KR101036024B1 - 반도체 디바이스 제조 장치 및 반도체 디바이스 제조 방법 - Google Patents

반도체 디바이스 제조 장치 및 반도체 디바이스 제조 방법 Download PDF

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Abstract

밀봉 부재(21)를 상승시켜서 지지 부재(13)의 당접면(17a)의 밀봉 부재(21)의 가장자리부(21a)를 당접시켜, 정밀 토출 노즐(5)를 격리한 상태에서, 배기 장치(41)를 작동시켜서 챔버(1)내로 도입하고, 챔버(1)내 분위기를 퍼지 가스로 치환함과 함께, 챔버(1)내의 압력을 대기압으로 되돌린 후, 밀봉 부재(21)를 하강시켜서 정말 토출 노즐(5)의 격리를 해제한다. 다음으로, 캐리지(7)를 X 방향으로 왕복 이동시키면서, 기판(S)표면을 향해 액체 디바이스 재료의 액적을 토출한다.

Description

반도체 디바이스 제조 장치 및 반도체 디바이스 제조 방법 {SEMICONDUCTOR DEVICE PRODUCTION APPARATUS AND SEMICONDUCTOR DEVICE PRODUCTION METHOD}
본 발명은 반도체 디바이스의 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것이다．
실리콘 웨이퍼나 FPD 기판 등에 트랜지스터(transistor)나 배선 등을 포함하는 각종 반도체 디바이스를 제조하는 과정에서는 레지스트(resist) 도포, 노광, 현상의 각 공정을 포함하는 포토리소그래피(photo-lithography) 기술에 의한 패터닝(patterning)이나, 에칭(etching), 애싱(ashing), 세정 등의 기본 공정이 반복된다. 현재, 반도체 디바이스의 제조에는 높은 가공 정밀도를 얻기 위해, 고진공 기술이나 플라즈마 기술이 이용되고 있다.
반도체 디바이스의 제조에 사용되는 반도체 제조 장치는 기판의 대형화나 기술 노드(technical node)의 진전에 수반하는 재료의 변화 등에 대응하지 않으면 안 되기 때문에 대형화되는 경향에 있고, 장치 구성이나 프로세스의 개량 등이 반복되고 있다. 또한, 저비용화와 생(省)에너지화에 의한 환경 부하의 저감이 요구되는 가운데, 디바이스(device) 제조에 필요한 소비 전력을 억제할 수 있는 것도 반도체 제조 장치를 선정할 때에 중요한 요소로 되어 있다.
이러한 상황 속에서, 새로운 반도체 제조 장치의 제안으로서, 반도체 디바이스 재료를 미세한 액적(液滴)의 형태로 기판 등의 피처리체 표면에 토출(吐出)하는 것에 의해서 반도체 디바이스를 제조하는 기술(이하, 「액적 토출법」이라 함)이 제안되어 있다(예를 들면, 일본국 특허공개공보 제2003-266669호,(특허문헌 1), 일본국 특허공개공보 제2003-311197호(특허문헌 2)).
상기 특허문헌 1, 특허문헌 2에 기재된 액적 토출법에 의한 반도체 디바이스의 제조에서는 포토리소그래피나 에칭 등의 공정을 삭감할 수 있기 때문에, 반도체 디바이스의 제조 비용을 대폭 저감할 수 있다고 하는 이점이 있다.
그러나, 액적 토출법에서는 사용하는 모든 반도체 디바이스 재료를 용액, 분산액 등의 형태로 액체화해서 이용할 필요가 있기 때문에, 이하와 같은 문제가 있다. 즉, 액적 토출 노즐로부터 토출되는 액적은 매우 미소하기 때문에, 액적 비상 공간에 있어서의 분위기중의 수분이나 산소, 더 나아가서는 기판 표면으로부터의 휘발 성분 등의 존재에 의해, 액적중의 용질농도에 변화가 생기거나, 성분이 산화되는 등의 변질이 생겨, 반도체 디바이스의 특성에 영향을 미칠 우려가 있다.
액적 토출법에서는 미세한 노즐 구멍에 연통해서 마련된 압력실의 내용적을, 예를 들면 압전 세라믹스 등의 신축을 이용해서 급격하게 변화시키는 것에 의해, 반도체 디바이스 재료를 노즐 구멍으로부터 액적으로서 토출한다. 이 때문에, 메니스커스(meniscus)라 불리는 노즐 구멍 내부에 있어서의 액체 재료의 기액(氣液) 계면 상태가 토출성능에 큰 영향을 주는 것이 알려져 있다. 메니스커스는 주위의 압 력에 의해 큰 변동을 받고, 노즐 구멍의 외부가 압력실보다도 감압 분위기이면 액체 재료가 노즐 구멍을 거쳐서 유출해 버리고, 반대로 외부가 높은 압력 분위기이면 액체 재료는 노즐 구멍내의 안쪽까지 후퇴해 버려, 둘다 정상적인 토출이 불가능하게 된다. 따라서, 노즐로부터 토출된 액적이 피처리체 표면에 도달하기까지의 토출 공간은 대기압 조건인 것이 필요하며, 그 때문에 예를 들면 토출 공간을 감압 상태로 해서 그 분위기를 치환하여, 비상하는 액적으로의 영향을 최소한으로 억제하는 바와 같은 수단을 강구할 수 없다.
본 발명의 목적은 노즐로부터 토출된 액적에 변질 등이 생기지 않도록 토출 공간의 분위기를 효율 좋게 치환하는 것이 가능한 디바이스 제조 장치 및 디바이스 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 제 1 관점에 의하면, 반도체 디바이스를 제조하는 디바이스 제조 장치로서, 피처리체를 탑재하는 탑재대와, 상기 탑재대와 대향해서 마련되고 피처리체를 향해 반도체 디바이스 재료의 액적을 토출하는 액적 토출 노즐을 갖는 액적 토출 기구와, 상기 액적 토출 노즐을 격리해서 대기압 상태로 유지하는 노즐 격리 기구를 구비하는 디바이스 제조 장치가 제공된다.
본 발명의 제 2 관점에 의하면, 반도체 디바이스를 제조하는 디바이스 제조 장치로서, 피처리체를 탑재하는 탑재대를 수용하는 제 1 용기와, 상기 제 1 용기내에 퍼지 가스를 공급하는 가스 공급 기구와, 상기 제 1 용기내를 감압 배기하는 배기 기구와, 피처리체를 향해 반도체 디바이스 재료의 액적을 토출하는 상기 탑재대와 대향해서 마련된 액적 토출 노즐을 갖는 액적 토출 기구와, 상기 액적 토출 노즐을 격리해서 대기압 상태로 유지하는 제 2 용기를 구비하는 디바이스 제조 장치가 제공된다.
상기 제 2 관점의 디바이스 제조 장치에 있어서, 상기 배기 기구에 의해 상기 제 1 용기내를 감압 배기한 상태에서, 상기 제 2 용기는 상기 액적 토출 기구를 내부에 수용해서 상기 액적 토출 노즐을 격리하거나, 또는 상기 배기 기구에 의해 상기 제 1 용기내를 감압 배기한 상태에서, 상기 제 2 용기는 상기 액적 토출 기구에 있어서의 상기 액적 토출 노즐이 형성된 노즐 형성면에 당접(接)해서 상기 액적 토출 노즐을 기밀하게 격리하는 구성으로 할 수 있다. 또한, 상기 제 2 용기는 상기 제 1 용기에 수용되어 있어도 좋다.
