導体膜、金属膜、絶縁膜、有機膜、などが下地層として形成されたものも含む。
(Multilayer wiring board)
Next, another embodiment of the multilayer wiring board will be described with reference to FIG.
Here, an example of a multilayer wiring board mounted on a mobile phone will be described.
A
In addition, as a
配線層P1は、電極部20aを有するチップ部品(電子部品)20及び電極部21aを有するチップ部品(電子部品)21が絶縁膜(絶縁層)13に埋め込まれ、この絶縁膜13上に電極部20a、21aに接続される配線15が成膜されてなるものである。配線15は、第1層間絶縁膜60に覆われており、図10中、両側に位置する配線15は、第1層間絶縁膜60を貫通するスルーホール(導電ポスト)H1、H2にそれぞれ接続されている。
In the wiring layer P1, a chip component (electronic component) 20 having an
前記チップ部品20、21としては、抵抗、コンデンサー、ICチップ等が挙げられ、本実施形態では、チップ部品20として抵抗を用い、チップ部品21としてコンデンサーを用いた。また、チップ部品20、21は、その電極部20a、21aを上方に向けた状態で基材10上に配置されている。
なお、実際には電極部20a、21aは、チップ部品20、21の上面と略面一であるが、ここでは、突起状に図示している。また、液滴吐出方式等を用いて導電性インクを吐出することで実際に突起を形成してもよい。
Examples of the
In practice, the
絶縁膜(絶縁層)13、60は、上述した液滴吐出装置IJによる液滴吐出方式を用いて絶縁性インク(絶縁材料)を塗布し、該絶縁性インクを硬化させることで形成されたものである。この絶縁性インクとしては、ここでは光エネルギを付与した際に硬化する光硬化性、及び熱エネルギを付与した際に硬化する熱硬化性を有する材料として、アクリル系の感光性樹脂を含んでいる。 The insulating films (insulating layers) 13 and 60 are formed by applying an insulating ink (insulating material) using the droplet discharge method by the droplet discharge device IJ described above and curing the insulating ink. It is. As this insulating ink, here, an acrylic photosensitive resin is included as a material having photocurability that cures when light energy is applied and thermosetting property that cures when heat energy is applied. .
配線15及びスルーホールH1、H2は、液滴吐出装置IJによる液滴吐出方式を用いて導電性インクを吐出することで形成されたものである。本実施形態では、銀微粒子を含む導電性インクを用いている。
The
配線層P2は、第1層間絶縁膜60上に配設され外部接続用の端子72を有するICチップ(電子部品)70と、スルーホールH1に接続される配線61と、これらICチップ70及び配線61が覆われる第2層間絶縁膜62と、配線61に接続され絶縁膜62を貫通するスルーホールH3と、同じく絶縁膜62を貫通する上述したスルーホールH2の一部とを有している。
The wiring layer P2 includes an IC chip (electronic component) 70 provided on the first
第2層間絶縁膜62は、上述した液滴吐出装置IJによる液滴吐出方式を用いて上記絶縁膜13、60と同一材料で形成されている。
また、配線61及びスルーホールH3は、液滴吐出装置IJによる液滴吐出方式を用いて配線15及びスルーホールH1、H2と同一材料で形成されている。
The second
Further, the
配線層P3は、絶縁膜62上に形成されICチップ70の端子72及びスルーホールH2に接続される配線63Aと、ICチップ70の端子72及びスルーホールH3に接続される配線63Bと、これら配線63A、63Bが覆われる第3層間絶縁膜64と、配線63Aに接続され絶縁膜64を貫通するスルーホールH4と、配線63Bに接続され絶縁膜64を貫通するスルーホールH5と、絶縁膜64上に設けられスルーホールH5と接続されるチップ部品(電子部品)24と、絶縁膜64上に設けられスルーホールH4と接続されるチップ部品(電子部品)25とを有している。
The wiring layer P3 is formed on the insulating
第3層間絶縁膜64は、上述した液滴吐出装置IJによる液滴吐出方式を用いて上記絶縁膜13、60、62と同一材料で形成されている。
また、配線63A、63B、スルーホールH4、H5は、液滴吐出装置IJによる液滴吐出方式を用いて配線15、61及びスルーホールH1、H2、H3と同一材料で形成されている。
また、チップ部品24、25としては、ここでは、アンテナ素子及び水晶振動子がそれぞれ実装される。
The third
Further, the
As the
本実施形態の多層配線基板500においては、スルーホールH1〜H5が上述したコンタクトホール形成方法及び導電ポスト形成方法で形成されるため、スルーホールの大きさを所望の値に確保・制御することが可能になり、高精度にスルーホールが形成された多層配線基板500を製造することが可能になる。
なお、上記スルーホール(導電ポスト)を別途形成する工程を設けることなく、上述した配線パターン形成方法を用い、上層の配線パターンを形成する際に、コンタクトホールに配線パターン形成材料を充填することにより、下層の配線パターンとの電気的接続を確保する構成としてもよい。
In the
By using the above-described wiring pattern forming method without forming a step of separately forming the through hole (conductive post), the contact hole is filled with a wiring pattern forming material when forming the upper wiring pattern. The electrical connection with the lower wiring pattern may be ensured.
