KR20060048369A - 층 형성 방법, 배선 기판, 전기 광학 장치, 및 전자 기기 - Google Patents

층 형성 방법, 배선 기판, 전기 광학 장치, 및 전자 기기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하지층의 단차를 흡수하여 평탄한 면을 제공하는 절연층으로서, 콘택트 홀을 갖는 절연층을 잉크젯법으로 형성하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 잉크젯법을 사용한 층 형성 방법은, (a) 제1 레벨면상에 위치하는 제1 도전층의 측면이 제1 절연 재료로 덮히도록, 상기 제1 레벨면상에 제1 농도를 가진 상기 제1 절연 재료를 토출하는 스텝과, (b) 토출된 상기 제1 절연재료를 활성화 또는 건조하여, 상기 제1 도전층에 접하는 제1 절연층을 형성하는 스텝과, (c) 상기 제1 도전층상과 제1 절연층상에 상기 제1의 농도보다도 높은 제2 농도를 갖는 제2 절연재료를 토출하는 스텝과, (d) 토출된 상기 제2 절연 재료를 활성화 또는 건조하여, 상기 제1 도전층과 상기 제1 절연층을 덮는 제2 절연층을 형성하는 스텝을 포함하고 있다.
절연층, 도전층, 잉크젯법,

Description

층 형성 방법, 배선 기판, 전기 광학 장치, 및 전자 기기{METHOD FOR PROVIDING A LAYER, WIRING SUBSTRATE, ELECTRO-OPTICAL DEVICE, AND ELECTRONIC EQUIPMENT}
도 1은 층 형성 장치의 모식도.
도 2는 층 형성 장치에서의 토출 장치의 모식도.
도 3은 토출 장치에서의 헤드의 모식도.
도 4는 토출 장치에서의 제어부의 기능 블럭도.
도 5(a)∼(d)는 실시 형태 1의 제조 방법을 설명하는 도면.
도 6(a)∼(e)는 실시 형태 1의 제조 방법을 설명하는 도면.
도 7(a)∼(d)는 실시 형태 1의 제조 방법을 설명하는 도면.
도 8(a)∼(e)는 실시 형태 2의 제조 방법을 설명하는 도면.
도 9는 휴대 전화기를 나타내는 모식도.
도 10은 퍼스널 컴퓨터를 나타내는 모식도.
[부호의 설명]
1a…베이스 기판, 10…층 형성 장치, 10A…토출 장치, 11A…제1 토출 장치, 12A…제2 토출 장치, 13A…제3 토출 장치, 14A…제4 토출 장치, 15A…제5 토출 장치, 16A…제6 토출 장치, 21…제1 도전층, 21A…제1 도전성 재료, 21B…제1 도전성 재료층, 22…제2 도전층, 22A…제2 도전성 재료, 22B…제2 도전성 재료층, 23…제3 도전층, 23A…제3 도전성 재료, 23B…제3 도전성 재료층, 25A…배선, 25B…배선, 25C…배선, 31…제1 절연층, 31A…제1 절연 재료, 31B…제1 절연 재료층, 32…제2 절연층, 32A…제2 절연 재료, 32B…제2 절연 재료층, 33…제3 절연층, 33A…제3 절연재료, 33B…제3 절연 재료층, 35…콘택트홀, 50…휴대 전화기, 60…퍼스널 컴퓨터.
본 발명은 층 형성 방법, 배선 기판, 전기 광학 장치, 및 전자 기기에 관한 것이다.
인쇄법에 의한 애디티브 프로세스(Additive Process)를 사용하여 배선 기판을 제조하는 방법이 주목받고 있다. 박막의 도포 프로세스와 포토리소그래피 프로세스를 반복하여 배선 기판을 제조하는 방법에 비해서, 애디티브 프로세스의 비용이 낮기 때문이다.
이러한 애디티브 프로세스에 이용되는 기술의 하나로서, 잉크젯법에 의한 금속 배선의 형성 기술이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 : 일본 특개2004－6578호 공보).