또한, 피처리체에 대해 액적을 토출하는 토출 위치와, 액적을 토출하지 않는 대기 위치와의 사이에서, 상기 액적 토출을 이동시키는 이동 기구를 더 구비하고, 상기 대기 위치에 있어서 상기 제 2 용기에 의해서 상기 액적 토출 노즐을 격리하는 구성으로 할 수 있다.
본 발명의 제 3 관점에 의하면, 반도체 디바이스를 제조하는 디바이스 제조 장치로서, 피처리체를 탑재하는 탑재대와, 피처리체를 향해 반도체 디바이스 재료의 액적을 토출하는 상기 탑재대와 대향해서 마련된 액적 토출 노즐을 갖는 액적 토출 기구와, 피처리체 표면에 당접/이간 가능하게 마련된 개구부를 갖고, 내부에 상기 액적 토출 기구를 수용한 상태에서 상기 액적 토출 노즐로부터 토출시킨 액적을 비상시키는 토출 공간을 구획하는 용기와, 상기 토출 공간으로부터 상기 액적 토출 노즐을 격리하는 노즐 격리 수단과, 상기 용기를 상기 피처리체 표면에 당접시킨 상태에서 해당 용기의 내부에 퍼지 가스를 공급하는 가스 공급 기구와, 상기 용기를 상기 피처리체 표면에 당접시킨 상태에서 상기 용기 내부를 감압 배기하는 배기 기구와, 상기 액적 토출 기구와 상기 탑재대를 상대 이동시키는 이동 기구를 구비하는 디바이스 제조 장치가 제공된다.
상기 제 1 내지 제 3 관점의 디바이스 제조 장치에 있어서, 상기 액적 토출 기구는 복수의 액적 토출 노즐을 갖고, 상기 액적이 도전 재료, 절연 재료 및 반도체 재료의 액적이며, 각각 따로따로의 상기 액적 토출 노즐로부터 토출되도록 구성할 수 있다.
본 발명의 제 4 관점에 의하면, 피처리체를 탑재하는 탑재대를 구비한 제 1 용기와, 상기 제 1 용기내에 퍼지 가스를 공급하는 가스 공급 기구와, 상기 제 1 용기내를 감압 배기하는 배기 기구와, 상기 탑재대에 대향 배치된 액적 토출 노즐로부터 피처리체를 향해 반도체 디바이스 재료의 액적을 토출하는 액적 토출 기구와, 피처리체에 대해 액적을 토출하는 토출 위치와 액적을 토출하지 않는 대기 위치와의 사이에서 상기 액적 토출 노즐을 이동시키는 이동 기구와, 상기 대기 위치에 있어서 상기 액적 토출 노즐을 격리해서 대기압 상태로 유지하는 제 2 용기를 구비하는 디바이스 제조 장치를 이용해서, 피처리체 표면에 반도체 디바이스를 제조하는 디바이스 제조 방법으로서, 피처리체를 상기 제 1 용기내에 반입해서 상기 탑재대에 탑재하는 것과, 상기 대기 위치에 있어서 상기 제 2 용기에 의해 상기 액적 토출 노즐을 격리한 상태에서, 상기 제 1 용기의 내부를 감압하는 것과, 상기 가스 공급 기구로부터 상기 제 1 용기내에 퍼지 가스를 도입해서 해당 제 1 용기 내부의 분위기를 치환하는 동시에 대기압 상태로 되돌리는 것과, 상기 제 2 용기에 의한 상기 액적 토출 노즐의 격리를 해제하고, 해당 액적 토출 노즐을 상기 토출 위치로 이동시켜 피처리체를 향해 상기 액적을 토출하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
상기 제 4 관점의 방법에 있어서, 상기 분위기 치환 전에, 상기 탑재대를 가열하는 것을 더 포함하도록 할 수 있다. 또한, 상기 액적 토출 노즐로부터의 액적의 토출 후에, 형성된 디바이스를 소성하는 것을 더 포함하도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 5 관점에 의하면, 피처리체를 탑재하는 탑재대와, 상기 탑재대에 대향 배치된 액적 토출 노즐로부터 피처리체를 향해 반도체 디바이스 재료의 액적을 토출하는 액적 토출 기구와, 피처리체 표면에 당접·이간 가능하게 배치된 개구부를 갖고, 내부에 상기 액적 토출 기구를 수용한 상태에서 상기 액적 토출 노즐로부터 토출시킨 액적을 비상시키는 토출 공간을 구획하는 용기와, 상기 토출 공간으로부터 상기 액적 토출 노즐을 격리하는 노즐 격리 수단과, 상기 용기를 상기 피처리체 표면에 당접시킨 상태에서 해당 용기의 내부에 퍼지 가스를 공급하는 가스 공급 기구와, 상기 용기를 상기 피처리체 표면에 당접시킨 상태에서 상기 용기 내부를 감압 배기하는 배기 기구와, 상기 액적 토출 기구와 상기 탑재대를 상대 이동시키는 이동 기구를 구비하는 디바이스 제조 장치를 이용하여, 피처리체 표면에 반도체 디바이스를 제조하는 디바이스 제조 방법으로서, 상기 용기와 피처리체를 서로 대향하는 위치까지 상대 이동시키는 것과, 상기 용기의 상기 개구부를 피처리체 표면에 당접시키는 것과, 상기 격리 수단에 의해서 상기 용기내에서 상기 액적 토출 노즐을 격리한 상태에서 상기 토출 공간을 감압하는 것과, 상기 가스 공급 기구로부터 상기 토출 공간에 퍼지 가스를 도입해서 해당 토출 공간의 분위기를 치환하는 것에 의해 대기압 상태로 되돌리는 것과, 상기 격리 수단에 의한 상기 액적 토출 노즐의 격리를 해제하고, 해당 액적 토출 노즐로부터 피처리체를 향해 액적을 토출하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
상기 제 5 관점의 방법에 있어서, 상기 분위기 치환 전에, 상기 탑재대를 가열하는 것을 더 포함하도록 할 수 있다. 또한, 상기 액적 토출 노즐로부터의 액적의 토출 후에, 형성된 디바이스를 소성하는 것을 더 포함하도록 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 액적 토출 노즐을 격리해서 대기압 상태로 유지하는 격리 기구를 배치했으므로, 액적 토출 노즐과 피처리체의 사이의 토출 공간의 분위기 치환을 효율 좋고 또한 용이하게 실행할 수 있다. 따라서, 액적 토출 노즐로부터 액적으로서 토출된 반도체 디바이스 재료가 변질되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 액적 토출 노즐을 이용하여 반도체 디바이스를 제조하는 것에 의해, 포토리소그래피 공정을 삭감하는 것이 가능하게 되고, 장치 구성의 간소화, 생에너지화, 저비용화를 도모하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 제 1 실시형태의 디바이스 제조 장치의 내부의 개략 구성을 나타내는 사시도.
도 2는 제 1 실시형태의 디바이스 제조 장치의 개략 단면도.
도 3은 정밀 토출 노즐의 밀봉 구조의 예를 나타내는 주요부 단면도.
도 4는 정밀 토출 노즐의 밀봉 구조의 다른 예를 나타내는 주요부 단면도.
도 5는 정밀 토출 노즐의 밀봉 구조의 또 다른 예를 나타내는 주요부 단면도.
