JP4193758B2 - 層形成装置 - Google Patents
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図1の層形成装置10は、これら5つの層形成装置の1つである。層形成装置10は、所定のレベルに位置する面上に絶縁層を形成する装置である。この層形成装置10は、一対のリールW1と、吐出装置10Aと、オーブン10Bと、を含んでいる。吐出装置10Aは、物体上の任意の位置に向けて液状の材料を吐出する装置である。吐出装置10Aによって付与または塗布された液状の材料は、物体上で任意のパターンを呈し得る。また、オーブン10Bは、吐出装置10Aによって付与または塗布された液状の材料を加熱することで活性化する装置である。
以下では、吐出装置10Aについて構成・機能を説明する。なお、他の層形成装置における吐出装置の構成も、基本的に吐出装置10Aの構成と同じなので、他の吐出装置において吐出装置10Aの構成要素と同様の構成要素には、吐出装置10Aの構成要素と同一の参照符号を付す。
図3に示すように、吐出ヘッド部103において、4つの光照射装置113A、113B、113C、113Dとヘッド114とは、キャリッジ103Aに固定されている。このため、光照射装置113A、113B、113C、113Dのそれぞれとヘッド114との間の相対位置関係は固定されている。そして、相対位置関係が固定されているので、吐出ヘッド部103がステージ106に対して相対移動する場合に、ヘッド114とともに光照射装置113A、113B、113C、113Dも相対移動する。
次に、制御部112の構成を説明する。図5に示すように、制御部112は、入力バッファメモリ200と、記憶装置202と、処理部204と、光源駆動部205と、走査駆動部206と、ヘッド駆動部208と、を備えている。入力バッファメモリ200と処理部204とは相互に通信可能に接続されている。処理部204と、記憶装置202と、光源駆動部205と、走査駆動部206と、ヘッド駆動部208とは、図示しないバスによって相互に通信可能に接続されている。
上述の「液状の材料111」とは、ヘッド114のノズル118から液滴として吐出されうる粘度を有する材料をいう。ここで、液状の材料111が水性であると油性であるとを問わない。ノズル118から吐出可能な流動性(粘度)を備えていれば十分で、固体物質が混入していても全体として流動体であればよい。ここで、液状の材料111の粘度は1mPa・s以上50mPa・s以下であるのが好ましい。粘度が1mPa・s以上である場合には、液状の材料111の液滴Dを吐出する際にノズル118の周辺部が液状の材料111で汚染されにくい。一方、粘度が50mPa・s以下である場合は、ノズル118における目詰まり頻度が小さく、このため円滑な液滴の吐出を実現できる。
最初に、ベース基板1aのほぼ同一レベル上に第1導電層21を形成する。具体的には、図6(a)に示すように、まず、ベース基板1aを第1吐出装置のステージ106上に位置させる。そうすると第1吐出装置は、第1ビットマップデータに応じて、ベース基板1a上に第1導電性材料層21Bを形成する。
第1パターン形状の第1導電層21が設けられた後では、ベース基板1a上に第1導電層21の厚さに相当する段差が生じる。そこで、図6(d)に示すように、本実施形態では、ベース基板1aの部分であって第1導電層21がない部分に第1絶縁層31を形成する。第1絶縁層31は第1導電層21の側面を覆うので、このことで第1導電層21によって生じた段差がなくなる。
第1絶縁層31を形成した後で、第1導電層21と第1絶縁層31とを覆う第2絶縁層を形成する。
以下では、第2絶縁層の形成をより具体的に説明する。まず、図7(b)に示すように、吐出装置10A(第3吐出装置)は、ベース基板1aに対するノズル118T(図4)の相対位置をY軸方向の正の方向に、相対速度Vで変化させる。そして、ノズル118Tが第1部分41に対応する位置に達した場合に、ヘッド114は絶縁材料311の液滴を吐出する。ここで、吐出装置10Aは、ベース基板1aに対するヘッドの相対的な進行方向に関して、ヘッド114よりも後方に位置する光照射装置113A、113Bのうち、ヘッド114に近い側の光照射装置113Aの状態をON状態に維持する。そして、残りの3つの光照射装置113B、113C、113Dの状態をいずれもOFF状態に維持する。
第2絶縁材料層の層境界部を形成した後で、層内部を形成する。具体的にはまず、図7(d)に示すように、吐出装置10Aは、ベース基板1aに対するノズル118T(図4)の相対位置をY軸方向の正の方向に、相対速度Vで変化させる。そして、ノズル118Tが第2部分42に対応する位置に達した場合に、ヘッド114は絶縁材料311の液滴を吐出する。ここで、吐出装置10Aは、ヘッド114の相対的な進行方向に関して、ヘッド114よりも後方に位置する光照射装置113A、113Bのうち、ヘッド114から遠い側の光照射装置113Bの状態をON状態に維持する。残りの3つの光照射装置113A、113C、113Dの状態はそれぞれOFF状態に維持される。