(スイッチング素子(TFT素子))
次に、上述したコンタクトホール形成方法、導電ポスト形成方法、配線パターン形成方法を用いて形成されたスイッチング素子(TFT素子)の例について、図15を参照して説明する。
本実施形態では、複数の画素領域を有し、互いに異なる発光特性により各画素領域で複数の発光色で発光する有機EL装置に設けられたTFT素子について説明する。
(Switching element (TFT element))
Next, an example of a switching element (TFT element) formed using the above-described contact hole forming method, conductive post forming method, and wiring pattern forming method will be described with reference to FIG.
In the present embodiment, a description will be given of a TFT element provided in an organic EL device having a plurality of pixel regions and emitting light in a plurality of emission colors in each pixel region due to different light emission characteristics.
図15に、有機EL装置100における表示領域の断面構造を拡大した図を示す。この図15には3つの画素領域Aを示している。有機EL装置100は、基板202上に、TFTなどの回路等が形成された回路素子部214と、有機層(発光部)110が形成されたEL素子部211とが順次積層されて構成されている。
この有機EL装置100においては、有機層110から基板2側に発した光が、回路素子部214及び基板202を透過して基板202の下側(観測者側)に出射されるとともに、有機層110から基板202の反対側に発した光が陰極212により反射されて、回路素子部214及び基板202を透過して基板202の下側(観測者側)に出射されるようになっている。
なお、陰極212として透明な材料を用いることにより、この陰極212側から光を出射させることも可能である。
FIG. 15 is an enlarged view of the cross-sectional structure of the display area in the
In the
Note that by using a transparent material for the
回路素子部214には、基板202上にシリコン酸化膜からなる下地保護膜202cが形成され、この下地保護膜202c上には多結晶シリコンからなる島状の半導体膜141が形成されている。なお、半導体膜141には、ソース領域141a及びドレイン領域141bが高濃度Pイオン打ち込みによって形成されており、また、Pが導入されなかった部分はチャネル領域141cとなっている。
さらに、回路素子部214には、下地保護膜202c及び半導体膜141を覆う透明なゲート絶縁膜142が形成され、ゲート絶縁膜142上にはAl、Mo、Ta、Ti、W等からなるゲート電極143が形成され、ゲート電極143及びゲート絶縁膜142上には透明な第1層間絶縁膜144aと第2層間絶縁膜144bとが形成されている。ゲート電極143は、半導体膜141のチャネル領域141cに対応する位置に設けられている。
In the
Further, a transparent
また、第1、第2層間絶縁膜144a、144bには、半導体膜141のソース・ドレイン領域141a、141bにそれぞれ接続されるコンタクトホール145、146が形成されており、これらコンタクトホール145、146内にはそれぞれ導電材料が埋め込まれている。
そして、第2層間絶縁膜144b上には、ITO等からなる透明な画素電極111が所定の形状にパターニングされて形成され、一方のコンタクトホール145がこの画素電極111に接続されている。
また、もう一方のコンタクトホール146が電源線163に接続されている。
このようにして、回路素子部14には、各画素電極111に接続された薄膜トランジスタ(TFT素子)123が形成されている。
Further, contact holes 145 and 146 connected to the source /
On the second
The
In this way, in the circuit element portion 14, a thin film transistor (TFT element) 123 connected to each
EL素子部211は、複数の画素電極111…上の各々に積層された有機層110と、各画素電極111及び有機層110の間に備えられて各有機層110を区画するバンク部112と、有機層110上に形成された対向電極(陰極)212とを主体として構成されている。
ここで、画素電極111は、透明導電性材料、例えばITOによって形成されたもので、平面視略矩形にパターニングされたものである。この各画素電極111…の間にはバンク部112が設けられている。
The EL element unit 211 includes an
Here, the
バンク部112は、基板202側にSiO2等からなる無機バンク層112aと、この無機バンク層112a上に形成された有機バンク層112bとから構成されたものである。
無機バンク層112aは、画素電極111の周縁部上に乗上げるように形成されたもので、平面視した状態で画素電極111の周囲と無機バンク層112aとが平面的に重なるように配置された構造となっている。また、有機バンク層112bも、平面視した状態で画素電極111の一部と重なるように配置されている。
また、有機バンク層112bには開口部112cが形成されており、後述するようにこの開口部112c内に機能層の形成材料が配置され成膜されることにより、機能層からなる有機層110が形成されるようになっている。なお、有機バンク層112bは、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の耐熱性、耐溶媒性のある材料によっって形成されている。