도 6은 정밀 토출 노즐의 밀봉 구조의 별도의 예를 나타내는 주요부 단면도.
도 7은 디바이스 형성 수순의 일예를 나타내는 흐름도.
도 8a는 캐패시터 제조의 수순의 일예를 나타내는 공정 단면도.
도 8b는 캐패시터 제조의 수순의 일예를 나타내는 공정 단면도.
도 8c는 캐패시터 제조의 수순의 일예를 나타내는 공정 단면도.
도 8d는 캐패시터 제조의 수순의 일예를 나타내는 공정 단면도.
도 8e는 캐패시터 제조의 수순의 일예를 나타내는 공정 단면도.
도 9는 도 8d의 상태의 디바이스를 나타내는 평면도.
도 10은 제 2 실시형태의 디바이스 제조 장치의 개략 구성을 나타내는 부분 절결(잘라냄) 사시도.
도 11은 제 2 실시형태의 디바이스 제조 장치를 나타내는 개략 단면도.
도 12는 격벽(隔璧) 플레이트를 설명하기 위한 주요부 단면도.
도 13은 디바이스 형성 수순의 다른 예를 나타내는 흐름도.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 설명한다.
(제 1 실시형태)
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 디바이스 제조 장치의 내부의 구조를 나타내는 개략 사시도이고, 도 2는 디바이스 제조 장치의 개략구성을 나타내는 단면도이다. 이 디바이스 제조 장치(100)는 예를 들면 FPD(플랫 패널 디스플레이)용 유리 기판이나 플라스틱 기판 등의 기판(S)를 수용하는 제 1 내압용기로서의 챔버(1)를 구비하고 있다. 이 챔버(1)는 기밀하게 구성되고, 배기 장치(41)에 의해 감압 가능하며, 또한 도시하지 않은 기판 반출입구로부터 기판(S)를 반입 또는 반출할 수 있도록 구성되어 있다. 챔버(1)내에는 반입된 기판(S)를 수평으로 탑재해서 유지하기 위한 스테이지(stage)(3)와, 이 스테이지(3)에 탑재된 기판(S)의 상면(정확하게는 디바이스 형성면)에 대해 디바이스 재료를 미소한 액적으로서 토출하는 정밀 토출 노즐(5)을 갖는 캐리지(carriage)(7)와, 이 캐리지(7)를 Y방향으로 수평 이동시키는 주사(走査) 기구(9)를 갖고 있다.
주사 기구(9)에 있어서는 Y방향으로 연장하는 한쌍의 평행한 가이드 레일(11)이 스테이지(3)의 좌우 양측에 배치되어 있다. 또한, 스테이지(3) 위쪽을 횡단하도록 X방향으로 연장하고, 도시하지 않은 전기 모터 등의 구동에 의해 캐리지(7)를 X방향으로 수평 이동 가능하게 지지하는 지지 부재(13)가 배치되어 있다. 이 지지 부재(13)는 한쌍의 가이드 레일(11)상을 이동 가능하게 세워 배치된 한쌍의 다리부(15)와, 스테이지(3)의 기판(S) 탑재면과 평행하게 되도록 해당 다리 부(15)에 걸쳐진 가이드판(17)을 구비하고 있다. 지지 부재(13)는 예를 들면 전기 모터를 갖는 도시하지 않은 구동 기구에 의해 전체적으로 한쌍의 가이드 레일(11)상을 Y방향으로 이동 가능하게 되어 있다.
가이드판(17)의 하면에는 가이드 축(도시하지 않음)을 거쳐서 캐리지(7)가 X방향으로 이동 가능하게 장착되어 있다. 캐리지(7)의 하면(스테이지(3) 및 기판(S)와 대향하는 면)에는 상기 정밀 토출 노즐(5)이 형성되어 있다. 그리고, 도시하지 않은 구동 기구에 의한 지지 부재(13)의 Y방향의 이동과, 지지 부재(13)에 있어서의 캐리지(7)의 X방향의 이동의 조합에 의해, 스테이지(3) 위쪽에 있어서 정밀 토출 노즐(5)을 XY면상에 임의의 궤도로 이동시킬 수 있다.
정밀 토출 노즐(5)은 예를 들면 잉크젯 프린터 기술의 분야에 있어서 주지(周知)의 잉크젯 노즐과 마찬가지의 액적 토출 기구에 의해 액적 토출을 실행하도록 되어 있다. 정밀 토출 노즐(5)에 있어서의 액적 토출 기구는 예를 들면 다수의 미세한 노즐 구멍(5a)과, 해당 노즐 구멍(5a)에 연통하고, 피에조 소자(piezoelectric element)의 수축/신장에 의해서 내부용적을 증감 가능하게 구성된 압력 제어 수단으로서의 압력 발생실(도시는 생략)을 갖는 액적 분사 헤드를 구비하고 있다. 그리고, 컨트롤러(50)(후술)로부터의 전기적인 구동 신호로 피에조 소자를 구동시켜 압력 발생실의 용적을 변화시키고, 그 때에 생기는 내부압력의 상승(압력 제어)에 의해서 각 노즐 구멍(5a)으로부터 액체 디바이스 재료를 수 피코 리터∼수 마이크로 리터 정도의 미소한 액적으로서 기판(S)를 향해서 분사할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 정밀 토출 노즐(5)의 각 노즐 구멍(5a)은 캐리지(7)에 탑재된 액체 재료 탱크(19a, 19b, 19c)에 접속되어 있고, 그곳으로부터 각종 액체 디바이스 재료가 공급되는 구성으로 되어 있다.
본 실시형태에서는 액체 재료 탱크(19a)에는 예를 들면 폴리아세틸렌, 폴리파라페닐렌, 폴리페닐렌비닐렌, 폴리피롤, 폴리(3-메틸티오펜) 등의 도전성 폴리머로 대표되는 도전체 재료가 수용되고, 액체 재료 탱크(19b)에는 예를 들면 폴리비닐페놀 등의 절연체 재료가 수용되고, 액체 재료 탱크(19c)에는 예를 들면 α,α'-다이데실펜타티오펜, α,α'-다이데실헵타티오펜, α,α'-다이데실헥사티오펜, α,α'-다이헥실헥사티오펜, α,α'-다이에틸헥사티오펜, 헥사티오펜 등의 반도체 재료가 수용되어 있다. 또, 상기 이외에도, 예를 들면 도데실벤젠술폰산, 에틸렌글리콜 등의 계면 활성제를 수용하는 액체 재료 탱크를 마련해서, 계면 활성제를 토출하는 것도 가능하다.
또, 정밀 토출 노즐(5)의 구성은 디바이스 재료를 미소한 액적으로서 토출할 수 있는 것이면 상기 구성에 한정되는 것은 아니다.
지지 부재(13)가 스테이지(3)(및 기판(S))에 대향하지 않는 영역인 대기 위치에는 밀봉 부재(21)가 마련되어 있다. 또, 정밀 토출 노즐(5)을 대기시키는 대기 위치는 챔버(1)내의 어느 위치라도 좋고, 챔버(1) 밖에 배치되어 있어도 좋다. 이 밀봉 부재(21)는 상면이 개구된 하우징이며, 예를 들면 금속 등의 재질의 내압용기로서 구성되고, 도시하지 않은 승강 기구에 의해서 연직 방향으로 승강 자유롭게 마련되고, 그 개구된 가장자리부(21a)는 예를 들면 고무 등의 일래스토머(elastomer), 불소계 수지, 폴리이미드와 같은 탄성을 갖는 고분자체에 의해 구 성되어 있다.