잉크젯법으로 물체상에 막이나 층의 패턴을 형성하는 경우에, 형성할 패턴의 형상에 따라서는 토출된 재료의 물체상으로의 도포되어 퍼지는 정도를 부분적으로 다르게 하는 것이 요구되는 경우가 있다. 예를 들면, 층의 경계부를 형성하는 경우라면, 물체상에 착탄한 재료가 가능한 한 도포되어 퍼지지 않는 것이 바람직하다. 층의 경계부의 형상을 명확히 하고 싶기 때문이다. 한편, 동일 층이라도, 층의 내부를 형성하는 경우에는, 물체상에 착탄한 후의 재료는 도포되어 퍼져도 좋다.
예를 들면, 콘택트홀을 갖는 절연층을 형성하는 경우에는, 비교적 농도가 높은 액상 재료를 사용하는 것이 요구된다. 비교적 농도가 높은 액상 재료이면, 토출된 뒤에, 용매의 기화에 따라 유동성을 잃을 때까지의 시간이 비교적 짧으므로, 콘택트홀로 되는 개구부의 외형을 취하는 것이 용이하기 때문이다.
그러나 그러한 액상 재료가 착탄한 뒤에 도포되어 퍼지는 면적은 작다. 따라서, 그러한 액상 재료를 사용한 경우에는, 하지층의 단차(段差)를 흡수하여 평탄한 면을 제공하도록 층을 마련하기 어렵다.
본 발명은 상기 문제를 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적의 하나는 하지층의 단차를 흡수하여 평탄한 면을 제공하는 절연층으로서, 콘택트홀을 갖는 절연층을, 잉크젯법으로 형성하는 것이다.
본 발명의 층 형성 방법은 잉크젯법을 사용하여 배선 기판을 제조하는 방법이다. 상기층 형성 방법은, (a)제1 레벨의 표면상에 위치하는 제1 도전층의 측면이 제1 절연 재료로 덮히도록, 상기 표면상에 제1 농도를 갖는 액상의 상기 제1 절 연 재료를 토출하는 스텝과, (b)토출된 상기 제1 절연 재료를 활성화 또는 건조하여, 상기 제1 도전층에 접하는 제1 절연층을 형성하는 스텝과, (c)상기 제1 도전층상과 상기 제1 절연층상에, 상기 제1 농도보다도 높은 제2 농도를 갖는 액상의 제2 절연 재료를 토출하는 스텝과, (d)토출된 상기 제2 절연 재료를 활성화 또는 건조하여, 상기 제1 도전층과 상기 제1 절연층을 덮는 제2 절연층을 형성하는 스텝을 포함하고 있다.
상기 구성에 의해서 얻어지는 효과의 하나는 잉크젯법으로, 제1 도전층을 덮는 평탄한 절연층이 용이하게 얻어지는 것이다.
본 발명의 어느 하나의 태양에서는 상기 제1 도전층은 구리 배선이다.
상기 구성에 의해서 얻어지는 효과의 하나는 일반적으로 입수하기 쉬운 배선 기판에 잉크젯법에 의한 절연층을 마련할 수 있는 것이다.
바람직하게는, 상기 층 형성 방법이 (e)상기 표면상에 액상의 제1 도전성 재료를 토출하는 스텝과, (f)토출된 상기 제1 도전성 재료층을 활성화 또는 건조하여 상기 제1 도전층을 얻는 스텝을 더 포함하고 있다.
상기 구성에 의해서 얻어지는 효과의 하나는 도전층의 형성에 잉크젯법을 적용할 수 있는 것이다.
바람직하게는, 상기 스텝(e)은 은을 함유한 상기 제1 도전성 재료를 토출하는 스텝을 포함한다.
상기 구성에 의해서 얻어지는 효과의 하나는 잉크젯법에 의한 도전층의 형성이 용이하게 되는 것이다.
바람직하게는, 상기 스텝(c)은 상기 토출된 제2 절연 재료에 의해서 상기 제1 도전층의 일부를 노출하는 콘택트홀이 형상이 취해지도록, 상기 제2 절연 재료를 토출하는 스텝을 포함하고, 상기 스텝(d)은 상기 토출된 제2 절연 재료를 활성화 또는 건조하여, 상기 콘택트홀을 갖는 상기 제2 절연층을 얻는 스텝을 포함한다.