The
The
In addition, an
有機層110は、画素電極(陽極)111と対向電極(陰極)212との間に配設されたことにより、これら画素電極111と対向電極212と共に有機EL素子を構成するものとなっている。ここで、本実施形態においては、異なる発光特性としてフルカラー表示をなすべく、赤色の発光特性を有する画素Rとなる有機EL素子と、緑色の発光特性を有する画素Gとなる有機EL素子と、青色の発光特性を有する画素Bとなる有機EL素子とが備えられている。
The
本実施形態では、これら3種類の有機EL素子それぞれが、その有機層110として、正孔注入/輸送層(第1有機層)151(151R、151G、151B)と発光層(第2有機層)150(150R、150G、150B)とを備えた構成となっている。
In the present embodiment, each of these three types of organic EL elements has a hole injection / transport layer (first organic layer) 151 (151R, 151G, 151B) and a light emitting layer (second organic layer) as the
そして、本実施形態では、コンタクトホール145、146を上述したコンタクトホール形成方法や導電ポスト形成方法を用いて形成することができ、また、当該コンタクトホール146と接続される電源線163や、コンタクトホール145と接続される画素電極111を形成する際には、上述した配線パターン形成方法を用いることができる。
In this embodiment, the contact holes 145 and 146 can be formed using the contact hole forming method or the conductive post forming method described above, and the
従って、本実施形態では、コンタクトホールの大きさを所望の値に確保・制御することが可能になり、高精度にコンタクトホールが形成された薄膜トランジスタ(TFT素子)123を製造することが可能になる。 Therefore, in the present embodiment, the size of the contact hole can be secured and controlled to a desired value, and the thin film transistor (TFT element) 123 in which the contact hole is formed with high accuracy can be manufactured. .
(電子機器)
続いて、本発明に係る電子機器の具体例について説明する。
図16(a)は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図16(a)において、600は上記実施形態の多層配線基板を備えた携帯電話本体を示し、601は液晶表示部を示している。
図16(b)は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図16(b)において、700は情報処理装置、701はキーボードなどの入力部、703は上記実施形態の多層配線基板を備えた情報処理本体、702は液晶表示部を示している。
図16(c)は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図16(c)において、800は上記実施形態の多層配線基板を備えた時計本体を示し、801は液晶表示部を示している。
図16(a)〜(c)に示す電子機器は、上記実施形態の多層配線基板製造方法を用いて製造されたものであるので、高精度に形成された配線、導電ポストを有するため、高品質に製造することが可能になる。
なお、本実施形態の電子機器は液晶装置を備えるものとしたが、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、プラズマ型表示装置等、他の電気光学装置を備えた電子機器とすることもできる。
(Electronics)
Next, specific examples of the electronic device according to the present invention will be described.
FIG. 16A is a perspective view showing an example of a mobile phone. In FIG. 16A,
FIG. 16B is a perspective view illustrating an example of a portable information processing apparatus such as a word processor or a personal computer. In FIG. 16B,
FIG. 16C is a perspective view illustrating an example of a wristwatch type electronic device. In FIG. 16C,
Since the electronic devices shown in FIGS. 16A to 16C are manufactured using the multilayer wiring board manufacturing method of the above-described embodiment, the electronic devices have wirings and conductive posts formed with high precision. It becomes possible to manufacture to quality.