도 3∼도 6은 밀봉 부재(21)에 의한 격리 구조를 나타내는 확대도이다. 우선, 도 3의 예에서는 지지 부재(13)의 가이드판(17)의 하면(당접(接)면(17a))에 밀봉 부재(21)의 개구의 가장자리부(21a)를 꽉 누르고 있다. 이와 같이 지지 부재(13)의 가이드판(17)의 하면은 챔버(1)내가 감압으로 된 상태에서 정밀 토출 노즐(5)을 격리하기 위해, 제 2 내압용기로서의 밀봉 부재(21)를 기밀하게 당접시켜 밀봉하는 당접면(17a)으로서 기능한다. 이 경우, 캐리지(7)는 전체적으로 밀봉 부재(21)의 내부에 수용되고, 외부 분위기로부터 격리된다. 또한, 밀봉 부재(21)의 가장자리부(21a)는 가이드판(17)의 당접면(17a)에 꽉 눌려졌을 때에 가압력에 의해서 탄성 변형되고, 기밀성을 확보할 수 있도록 되어 있다. 가장자리부(21a)는 주름상자형상으로 형성하는 등, 가압력이 가해졌을 때에 꽉 누르기 쉬운 형상이 좋고, 이와 같이 하는 것에 의해 기밀성을 양호하게 유지할 수 있다.
도 4는 밀봉 부재(21)에 의한 격리 구조의 다른 예를 나타내는 것이고, 캐리지(7)의 노즐 형성면(7a)에 밀봉 부재(21)를 당접한 상태를 나타내고 있다. 즉, 이 경우에는 캐리지(7)의 노즐 형성면(7a)이 당접면으로서 기능한다. 노즐 형성면(7a)에는 다수의 노즐 구멍(5a)이 형성되어 있으며, 그 주위를 둘러싸도록 밀봉 부재(21)의 개구의 가장자리부(21a)를 꽉 누른다. 노즐 형성면(7a)에 꽉 눌렸을 때에, 가장자리부(21a)는 가압력에 의해서 탄성 변형되기 때문에, 기밀성을 확보할 수 있도록 되어 있다. 이것에 의해, 노즐 구멍(5a)을 격리해서 외부압력의 변화의 영향을 차단할 수 있다.
또한, 도 5에 나타내는 예에서는 밀봉 부재(21)가 플랜지(21b)를 구비하고 있고, 이 플랜지(21b)를 가이드판(17)의 당접면(17a)에 대해 O링 등의 시일(seal) 부재(22)를 거쳐서 압압(押壓)시키는 것에 의해 기밀성을 확보하고, 정밀 토출 노즐(5)을 격리할 수 있다. 또한, 도 6에 나타내는 예에서는 밀봉 부재(21)의 가장자리부가 캐리지(7)의 노즐 형성면(7a)에 끼워 맞춰질 수 있도록 구성되어 있고, 이 끼워맞춤부(25)에 O링 등의 시일 부재(24)를 마련하는 것에 의해, 정밀 토출 노즐(5)을 격리할 수 있다. 또, 밀봉 부재(21)에 의한 정밀 토출 노즐(5)의 격리 구조는 도 3∼도 6에 예시한 것에 한정되지 않고, 기밀성을 확보할 수 있는 구조이면 어떠한 구조라도 좋다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 챔버(1)의 천판(1a)의 중앙부에는 챔버(1)내에 가스를 도입하는 가스 도입부(26)가 마련되어 있고, 이 가스 도입부(26)는 가스 공급관(29)을 거쳐서 예를 들면 Ar, N2 등의 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급원(31)에 접속되어 있다. 가스 공급관(29)의 도중에는 매스플로 컨트롤러(MFC)(33) 및 그 전후의 밸브(valve)(35, 37)가 마련되어 있고, 퍼지 가스를 소정의 유량으로 가스 도입부(26)를 거쳐서 챔버(1)내에 도입할 수 있도록 되어 있다.
또, 가스 도입부(26)는 챔버(1)의 상부에 한정되지 않고, 예를 들면 챔버(1)의 측벽(1c)이나 바닥판(1b)에 마련할 수도 있다.
또한, 챔버(1)의 바닥판(1b)에는 복수의 배기구(39)가 마련되어 있고, 이 배기구(39)는 도시하지 않은 진공 펌프를 구비한 배기 장치(41)에 접속되어 있다. 그 리고, 배기 장치(41)를 작동시키는 것에 의해, 배기구(39)를 거쳐서 챔버(1)내를 소정의 감압 상태로까지 감압할 수 있도록 구성되어 있다. 또, 퍼지 가스에 의한 챔버(1)내의 분위기 치환을 효율적으로 실행하기 위해서는 가스 도입부(26)와 배기구(39)를 병렬적으로 배치하는 것보다도, 도 2 에 나타내는 바와 같이 서로 대향해서 배치하는 것이 바람직하다.
챔버(1)의 천판(1a)에는 예를 들면 텅스텐 램프 등으로 이루어지는 복수의 가열 램프(43)가 마련되어 있으며, 챔버(1)내를 승온할 수 있도록 되어 있다. 또한, 스테이지(3)에는 저항 가열 히터(45)가 매설되어 있고, 히터 전원(47)으로부터 전력을 공급하는 것에 의해 스테이지(3)를 가열하고, 그곳에 탑재된 기판(S)를 가열할 수 있도록 되어 있다. 또, 가열 램프(43)나 저항 가열 히터(45) 등의 가열 수단(가열 기구)은 챔버(1)의 상부(천판(1a)) 또는 하부(스테이지(3) 또는 바닥판(1b))의 어느 쪽인가 한쪽에 마련되어 있으면 좋지만, 도 2에 예시한 바와 같이 상하부의 양쪽에 마련하는 것에 의해 가열 시간을 단축해서 디바이스 형성의 스루풋(throughput)을 향상시킬 수 있다.
디바이스 제조 장치(100)의 각 구성부는 마이크로 프로세서(컴퓨터)를 구비한 컨트롤러(50)에 접속되어 제어되는 구성으로 되어 있다. 컨트롤러(50)에는 오퍼레이터(operator)가 디바이스 제조 장치(100)를 관리하기 위해 커맨드의 입력 조작 등을 실행하는 키보드나, 디바이스 제조 장치(100)의 가동 상황을 가시화해서 표시하는 디스플레이 등으로 이루어지는 사용자 인터페이스(51)가 접속되어 있다.
또한, 컨트롤러(50)에는 디바이스 제조 장치(100)에서 실행되는 각종 처리를 컨트롤러(50)의 제어로 실현하기 위한 제어 프로그램이나 처리 조건 데이터 등이 기록된 레시피(recipe)가 저장된 기억부(52)가 접속되어 있다.
그리고, 필요에 따라, 사용자 인터페이스(51)로부터의 지시 등에 의해서 임의의 레시피를 기억부(52)로부터 호출해서 컨트롤러(50)에 실행시킴으로써, 컨트롤러(50)의 제어 하에, 디바이스 제조 장치(100)에서 원하는 처리가 실행된다. 레시피는 예를 들면, CD-ROM, DVD, 하드 디스크, 플렉시블(flexible)디스크, 플래시 메모리 등의 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체에 저장된 상태의 것을 이용하거나, 또는 다른 장치로부터 예를 들면 전용 회선을 거쳐서 수시로 전송시켜 이용하는 것도 가능하다.