상기 구성에 의해서 얻어지는 효과의 하나는 콘택트홀을 갖는 절연층을 잉크젯법으로 형성할 수 있는 것이다.
본 발명의 어느 하나의 태양에서는 상기 층 형성 방법이, (g)상기 콘택트홀내에 상기 제1 도전층에 접하는 제2 도전층을 마련하는 스텝을 더 포함하고 있다.
바람직하게는, 상기 스텝(g)은 상기 콘택트홀에 액상의 제2 도전성 재료를 토출하는 스텝과, 상기 토출된 제2 도전성 재료를 활성화 또는 건조하여 상기 제2 도전층을 얻는 스텝을 포함하고 있다.
상기 구성에 의해서 얻어지는 효과의 하나는 상기 콘택트홀을 매립하는 도전층을 잉크젯법으로 형성할 수 있는 것이다.
본 발명의 층 형성 방법은 제1 부분과 상기 제1 부분과 접하는 제2 부분을 덮는 층을 잉크젯법으로 형성하는 층 형성 방법이다. 이 층 형성 방법은 (a)상기 제1 부분에 제1 농도를 갖는 액상의 제1 절연 재료를 토출하는 스텝과, (b)상기 스텝(a) 후에, 상기 제2 부분으로 제2 농도를 갖는 액상의 제2 절연 재료를 토출하는 스텝을 포함하고 있다.
상기 구성에 의해서 얻어지는 효과의 하나는 물체상에서의 액상 재료가 도포되어 퍼지는 정도를 부분적으로 다르게 할 수 있는 것이다. 이 때문에, 상기 구성 에 의하면, 층의 경계부와 내부를 용이하게 형성할 수 있다.
본 발명의 배선 기판은 상기 층 형성 방법으로 제조된다.
상기 구성에 의해서 얻어지는 효과의 하나는 잉크젯법으로 배선 기판을 제조할 수 있는 것이다.
본 발명의 전기 광학 장치는 상기 층 형성 방법으로 제조된다.
상기 구성에 의해서 얻어지는 효과의 하나는 잉크젯법으로 전기 광학 장치를 제조할 수 있는 것이다.
본 발명의 전자 기기는 상기 층 형성 방법으로 제조된다.
상기 구성에 의해서 얻어지는 효과의 하나는 잉크젯법으로 전자 기기를 제조할 수 있는 것이다.
[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]
(실시 형태 1)
본 실시 형태의 배선 기판은 테이프 형상을 가진 베이스 기판으로 제조된다. 여기서 베이스 기판은 폴리이미드로 되어 있어, 플렉시블 기판으로도 불린다. 베이스 기판상에는, 후술하는 제조 공정에 의해서, 금속 배선이 형성된다. 또한, 금속 배선이 형성된 뒤에, 베이스 기판은 프레스 처리되어, 베이스 기판으로부터 복수의 기판이 잘려진다. 이 결과, 베이스 기판으로부터, 각각이 금속 배선을 갖는 복수의 기판이 얻어진다. 여기서, 본 실시 형태에서는, 복수의 기판의 각각에 마련된 금속 배선은 모두 동일한 패턴을 구성하고 있다. 이와 같이, 금속 배선이 형성된 기판을 「배선 기판」이라 표기한다.
(A. 층 형성 장치)
본 실시 형태의 배선 기판은 6개의 층 형성 장치가 행하는 층 형성 공정을 거쳐서 제조된다. 이들 6개의 층 형성 장치는 모두 기본적으로 동일한 구성·기능을 가지고 있다. 이 때문에, 이하에서는, 기재의 중복을 피할 목적으로, 6개의 층 형성 장치를 대표하여, 1개의 층 형성 장치에 대해서만 구성·기능을 설명한다.