In addition, although the electronic device of this embodiment shall be provided with a liquid crystal device, it can also be set as the electronic device provided with other electro-optical devices, such as an organic electroluminescent display apparatus and a plasma type display apparatus.
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。 As described above, the preferred embodiments according to the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the examples. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described examples are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.
また、上記実施形態では、基板Pに対して親液性を高めるために、表面処理工程として洗浄処理を実施するものとして説明したが、これに限定されるものではなく、例えば機能液(パターン用液滴)に対して親液性を示すシランカップリング剤やチタンカップリング剤を表面Paに塗布しておく構成や、酸化チタン微粒子を塗布しておく構成を採ってもよい。 Moreover, in the said embodiment, in order to improve lyophilicity with respect to the board | substrate P, although demonstrated as what implements a washing process as a surface treatment process, it is not limited to this, For example, it is a functional liquid (for pattern A configuration in which a silane coupling agent or a titanium coupling agent exhibiting lyophilicity with respect to (liquid droplets) is applied to the surface Pa, or a configuration in which titanium oxide fine particles are applied may be employed.
C1…めっき触媒層、 CB…多層配線基板、 CH…コンタクトホール、 DA…導電ポスト形成領域、 DP…導電ポスト、 GB…額縁部、 H…撥液部(配線用撥液部)、 HF…撥液部(絶縁層用撥液部)、 L…液滴、 MS…メッシュ部、 P…基板、 Pa…表面(親液部、配線形成面)、 SL…電磁波シールド(電気光学装置)、 W1…配線パターン(配線、第1配線)、 W2…配線パターン(配線、第2配線)、 100…液晶表示装置(電気光学装置)、 400…非接触型カード媒体(電子機器)、 500…プラズマ型表示装置(電気光学装置)、 600…携帯電話本体(電子機器)、 700…情報処理装置(電子機器)、 800…時計本体(電子機器) C1 ... Plating catalyst layer, CB ... Multilayer wiring board, CH ... Contact hole, DA ... Conductive post forming region, DP ... Conductive post, GB ... Frame portion, H ... Liquid repellent portion (wiring repellent portion), HF ... Repellent Liquid part (liquid repellent part for insulating layer), L ... droplet, MS ... mesh part, P ... substrate, Pa ... surface (lyophilic part, wiring formation surface), SL ... electromagnetic wave shield (electro-optical device), W1 ... Wiring pattern (wiring, first wiring), W2 ... Wiring pattern (wiring, second wiring), 100 ... Liquid crystal display device (electro-optical device), 400 ... Non-contact card medium (electronic device), 500 ... Plasma display Device (electro-optical device), 600 ... mobile phone main body (electronic device), 700 ... information processing device (electronic device), 800 ... watch main body (electronic device)
Claims (14)
前記配線上のコンタクトホール形成領域に、絶縁層形成材料を含む液状体に対して撥液性を有する撥液材料の液滴を塗布して撥液部を形成する工程と、
前記撥液部を除いて、前記配線を覆って前記絶縁層形成材料を含む液滴を塗布して絶縁層を形成する工程と、
を有することを特徴とするコンタクトホール形成方法。 A method of forming a contact hole for connecting through the insulating layer in the wiring covered with the insulating layer,
Applying a liquid repellent material droplet having a liquid repellent property to a liquid containing an insulating layer forming material in a contact hole forming region on the wiring to form a liquid repellent portion;
Excluding the liquid repellent portion, covering the wiring and applying a droplet containing the insulating layer forming material to form an insulating layer;
A contact hole forming method characterized by comprising:
前記コンタクトホールの直径を前記撥液性液滴の吐出量で調整することを特徴とするコンタクトホール形成方法。 The contact hole forming method according to claim 1,
A contact hole forming method, wherein a diameter of the contact hole is adjusted by a discharge amount of the liquid repellent droplet.
前記撥液材料は、シラン化合物及びフルオロアルキル基を有する化合物の少なくとも一方を含むことを特徴とするコンタクトホール形成方法。 The contact hole forming method according to claim 1 or 2,
The contact hole forming method, wherein the liquid repellent material includes at least one of a silane compound and a compound having a fluoroalkyl group.
前記シラン化合物は、自己組織化膜であることを特徴とする導電ポスト形成方法。 In the contact hole formation method of Claim 3,
The method of forming a conductive post, wherein the silane compound is a self-assembled film.