디바이스 제조 장치(100)에서는 상기와 같은 구성에 의해, 기판(S)상의 미리 설정된 영역에 대해 액체 디바이스 재료를 토출하고, 예를 들면 트랜지스터 등의 반도체 디바이스를 형성할 수 있다.
이상과 같이 구성되는 디바이스 제조 장치(100)에 있어서는 예를 들면 도 7에 나타내는 수순으로 디바이스의 제조가 실행된다.
우선, 도시하지 않은 기판 반출입구로부터 기판(S)를 챔버(1)내에 반입하고, 스테이지(3)상에 탑재한다(스텝 S1).
다음에, 지지 부재(13)를 한쌍의 가이드 레일(11)을 따라 슬라이드 이동시키는 것에 의해, 캐리지(7)를 대기 위치, 즉 정밀 토출 노즐(5)이 기판(S)와 대향하는 위치로부터 벗어나고, 밀봉 부재(21)에 대향하는 위치까지 이동시키고, 이 상태에서, 밀봉 부재(21)를 상승시켜 지지 부재(13)의 당접면(17a)에 밀봉 부재(21)의 가장자리부(21a)를 당접시키고, 정밀 토출 노즐(5)을 격리한다(스텝 S2).
정밀 토출 노즐(5)을 격리한 상태에서, 배기 장치(41)를 작동시키고, 챔버(1)내를 소정의 압력까지 감압 배기한다(스텝 S3). 이것에 의해, 챔버(1)내 분위기중의 수분이나 산소, 또한 기판(S)상에 형성된 막 등으로부터 휘발한 용제나 화학물질 등의 휘발 성분이 제거된다. 이러한 감압 상태에서도, 정밀 토출 노즐(5)은 밀봉 부재(21)에 의해서 격리되어 있기 때문에, 정밀 토출 노즐(5)의 노즐 구멍(5a)은 대기압 상태로 유지되고, 메니스커스를 양호한 상태로 유지할 수 있다.
다음에, 챔버(1)의 천장부에 배치된 가열 램프(43) 또는 스테이지(3)에 매설 배치된 저항 가열 히터(45), 또는 이들 양쪽에 전력을 공급하여, 챔버(1)내 분위기와 기판(S)를 소정 온도로 가열한다(스텝 S4). 또, 이 가열 공정은 임의이다.
다음에, 정밀 토출 노즐(5)을 격리한 상태에서 가스 도입부(26)를 거쳐서 퍼지 가스 공급원(31)으로부터 퍼지 가스를 챔버(1)내에 도입하고, 챔버(1)내 분위기를 퍼지 가스에 의해 치환하는 동시에, 챔버(1)내의 압력을 대기압으로 되돌린다(스텝 S5).
퍼지 가스의 도입에 의해 챔버(1)내가 대기압 상태로 회복한 후, 밀봉 부재(21)를 하강시켜 정밀 토출 노즐(5)의 격리를 해제하고, 지지 부재(13)를 이동시키는 것에 의해, 대기 위치에 있던 캐리지(7)의 정밀 토출 노즐(5)을 스테이지(3)에 탑재된 기판(S)에 대향하는 토출 위치까지 이동시킨다(스텝 S6). 그리고, 캐리지(7)를 X방향으로 왕복 이동시키면서, 기판(S) 표면을 향해 액체 디바이스 재료의 액적을 토출한다(스텝 S7). 정밀 토출 노즐(5)로부터는 도전체, 절연체 및 반도체 의 각 액체 재료가, 수 피코 리터∼수 마이크로 리터의 미소한 액적으로서 토출되기 때문에, 기판(S)상에 미세한 디바이스 구조를 형성할 수 있다. 또한, 미소한 액적이 기판(S)를 향해 비상하는 토출 공간은 감압 배기 후에 퍼지 가스에 의한 분위기 치환이 이루어지고 있기 때문에, 액체 재료 성분이 변질되는 일이 없어, 양질의 디바이스가 제조된다.
디바이스 제조 장치(100)를 사용해서 디바이스를 제작하는 경우, 상기 스텝 S2∼스텝 S7의 각 공정은 1회라도 좋지만, 제작하는 디바이스의 종류에 따라, 도 7에 나타내는 바와 같이 스텝 S7의 종료 후 스텝 S2의 처리로 되돌려, 스텝 S2∼스텝 S7까지의 공정을 반복 실시해도 좋다.
토출 종료 후는 필요에 따라 챔버(1)의 천장부에 배치된 가열 램프(43) 또는 스테이지(3)에 매설 배치된 저항 가열 히터(45) 또는 이들 양쪽에 전력을 공급하고, 예를 들면 50∼100℃ 정도로 가열해서 기판(S)상에 형성된 디바이스의 가열, 소성을 실행한다(스텝 S8). 이것에 의해, 액체 재료 중에 포함되는 용제·용매 등의 성분을 휘발시켜 제거해서 경화시킬 수 있다. 또, 이 스텝 S8의 가열/소성 공정은 임의 공정이다.
종래의 잉크젯 도포 방식에서는 노즐로부터 토출된 액적이 피처리체 표면에 도달하기까지의 토출 공간은 대기압 조건인 것이 필요했지만, 본 실시형태에서는 정밀 토출 노즐(5)을 밀봉 부재(21)에 의해 격리 가능하고, 챔버(1) 내부를 대기 상태와 진공 상태로 전환 가능하므로, 노즐 구멍(5a)으로부터의 액적 누출을 방지할 수 있고, 진공 상태로 배기된 후에도 도포 방식으로 디바이스를 제조할 수 있다.
다음에, 스테이지(3)상에 탑재된 기판(S)를 도시하지 않은 기판 반출입구를 거쳐서 챔버(1) 밖으로 반출한다(스텝 S9). 이상의 스텝 S1∼스텝 S9까지의 일련의 공정에 의해, 1개의 기판(S)에 대한 디바이스의 제작이 종료한다.
다음에, 디바이스 제조 장치(100)를 사용해서 DRAM(Dynamic Random Access Memory) 등에 이용 가능한 메모리 셀(cell)을 제조할 때의 개략의 제조공정에 대해 설명한다. 도 8a 내지 도 8e는 디바이스 제조 장치(100)를 사용해서 DRAM(Dynamic Random Access Memory) 등에 이용 가능한 메모리 셀을 제조하는 경우의 공정 단면도이다. 우선, 도 8a에 나타내는 바와 같이, 캐리지(7)에 탑재된 액체 재료 탱크(19a)로부터 예를 들면 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트)제의 기판(S) 표면을 향해 도전체 재료를 정밀 토출 노즐(5)을 거쳐서 토출하고, 게이트 전극(201)을 형성한다.