도 1의 층 형성 장치(10)는 소정의 레벨에 위치하는 표면상에 도전층 또는 절연층을 형성하는 장치이다. 이 층 형성 장치(10)는 한쌍의 릴(W1)과, 토출 장치(10A)와, 오븐(10B)을 포함하고 있다. 또한, 층 형성 장치(10)에서, 베이스 기판(1a)이 릴(W1)의 한쪽으로부터 풀려나와 다른쪽에 감길 때까지, 토출 장치(10A)와 오븐(10B)에 의해서, 베이스 기판(1a)에 대해서 각각의 처리가 행해진다. 이러한 처리 방식은 릴·투·릴(Reel To Reel)이라 불린다.
토출 장치(10A)는 베이스 기판(1a)의 소정의 레벨에 위치하는 표면을 향하여 액상 재료를 토출하는 장치이다. 또한, 오븐(B)은 토출 장치(10A)에 의해서 부여 또는 도포된 액상 재료를 가열함으로써 활성화하는 장치이다.
본 명세서에서는 6개의 층 형성 장치(10)의 각각에 포함되는 6개의 토출 장치(10A)를, 설명의 편의상, 제1 토출 장치(11A), 제2 토출 장치(12A), 제3 토출 장치(13A), 제4 토출 장치(14A), 제5 토출 장치(15A), 제6 토출 장치(16A)로 표기한다. 마찬가지로, 6개의 오븐(10B)을, 설명의 편의상, 제1 오븐(11B), 제2 오븐(12B), 제3 오븐(13B), 제4 오븐(14B), 제5 오븐(15B), 제6 오븐(16B)으로 표기한다.
6개의 토출 장치(11A,12A,13A,14A,15A,16A)는 기본적으로 모두 동일한 구조·기능을 가지고 있다. 이 때문에, 이하에서는 기재의 중복을 피할 목적으로, 6개의 토출 장치(11A,12A,13A,14A,15A,16A)를 대표하여, 제1 토출 장치(11A)에 대해서만 구성·기능을 설명한다.
(B. 토출 장치의 전체 구성)
도 2에 나타내는 제1 토출 장치(11A)는 잉크젯 장치이다. 보다 구체적으로는, 제1 토출 장치(11A)는 액상 재료(111)를 저장하는 탱크(101)와, 튜브(110)와, 튜브(110)를 거쳐서 탱크(101)로부터 액상 재료(111)가 공급되는 토출 주사부(102)를 구비하고 있다. 여기서, 토출 주사부(102)는 그랜드 스테이지(GS)와, 토출 헤드부(103)와, 스테이지(106)와, 제1 위치 제어 장치(104)와, 제2 위치 제어장치(108)와, 제어부(112)와, 지지부(104a)를 구비하고 있다.
토출 헤드부(103)는 헤드(114)(도 3)를 보유하고 있다. 이 헤드(114)는 제어부(112)로부터의 신호에 따라, 액상 재료(111)의 액적을 토출한다. 또한, 토출 헤드부(103)에서의 헤드(114)는 튜브(110)에 의해서 탱크(101)에 연결되어 있고, 이 때문에, 탱크(101)로부터 헤드(114)에 액상 재료(111)가 공급된다.
스테이지(106)는 베이스 기판(1a)을 고정하기 위한 평면을 제공하고 있다. 또한 스테이지(106)는 흡인력을 이용하여 베이스 기판(1a)의 위치를 고정하는 기능도 갖는다.
제1 위치 제어 장치(104)는 지지부(104a)에 의해서, 그랜드 스테이지(GS)로부터 소정 높이의 위치에 고정되어 있다. 이 제1 위치 제어 장치(104)는 제어부 (112)로부터의 신호에 따라, 토출 헤드부(103)를 X축 방향과, X축 방향에 직교하는 Z축 방향를 따라 이동시키는 기능을 갖는다. 또한, 제1 위치 제어 장치(104)는 Z축으로 평행한 축의 둘레로 토출 헤드부(103)를 회전시키는 기능도 갖는다. 여기서, 본 실시 형태에서는, Z축방향은 연직 방향(즉 중력 가속도의 방향)에 평행한 방향이다.