第2絶縁層32を形成した後で、第2絶縁層32に設けられたコンタクトホール35を貫通する第2導電層を形成する。
第3導電層23を形成した後で、第3導電層23を覆う第3絶縁層を形成する。具体的には、図9(a)に示すように、まず、ベース基板1aを第5吐出装置のステージ106上に位置させる。そうすると第5吐出装置は、第6ビットマップデータに応じて、第3導電層23を覆う第3絶縁材料層33Bを形成する。
上記実施形態では、第2部分42に着弾した絶縁材料311の液滴には、層形成期間が経過した後で光照射装置113BからのUV光が照射される。しかしながら、第2部分42に着弾した絶縁材料311には、層形成期間が経過した後でも、なんら光照射がなされなくてもよい。このような方法であっても、第1部分41に着弾した絶縁材料311の塗れ広がりの度合いと、第2部分42に着弾した絶縁材料311の塗れ広がりの度合いとを、異ならせることができるからである。
上記実施形態では、第1絶縁層31および第2絶縁層32は、ポリイミドからなる。ただし、ポリイミドに代えて、他のポリマーからなってもよい。第1絶縁層31および第2絶縁層32が他のポリマーからなる場合には、絶縁材料311が、感光性ポリイミド前駆体に代えて、対応する感光性ポリマー前駆体を含んでいればよい。
上記実施形態では、ポリイミドからなるベース基板1a上に導電配線が形成される。しかしながら、このようなベース基板1aに代えて、セラミック基板やガラス基板やエポキシ基板やガラスエポキシ基板やシリコン基板などが利用されても、上記実施形態で説明した効果と同様の効果が得られる。なお、シリコン基板を利用する場合には、導電性材料を吐出する前に、基板表面にパシベーション膜を形成してもよい。なお、どのような基板や膜が用いられても、上述したように、ノズル118からの液状の材料111が着弾して塗れ広がることになる部分は「被吐出部」に対応する。
上記実施形態の導電性材料211には、銀のナノ粒子が含まれている。しかしながら、銀のナノ粒子に代えて、他の金属のナノ粒子が用いられてもよい。ここで、他の金属として、例えば、金、白金、銅、パラジウム、ロジウム、オスミウム、ルテニウム、イリジウム、鉄、錫、亜鉛、コバルト、ニッケル、クロム、チタン、タンタル、タングステン、インジウムのいずれか1つが利用されてもよいし、または、いずれか2つ以上が組合せられた合金が利用されてもよい。ただし、銀であれば比較的低温で還元できるため、扱いが容易であり、この点で、インクジェット法を利用する場合には、銀のナノ粒子を含む導電性材料211を利用することは好ましい。
上記実施形態によれば、オーブンによる加熱によって第1絶縁材料層31B、第2絶縁材料層32B、第1導電性材料層21B、第2導電性材料層22B、第3導電性材料層23Bを最終的に活性化させる。ただし、加熱することに代えて、紫外域・可視光域の波長の光や、マイクロウェーヴなどの電磁波を照射することで、これら導電性材料層または絶縁材料層を活性化してもよい。また、このような活性化に代えて、導電性材料層または絶縁材料層を単に乾燥させてもよい。付与された導電性材料層または絶縁材料層を放置するだけでも導電層または絶縁層が生じるからである。ただし、導電性材料層または絶縁材料層を単に乾燥させる場合よりも、何らかの活性化を行う場合の方が、導電層または絶縁層の生成時間が短い。このため、導電性材料層または絶縁材料層を活性化することがより好ましい。
上記実施形態によれば、第1導電層21はインクジェット法によって形成された銀配線である。ただし、銀配線に代えて、第1導電層21がフォトリソグラフィー工程によって形成された銅配線であってもよい。
Claims (1)
- 被吐出部を有する物体の位置を決めるステージと、
ノズルを有するとともに感光性樹脂を含んだ液状の材料を前記ノズルから前記物体側へ吐出するヘッドと、
前記ヘッドに対する相対位置が固定されているとともに、前記物体側へ光を射出する光照射装置と、
前記物体と、前記ヘッドおよび前記光照射装置の組と、の少なくとも1つを他方に対して移動させる走査部と、
を備えた層形成装置であって、
前記ノズルと前記光照射装置とは所定方向に並んでいて、
前記ノズルから吐出された前記液状の材料が前記被吐出部に着弾した後で、前記着弾した前記液状の材料に前記光が照射されるように、前記走査部は前記物体に対する前記光照射装置の相対位置を前記所定方向に変え、
前記光照射装置を2つ備え、
前記2つの光照射装置は前記ヘッドに対して同じ側に位置しており、
前記ヘッドと前記2つの光照射装置のそれぞれとの間のそれぞれの距離は互いに異なっていて、
前記ノズルによって吐出された前記液状の材料が前記物体上で前記2つの光照射装置のいずれか一つからの前記光で照射されるように、前記走査部は、前記物体に対する前記2つの光照射装置の相対位置を前記所定方向に変えることを特徴とする層形成装置。
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