다음에, 도 8b에 나타내는 바와 같이, 액체 재료 탱크(19b)로부터 절연 재료를 토출하고, 게이트 전극(201)을 덮도록 적층막(202)(게이트 절연막과 반도체막이 적층된 구조의 것; 절연막만 도시)을 형성한다. 또한, 이와 같이 형성된 게이트 구조에 인접하는 영역에, 액체 재료 탱크(19a)로부터 도전체 재료를 정밀 토출 노즐(5)을 거쳐서 토출하고, 도 8c에 나타내는 바와 같이, 소스/드레인(source/drain)용 전극(203a, 203b)을 형성한다. 다음에, 도 8d에 나타내는 바와 같이, 액체 재료 탱크(19b)로부터 절연재료를 토출하고, 소스/드레인용 전극(203a, 203b)을 덮도록 용량(容量)막(204)과 절연막(205)을 형성한다. 그리고, 마지막에 액체 재료 탱크(19a)로부터 도전체 재료를 정밀 토출 노즐(5)을 거쳐서 토출하고, 도 8e에 나타내는 바와 같이 용량막(204)을 덮도록 용량(容量) 전극(206)을 형성한다.
도 9는 도 8d의 단계(용량막(204)이 형성된 상태)의 평면도이다. 이와 같이 정밀 토출 노즐(5)로부터 토출된 디바이스 재료의 액적은 기판(S)의 표면에 있어서 원형으로 확대되므로, 다른 액체 디바이스 재료를 순차 토출하고, 중첩되어 가는 것에 의해, 포토리소그래피 공정이나 에칭 공정 및 그에 대한 설비를 필요로 하지 않고, 기판(S)의 표면에 원하는 구조로 반도체 디바이스를 형성할 수 있다.
(제 2 실시형태)
도 10은 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 디바이스 제조 장치(200)의 개략 구성을 나타내는 사시도이고, 도 11은 그 개략 측면도이다. 본 실시형태에 관한 디바이스 제조 장치(200)는 챔버를 필요로 하지 않는 구성이기 때문에, 기판(S)이 대형으로 챔버내에 다 수용되지 않는 경우에 유리하게 사용할 수 있다.
이 디바이스 제조 장치(200)는 예를 들면 FPD용 유리 기판이나 플라스틱 기판 등의 기판(S)를 수평으로 탑재해서 유지하기 위한 스테이지(103)와, 이 스테이지(103)에 탑재된 기판(S)의 상면(정확하게는 디바이스 형성면)에 대해 디바이스 재료를 미소한 액적으로서 토출하는 정밀 토출 노즐(105)을 갖는 캐리지(107)와, 이 캐리지(107)를 Y방향으로 수평 이동시키는 주사 기구(109)를 갖고 있다.
주사 기구(109)에 있어서는 Y방향으로 연장하는 한쌍의 평행한 가이드 레일(111)이 스테이지(103)의 좌우 양측에 배치되어 있다. 또한, 스테이지(103)의 위쪽을 횡단하도록 X방향으로 연장하고, 도시하지 않은 전기 모터 등의 구동에 의해 캐리지(107)를 X방향으로 수평 이동 가능하게 지지하는 지지 부재(113)가 마련되어 있다. 지지 부재(113)는 한쌍의 가이드 레일(111)상을 각각 이동 가능하게 세워 마련된 한쌍의 다리부(115)와, 스테이지(103)의 기판(S)탑재면과 평행하게 되도록 다리부(115)에 걸쳐진 가이드판(117)을 구비하고 있다. 이 지지 부재(113)는 예를 들면 전기 모터를 갖는 도시하지 않은 구동 기구에 의해 전체적으로 한쌍의 가이드 레일(111)상을 Y방향으로 이동 가능하게 되어 있다.
또한, 가이드판(117)에는 도시하지 않은 승강 기구가 마련되어 있고, 승강 축(118)을 거쳐서 한쌍의 다리부(115)에 대해 연직 방향으로 승강 변위 가능하게 장착되어 있다.
가이드판(117)의 하면에는 도시하지 않은 가이드 축을 거쳐서 캐리지(107)가 X방향으로 이동 가능하게 장착되어 있다. 캐리지(107)의 하면(스테이지(103) 및 기판(S)와 대향하는 면)에는 상기 정밀 토출 노즐(105)이 형성되어 있다. 그리고, 도시하지 않은 구동 기구에 의한 지지 부재(113)의 Y방향의 이동과, 지지 부재(113)에 있어서의 캐리지(107)의 X방향의 이동의 조합에 의해, 스테이지(103) 위쪽에 있어서 정밀 토출 노즐(105)을 XY면상에 임의의 궤도로 이동시킬 수 있다.
정밀 토출 노즐(105)은 제 1 실시형태의 정밀 토출 노즐(5)과 마찬가지의 구성이기 때문에, 설명을 생략한다. 또한, 정밀 토출 노즐(105)은 캐리지(107)에 탑재된 액체 재료 탱크(119a, 119b, 119c)에 접속되어 있고, 그곳으로부터 각종 액체 재료가 공급되는 구성으로 되어 있다. 액체 재료 탱크(119a)에는 도전체 재료, 액체 재료 탱크(119b)에는 절연체 재료, 액체 재료 탱크(119c)에는 반도체 재료가 각 각 수납되어 있다.
또한, 지지 부재(113)의 가이드판(117)의 하면에는 캐리지(107)의 주위를 둘러싸도록 피처리체 표면에 당접/이간 가능하게 마련된 내압용기로서의 프레임(116)이 마련되어 있다. 또, 도 10에서는 프레임(116)을 부분적으로 잘라내어 나타내고 있다. 이 프레임(116)의 상단은 가이드판(117)의 하면에 대략 수직으로 접속되고, 아래쪽이 개구된 형상으로 되어 있으며, 개구의 가장자리부(116a)는 예를 들면 시일 부재로서 고무 등의 일래스토머에 의해 구성되어 있다. 프레임(116)은 가이드판(117)을 상하로 승강시키는 것에 의해, 가장자리부(116a)에 있어서 기판(S)의 표면에 당접한 상태와, 이간된 상태의 2개의 상태를 취할 수 있다.
프레임(116)에 둘러싸이도록 그 내측에 배치된 캐리지(107)의 하부에는 수평 방향으로 슬라이드 가능한 격벽(隔壁) 플레이트(108)가 마련되어 있다. 이 격벽 플레이트(108)는 도 12에 나타내는 바와 같이, 전기 모터(도시하지 않음) 등의 구동 기구에 의해, 노즐 형성면(107a)에 대해 평행하게 슬라이드 이동한다. 이 격벽 플레이트(108)에 의해, 노즐 구멍(105a)이 외부 분위기로부터 차단된 닫힘 상태와, 외부 분위기에 개방된 열림 상태를 형성할 수 있다. 따라서, 프레임(116)내를 감압 상태로 했을 때에는 노즐 구멍(105a)이 토출 공간에 노출되지 않도록 밀봉할 수 있다.
프레임(116)의 측부에는 내부에 가스를 도입하는 가스 도입부(126)가 마련되어 있고, 이 가스 도입부(126)는 가스 공급관(129)을 거쳐서 예를 들면 Ar, N2 등의 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급원(131)에 접속되어 있다. 가스 공급관(129)의 도중에는 매스플로 컨트롤러(133) 및 그 전후의 밸브(135, 137)가 마련되어 있고, 퍼지 가스를 소정의 유량으로 가스 도입부(126)를 거쳐서 프레임(116)내에 도입할 수 있도록 되어 있다.
또한, 상기 가스 도입부(126)와 대향하는 측의 프레임(116)의 측부에는 배기구(139)가 마련되어 있고, 이 배기구(139)는 도시하지 않은 진공 펌프를 구비한 배기 장치(141)에 접속되어 있다. 그리고, 프레임(116)을 기판(S)에 당접시킨 상태에서, 배기 장치(141)를 작동시키는 것에 의해, 배기구(139)를 거쳐서 프레임(116)내를 소정의 감압 상태로까지 감압할 수 있도록 구성되어 있다.