제2 위치 제어 장치(108)는 제어부(112)로부터의 신호에 따라, 스테이지(106)를 그랜드 스테이지(GS)상에서 Y축 방향으로 이동시킨다. 여기서, Y축 방향은 X축 방향 및 Z축 방향의 쌍방과 직교하는 방향이다.
상기와 같은 기능을 가진 제1 위치 제어 장치(104)의 구성과 제2 위치 제어 장치(108)의 구성은 리니어 모터(linear motor)나 서보모터(servomotor)를 이용한 공지의 XY 로보트를 사용하여 실현할 수 있다. 이 때문에, 여기서는, 그들의 상세한 구성의 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서에서는, 제1 위치 제어 장치(104) 및 제2 위치 제어 장치(108)를,「로보트」또는「주사부」로도 표기한다.
그런데 상술한 바와 같이, 제1 위치 제어 장치(104)에 의해서, 토출 헤드부(103)는 X축 방향으로 이동한다. 또한, 제2 위치 제어 장치(108)에 의해서, 베이스 기판(1a)은 스테이지(106)와 함께 Y축 방향으로 이동한다. 이러한 결과, 베이스 기판(1a)에 대한 헤드(114)의 상대 위치가 바뀐다. 보다 구체적으로는, 이들 동작에 의해서, 토출 헤드부(103), 헤드(114), 또는 노즐(118)(도 3)은 베이스 기판(1a)에 대해서, Z축 방향으로 소정의 거리를 유지하면서, X축 방향 및 Y축 방향으로 상대적으로 이동, 즉 상대적으로 주사한다. 「상대 이동」또는「상대 주사」 라 함은 액상 재료(111)를 토출하는 측과, 그것으로부터의 토출물이 착탄하는 측(피토출부)의 적어도 한쪽을 다른쪽에 대해서 상대이동하는 것을 의미한다.
제어부(112)는 액상 재료(111)의 액적을 토출할 상대 위치를 나타내는 토출 데이터(예를 들면 비트 맵 데이터)를 외부 정보 처리 장치로부터 수취(受取)하도록 구성되어 있다. 제어부(112)는 수취한 토출 데이터를 내부의 기억 장치에 저장하는 동시에, 저장된 토출 데이터에 따라, 제1 위치 제어 장치(104)와, 제2 위치 제어 장치(108)와, 헤드(114)를 제어한다.
상기 구성을 갖는 제1 토출 장치(11A)는 비트맵 데이터에 따라, 헤드(114)의 노즐(118)(도 3)을 베이스 기판(1a)에 대해서 상대 이동시키는 동시에, 피토출부를 향하여 노즐(118)로부터 액상 재료(111)를 토출한다. 이 비트맵 데이터는 베이스 기판(1a) 상에, 재료를 소정 패턴으로 부여하기 위한 데이터이다. 또한, 제1 토출 장치(11A)에 의한 헤드(114)의 상대 이동과, 헤드(114)로부터의 액상 재료(111)의 토출을 합쳐서 「도포 주사」 또는 「토출 장치」로 표기하는 경우도 있다.
또한 「피토출부」라 함은 액상 재료(111)의 액적이 착탄하여 도포되어 퍼지는 부분이다. 또한 「피토출부」는 액상 재료(111)가 소망한 접촉각을 나타내도록, 하지의 물체에 표면 개질 처리를 행함으로써 형성된 부분이기도 하다. 다만, 표면 개질 처리를 행하지 않아도 하지의 물체의 표면이, 액상 재료(111)에 대해서 소망한 발액성 또는 친액성을 나타내는(즉 착탄한 액상 재료(111)가 하지의 물체의 표면상에서 요망되는 접촉각을 나타내는) 경우에는, 하지의 물체의 표면 그 자체가 「피토출부」여도 좋다. 또한, 본 명세서에서는,「피토출부」를「타겟」또는「수 용부」로도 표기한다.