前記撥液材料は、フッ素化合物を含むことを特徴とするコンタクトホール形成方法。 In the contact hole formation method according to any one of claims 1 to 4,
The contact hole forming method, wherein the liquid repellent material contains a fluorine compound.
配線形成材料を含む液滴に対して親液性を有する配線形成面の非配線形成領域に、前記配線形成材料を含む液状体に対して撥液性を有する第2撥液材料の液滴を塗布して配線用撥液部を形成する工程と、
前記配線用撥液部の間の親液部に前記配線形成材料を含む液滴を塗布して前記配線を形成する工程とを有することを特徴とするコンタクトホール形成方法。 In the contact hole formation method according to any one of claims 1 to 5,
A droplet of the second liquid repellent material having liquid repellency to the liquid containing the wiring formation material is applied to the non-wiring formation region of the wiring formation surface having lyophilicity with respect to the liquid droplet containing the wiring formation material. Applying and forming a wiring liquid-repellent part;
And a step of forming the wiring by applying a droplet containing the wiring forming material to a lyophilic portion between the liquid repellent portions for wiring.
請求項1から6のいずれか一項に記載のコンタクトホール形成方法により、コンタクトホールを形成する工程と、
形成されたコンタクトホールに導電材料を含む液滴を塗布して導電ポストを形成する工程とを有することを特徴とする導電ポスト形成方法。 A method of forming a conductive post connected to the wiring covered by the insulating layer through the insulating layer,
A step of forming a contact hole by the contact hole forming method according to claim 1;
And a step of forming a conductive post by applying a droplet containing a conductive material to the formed contact hole.
前記撥液部にエネルギー光を照射する工程を有することを特徴とする導電ポスト形成方法。 In the conductive post formation method according to claim 7,
A method for forming a conductive post, comprising the step of irradiating the liquid repellent part with energy light.
少なくとも前記撥液部と前記導電ポストとを加熱して、前記配線と前記導電ポストとを溶着させる工程を有することを特徴とする導電ポスト形成方法。 In the conductive post formation method according to claim 7,
A method for forming a conductive post, comprising a step of heating at least the liquid repellent portion and the conductive post to weld the wiring and the conductive post.
請求項1から6のいずれか一項に記載のコンタクトホール形成方法により、コンタクトホールを形成する工程と、
前記絶縁層を硬化させる工程と、
前記撥液部及び前記絶縁層にエネルギー光を照射する工程と、
前記絶縁層上及び前記コンタクトホールに跨って、前記第2配線を形成する工程とを有することを特徴とする配線パターン形成方法。 A wiring pattern forming method for forming a second wiring connected to a wiring covered with an insulating layer through a contact hole penetrating the insulating layer,
A step of forming a contact hole by the contact hole forming method according to claim 1;
Curing the insulating layer;
Irradiating the liquid repellent part and the insulating layer with energy light;
Forming a second wiring on the insulating layer and across the contact hole.
前記絶縁層上及び前記コンタクトホールに跨る第2配線形成領域に、導電材料を含む液滴を塗布して前記第2配線を形成することを特徴とする配線パターン形成方法。 In the wiring pattern formation method of Claim 10,
A method for forming a wiring pattern, comprising: applying a droplet containing a conductive material to the second wiring formation region on the insulating layer and over the contact hole to form the second wiring.
前記絶縁層上及び前記コンタクトホールに跨る第2配線形成領域に、めっき用触媒材料を含む液滴を塗布してめっき用触媒層を形成する工程と、
めっき処理により前記めっき用触媒層上に前記第2配線を形成する工程とを有することを特徴とする配線パターン形成方法。 In the wiring pattern formation method of Claim 10,
Forming a plating catalyst layer by applying droplets containing a plating catalyst material on the insulating layer and the second wiring formation region straddling the contact hole;
Forming a second wiring on the plating catalyst layer by a plating process.
前記コンタクトホールを請求項1から6のいずれか一項に記載のコンタクトホール形成方法により形成することを特徴とする多層配線基板の製造方法。 A first wiring and a second wiring are stacked via an insulating layer, and the first wiring and the second wiring are connected through a contact hole,
A method for manufacturing a multilayer wiring board, wherein the contact hole is formed by the contact hole forming method according to claim 1.
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