스테이지(103)에는 저항 가열 히터(145)가 매설되어 있고, 히터 전원(147)으로부터 전력을 공급하는 것에 의해 스테이지(103)를 가열하고, 그곳에 탑재된 기판(S)를 가열할 수 있도록 되어 있다.
디바이스 제조 장치(200)에서는 상기와 같은 구성에 의해, 기판(S)상의 미리 설정된 영역에 대해 액체 디바이스 재료를 토출하고, 예를 들면 트랜지스터 등의 반도체 디바이스를 형성할 수 있다.
또, 디바이스 제조 장치(200)에 있어서의 다른 구성은 제 1 실시형태의 디바이스 제조 장치(100)와 마찬가지이기 때문에, 동일한 구성에 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
이상과 같이 구성되는 디바이스 제조 장치(200)에 있어서는 예를 들면 도 13에 나타내는 수순으로 디바이스의 제조가 실행된다.
우선, 기판(S)를 스테이지(103)에 탑재하고, 프레임(116)이 기판(S)의 위쪽에 위치할 때까지 지지 부재(113)를 한쌍의 가이드 레일(111)을 따라 슬라이드 이동시킨다(스텝 S11). 이 상태에서는 격벽 플레이트(108)가 닫힘 상태이며, 정밀 토출 노즐(105)의 노즐 구멍(105a)을 외부 분위기로부터 차단하고 있다.
다음에, 프레임(116)을 하강시키고, 기판(S)의 상면(디바이스 형성면)에 프레임(116)의 가장자리부(116a)를 당접시킨다(스텝 S12). 그리고, 배기 장치(141)를 작동시키고, 프레임(116)내를 감압 배기한다(스텝 S13). 이것에 의해, 프레임(116)내의 토출 공간중의 수분이나 산소, 또한 기판(S)상에 형성된 막 등으로부터 휘발한 용제나 화학물질 등의 휘발 성분이 제거된다. 이와 같은 감압 상태에서도, 정밀 토출 노즐(105)은 격벽 플레이트(108)에 의해 격리되어 있기 때문에, 정밀 토출 노즐(105)의 노즐 구멍(105a)은 대기압 상태로 유지되고, 메니스커스를 양호한 상태로 유지할 수 있다.
다음에, 스테이지(103)에 매설 배치된 저항 가열 히터(145)에 전력을 공급하고, 기판(S)를 소정 온도로 가열한다(스텝 S14). 또, 이 가열 공정은 임의이다.
다음에, 정밀 토출 노즐(105)을 격리한 상태에서 가스 도입부(126)를 거쳐서 퍼지 가스 공급원(131)으로부터 퍼지 가스를 프레임(116)내에 도입하고, 프레임(116)내의 분위기를 퍼지 가스에 의해 치환하는 동시에, 프레임(116)내의 압력을 대기압으로 되돌린다(스텝 S15).
퍼지 가스의 도입에 의해 프레임(116)내가 대기압 상태로 회복한 후, 격벽 플레이트(108)를 열림 상태까지 슬라이드시켜 정밀 토출 노즐(105)의 격리를 해제한다(스텝 S16). 그리고, 캐리지(107)를 X방향으로 왕복 이동시키면서, 기판(S) 표면을 향해 반도체 디바이스 재료의 액적을 토출한다(스텝 S17). 정밀 토출 노즐(105)로부터는 도전체, 절연체 및 반도체의 각 액체 재료가, 수 피코 리터∼수 마이크로 리터의 미소한 액적으로서 토출되기 때문에, 기판(S)상에 미세한 디바이스 구조를 형성할 수 있다. 또한, 미소한 액적이 기판(S)를 향해 비상하는 토출 공간은 감압 배기 후에, 퍼지 가스에 의한 분위기 치환이 이루어지고 있기 때문에, 액체 재료 성분이 변질되는 일은 없으며, 디바이스에의 악영향을 회피할 수 있다.
디바이스 제조 장치(200)를 사용해서 디바이스를 제작하는 경우, 상기 스텝 S12∼스텝 S17의 각 공정은 1회라도 좋지만, 제작하는 디바이스의 종류에 따라, 도 13에 나타내는 바와 같이 스텝 S12∼스텝 S17까지의 각 공정을 반복 실시해도 좋다.
토출 종료 후는 필요에 따라 스테이지(103)에 매설 배치된 저항 가열 히터(145)에 전력을 공급하고, 예를 들면 50∼100℃ 정도로 가열해서 기판(S)상에 형성된 디바이스의 가열, 소성을 실행한다(스텝 S18). 이것에 의해, 액체 재료 중에 포함되는 용제·용매 등의 성분을 휘발시켜 제거할 수 있다. 이 스텝 S18의 가열/소성 공정은 임의 공정이다.
다음에, 스테이지(103)상에 탑재된 기판(S)를 도시하지 않은 반송 기구에 의해 이동시킨다(스텝 S19). 이상의 스텝 S11∼스텝 S19까지의 일련의 공정에 의해, 1개의 기판(S)에 관한 디바이스의 제작이 종료하고, 포토리소그래피 공정이나 에칭 공정 및 그를 위한 설비를 필요로 하지 않으며, 기판(S)의 표면에 트랜지스터나 캐 패시터(capacitor) 등의 반도체 디바이스를 제조할 수 있다.
본 실시형태에서도, 제 1 실시형태와 마찬가지로 프레임(16) 내부를 대기 상태와 진공 상태로 전환 가능하므로, 노즐 구멍(105a)으로부터의 액적 누출을 방지할 수 있고, 진공 상태로 배기된 후에도 도포 방식으로 디바이스를 제조할 수 있다.
이상, 몇 개의 실시형태를 들어, 본 발명을 상세하게 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 각종 변형이 가능하다. 예를 들면, 상기 설명에 있어서는 기판(S)로서 FPD용 유리 기판 등의 직사각형의 대형 기판을 이용하는 경우를 예로 들었지만, 실리콘 웨이퍼 등의 반도체 기판을 피처리체로 하는 경우에도 본 발명을 적용할 수 있다.
본 발명은 예를 들면 트랜지스터, 캐패시터, TFT 소자 등의 각종 반도체 디바이스의 제조에 있어서 바람직하게 이용 가능하다.

Claims (16)

  1. 반도체 디바이스를 제조하는 디바이스 제조 장치에 있어서,
    피처리체를 탑재하는 탑재대와,
    피처리체를 향해 반도체 디바이스 재료의 액적을 토출하는 상기 탑재대와 대향해서 마련된 액적 토출 노즐을 갖는 액적 토출 기구와,
    상기 액적 토출 노즐을 격리해서 대기압 상태로 유지하는 노즐 격리 기구를 구비하는
    디바이스 제조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 액적 토출 기구는 복수의 액적 토출 노즐을 갖고, 상기 액적이 도전 재료, 절연재료 및 반도체 재료의 액적이며, 각각 따로따로의 상기 액적 토출 노즐로부터 토출되는
    디바이스 제조 장치.