(C. 헤드)
도 3(a) 및 (b)에 나타내는 바와 같이, 제1 토출 장치(11A)에서의 헤드(114)는 복수의 노즐(118)을 갖는 잉크젯 헤드이다. 구체적으로는, 헤드(114)는 진동판(126)과, 노즐(118)의 개구를 규정하는 노즐 플레이트(128)를 구비하고 있다. 또한, 진동판(126)과, 노즐 플레이트(128)의 사이에는, 액 저장소(129)가 위치하고 있고, 이 액 저장소(129)에는, 도시하지 않은 외부 탱크로부터 구멍(131)을 거쳐서 공급되는 액상 재료(111)가 항상 충전된다.
또한, 진동판(126)과, 노즐 플레이트(128)의 사이에는, 복수의 격벽(122)이 위치하고 있다. 또한, 진동판(126)과, 노즐 플레이트(128)과, 한쌍의 격벽(122)에 의해서 둘러싸인 부분이 캐비티(120)이다. 캐비티(120)는 노즐(118)에 대응하여 마련되어 있기 때문에, 캐비티(120)의 수와 노즐(118)의 수는 동일하다. 캐비티(120)에는, 한쌍의 격벽(122) 사이에 위치하는 공급구(130)를 거쳐서, 액 저장소(129)로부터 액상 재료(111)가 공급된다. 또한, 본 실시 형태에서는 노즐(118)의 직경은 약 27㎛이다.
그런데, 진동판(126)상에는, 각각의 캐비티(120)에 대응하여, 각각의 진동자(124)가 위치한다. 진동자(124)의 각각은 피에조 소자(124C)와, 피에조 소자(124C)를 사이에 끼운 한쌍의 전극(124A,124B)을 포함한다. 제어부(112)가 이 한쌍의 전극(124A,124B)의 사이에 구동 전압을 부여함으로써, 대응하는 노즐(118)로부터 액상 재료(111)의 액적(D)이 토출된다. 여기서, 노즐(118)로부터 토출되는 재료의 체적은 0pl이상 42pl(피코리터) 이하의 사이로 가변이다. 또한, 노즐(118)로부터 Z축 방향으로 액상 재료(111)의 액적(D)이 토출되도록, 노즐(118)의 형상이 조정되어 있다.
본 명세서에서는 하나의 노즐(118)과, 노즐(118)에 대응하는 캐비티(120)와, 캐비티(120)에 대응하는 진동자(124)를 포함한 부분을 「토출부(127)」로 표기하는 경우도 있다. 이 표기에 의하면, 1개의 헤드(114)는 노즐(118)의 수와 같은 수의 토출부(127)를 갖는다. 토출부(127)는 피에조 소자 대신에 전기열변환 소자를 가져도 좋다. 즉, 토출부(127)는 전기열변환 소자에 의한 재료의 열팽창을 이용하여 재료를 토출하는 구성을 가지고 있어도 좋다.
(D.제어부)
다음에, 제어부(112)의 구성을 설명한다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 제어부(112)는 입력 버퍼 메모리(200)와, 기억 장치(202)와, 처리부(204)와, 주사 구동부(206)와, 헤드 구동부(208)를 구비하고 있다. 입력 버퍼 메모리(200)와 처리부(204)는 서로 통신 가능하게 접속되어 있다. 처리부(204)와 기억장치(202)는 서로 통신 가능하게 접속되어 있다. 처리부(204)와 주사 구동부(206)는 서로 통신 가능하게 접속되어 있다. 처리부(204)와 헤드 구동부(208)는 서로 통신 가능하게 접속되어 있다. 또한, 주사 구동부(206)는 제1 위치 제어 장치(104) 및 제2 위치 제어장치(108)와 서로 통신 가능하게 접속되어 있다. 마찬가지로 헤드 구동부(208)는 헤드(114)와 서로 통신 가능하게 접속되어 있다.
입력 버퍼 메모리(200)는 제1 토출 장치(11A)의 외부에 위치하는 호스트 컴 퓨터(도시하지 않음)로부터, 액상 재료(111)의 액적(D)을 토출하기 위한 토출 데이터를 수취한다. 입력 버퍼 메모리(200)는 토출 데이터를 처리부(204)에 공급하고, 처리부(204)는 토출 데이터를 기억 장치(202)에 저장한다. 도 4에서는 기억 장치(202)는 RAM이다.