  3. 반도체 디바이스를 제조하는 디바이스 제조 장치에 있어서,
    피처리체를 탑재하는 탑재대를 수용하는 제 1 용기와,
    상기 제 1 용기내에 퍼지 가스를 공급하는 가스 공급 기구와,
    상기 제 1 용기내를 감압 배기하는 배기 기구와,
    피처리체를 향해 반도체 디바이스 재료의 액적을 토출하는 상기 탑재대와 대향해서 마련된 액적 토출 노즐을 갖는 액적 토출 기구와,
    상기 액적 토출 노즐을 격리해서 대기압 상태로 유지하는 제 2 용기를 구비하는
    디바이스 제조 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 배기 기구에 의해 상기 제 1 용기내를 감압 배기한 상태에서, 상기 제 2 용기는 상기 액적 토출 기구를 내부에 수용해서 상기 액적 토출 노즐을 격리하는
    디바이스 제조 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 배기 기구에 의해 상기 제 1 용기내를 감압 배기한 상태에서, 상기 제 2 용기는 상기 액적 토출 기구에 있어서의 상기 액적 토출 노즐이 형성된 노즐 형성면에 당접해서 상기 액적 토출 노즐을 기밀하게 격리하는
    디바이스 제조 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 용기는 상기 제 1 용기에 수용되어 있는
    디바이스 제조 장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    피처리체에 대해 액적을 토출하는 토출 위치와, 액적을 토출하지 않는 대기 위치와의 사이에서, 상기 액적 토출 노즐을 이동시키는 이동 기구를 더 구비하고, 상기 대기 위치에 있어서 상기 제 2 용기에 의해서 상기 액적 토출 노즐을 격리하는
    디바이스 제조 장치.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 액적 토출 기구는 복수의 액적 토출 노즐을 갖고, 상기 액적이 도전 재료, 절연재료 및 반도체 재료의 액적이며, 각각 따로따로의 상기 액적 토출 노즐로부터 토출되는
    디바이스 제조 장치.
  9. 반도체 디바이스를 제조하는 디바이스 제조 장치로서,
    피처리체를 탑재하는 탑재대와,
    피처리체를 향해 반도체 디바이스 재료의 액적을 토출하는 상기 탑재대와 대향해서 마련된 액적 토출 노즐을 갖는 액적 토출 기구와,
    피처리체 표면에 당접/이간(離間) 가능하게 마련된 개구부를 갖고, 내부에 상기 액적 토출 기구를 수용한 상태에서 상기 액적 토출 노즐로부터 토출 시킨 액적을 비상시키는 토출 공간을 구획하는 용기와,
    상기 토출 공간으로부터 상기 액적 토출 노즐을 격리하는 노즐 격리 수단과,
    상기 용기를 상기 피처리체 표면에 당접시킨 상태에서 해당 용기의 내부에 퍼지 가스를 공급하는 가스 공급 기구와,
    상기 용기를 상기 피처리체 표면에 당접시킨 상태에서 상기 용기 내부를 감압 배기하는 배기 기구와,
    상기 액적 토출 기구와 상기 탑재대를 상대 이동시키는 이동 기구를 구비하는
    디바이스 제조 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 액적 토출 기구는 복수의 액적 토출 노즐을 갖고, 상기 액적이 도전 재 료, 절연재료 및 반도체 재료의 액적이며, 각각 따로따로의 상기 액적 토출 노즐로부터 토출되는
    디바이스 제조 장치.
  11. 피처리체를 탑재하는 탑재대를 구비한 제 1 용기와, 상기 제 1 용기내에 퍼지 가스를 공급하는 가스 공급 기구와, 상기 제 1 용기내를 감압 배기하는 배기 기구와, 상기 탑재대에 대향 배치된 액적 토출 노즐로부터 피처리체를 향해 반도체 디바이스 재료의 액적을 토출하는 액적 토출 기구와, 피처리체에 대해 액적을 토출하는 토출 위치와 액적을 토출하지 않는 대기 위치와의 사이에서 상기 액적 토출 노즐을 이동시키는 이동 기구와, 상기 대기 위치에 있어서 상기 액적 토출 노즐을 격리해서 대기압 상태로 유지하는 제 2 용기를 구비하는 디바이스 제조 장치를 이용하여, 피처리체 표면에 반도체 디바이스를 제조하는 디바이스 제조 방법으로서,
    피처리체를 상기 제 1 용기내에 반입해서 상기 탑재대에 탑재하는 것과,
    상기 대기 위치에 있어서 상기 제 2 용기에 의해 상기 액적 토출 노즐을 격리한 상태에서, 상기 제 1 용기의 내부를 감압하는 것과,
    상기 가스 공급 기구로부터 상기 제 1 용기내에 퍼지 가스를 도입해서 해당 제 1 용기 내부의 분위기를 치환하는 동시에 대기압 상태로 되돌리는 것과,
    상기 제 2 용기에 의한 상기 액적 토출 노즐의 격리를 해제하고, 해당 액적 토출 노즐을 상기 토출 위치로 이동시켜서 피처리체를 향해 상기 액적을 토출하는 것을 포함하는
    디바이스 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 분위기 치환 전에, 상기 탑재대 및 상기 제 1 용기를 가열하는 것을 더 포함하는
    디바이스 제조 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 액적 토출 노즐로부터의 상기 액적의 토출 후에, 형성된 디바이스를 소성하는 것을 더 포함하는
    디바이스 제조 방법.
  14. 피처리체를 탑재하는 탑재대와, 상기 탑재대에 대향 배치된 액적 토출 노즐로부터 피처리체를 향해 반도체 디바이스 재료의 액적을 토출하는 액적 토출 기구와, 피처리체 표면에 당접/이간 가능하게 마련된 개구부를 갖고, 내부에 상기 액적 토출 기구를 수용한 상태에서 상기 액적 토출 노즐로부터 토출시킨 액적을 비상시 키는 토출 공간을 구획하는 용기와, 상기 토출 공간으로부터 상기 액적 토출 노즐을 격리하는 노즐 격리 수단과, 상기 용기를 상기 피처리체 표면에 당접시킨 상태에서 해당 용기의 내부에 퍼지 가스를 공급하는 가스 공급 기구와, 상기 용기를 상기 피처리체 표면에 당접시킨 상태에서 상기 용기 내부를 감압 배기하는 배기 기구와, 상기 액적 토출 기구와 상기 탑재대를 상대 이동시키는 이동 기구를 구비하는 디바이스 제조 장치를 이용하여, 피처리체 표면에 반도체 디바이스를 제조하는 디바이스 제조 방법으로서,
    상기 용기와 피처리체를 서로 대향하는 위치까지 상대 이동시키는 것과,
    상기 용기의 상기 개구부를 피처리체 표면에 당접시키는 것과,
    상기 격리 수단에 의해서 상기 용기내에서 상기 액적 토출 노즐을 격리한 상태에서 상기 토출 공간을 감압하는 것과,
    상기 가스 공급 기구로부터 상기 토출 공간에 퍼지 가스를 도입해서 해당 토출 공간의 분위기를 치환하는 것에 의해 대기압 상태로 되돌리는 것과,
    상기 격리 수단에 의한 상기 액적 토출 노즐의 격리를 해제하고, 해당 액적 토출 노즐로부터 피처리체를 향해 액적을 토출하는 것을 포함하는
    디바이스 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 분위기 치환 전에, 상기 탑재대를 가열하는 것을 더 포함하는
    디바이스 제조 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 액적 토출 노즐로부터의 액적의 토출 후에, 형성된 디바이스를 소성하는 것을 더 포함하는
    디바이스 제조 방법.
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