처리부(204)는 기억 장치(202)내의 토출 데이터에 근거하여, 피토출부에 대한 노즐(118)의 상대 위치를 나타내는 데이터를 주사 구동부(206)에 준다. 주사 구동부(206)는 이 데이터와, 토출 주기에 따른 스테이지 구동 신호를 제2 위치 제어 장치(108)에 준다. 이 결과, 피토출부에 대해서 헤드(114)가 상대 이동한다. 한편, 처리부(204)는 기억 장치(202)에 기억된 토출 데이터에 근거하여, 액상 재료(111)의 토출에 필요한 토출 신호를 헤드(114)에 준다. 이 결과, 헤드(114)에서의 대응하는 노즐(118)로부터, 액상 재료(111)의 액적(D)이 토출된다.
제어부(112)는 CPU, ROM, RAM, 버스를 포함한 컴퓨터라도 좋다. 이 경우에는, 제어부(112)의 상기 기능은 컴퓨터에 의해서 실행되는 소프트 웨어 프로그램에 의해서 실현된다. 물론, 제어부(112)는 전용 회로(하드웨어)에 의해서 실현되어도 좋다.
(E. 액상 재료)
상술한 「액상 재료(111)」라 함은 헤드(114)의 노즐(118)로부터 액적으로서 토출될 수 있는 점도를 가진 재료를 말한다. 여기서, 액상 재료(111)가 수성이든 유성이든 상관없다. 노즐(118)로부터 토출가능한 유동성(점도)을 구비하고 있으면 충분하고, 고체 물질이 혼입하여 있어도 전체로서 유동체이면 좋다.
액상 재료(111)의 점도는 1mPa·s이상 50mPa·s이하인 것이 바람직하다. 점도가 1mPa·s이상이면, 액상 재료(111)의 액적(D)을 토출할 때에 노즐(118)의 주변부가 액상 재료(111)의 유출에 의해 오염되기 쉽다. 한편, 점도가 50mPa·s 이하이면, 노즐(118)에서의 막힘 빈도가 낮아지고, 그 결과, 원활한 액적의 토출을 실현할 수 있다.
후술하는 제1 도전성 재료, 제2 도전성 재료, 및 제3 도전성 재료는 모두 상기와 같은「액상 재료(111)」이다. 또한, 제1 도전성 재료는 제1 토출 장치(11A)로부터 토출되고, 제2 도전성 재료는 제4 토출 장치(14A)로부터 토출되고, 제3 도전성 재료는 제5 토출 장치(15A)로부터 토출된다.
본 실시 형태에서는 제1 도전성 재료, 제2 도전성 재료, 및 제3 도전성 재료는 모두 평균 입경이 10nm 정도인 은입자와, 분산제와, 유기용매를 함유한다. 그래서 도전성 재료에서, 은입자는 분산제로 덮혀 있다. 분산제로 덮힌 은입자는 유기 용매 중에 안정하게 분산되어 있다. 여기서, 분산제는 은원자에 배위 가능한 화합물이다. 이러한 분산제로서, 아민, 알콜, 티올 등이 알려져 있다.
평균 입경이 1nm 정도로부터 수 100nm까지의 입자는 「나노 입자」로도 표기된다. 이 표기에 의하면, 제1 도전성 재료, 제2 도전성 재료, 및 제3 도전성 재료는 모두 은의 나노 입자를 포함하고 있다.
또한, 후술하는 제1 절연 재료, 제2 절연 재료, 및 제3 절연 재료도 모두 상기와 같은「액상 재료(111)」이다. 또한, 제1 절연 재료는 제2 토출 장치(12A)로부터 토출되고, 제2 절연 재료는 제3 토출 장치(13A)로부터 토출된다. 제3 절연 재료는 제6 토출 장치(16A)로부터 토출된다. 또한, 제1 절연 재료와 제3 절연 재료는 동일하다.
본 실시 형태에서는, 제1 절연 재료 및 제2 절연 재료는, 모두, 폴리이미드 전구체와, 용매(희석제)인 N-메틸-2-피롤리돈을 함유한 용액이다. 또한, 제1 절연 재료 및 제2 절연 재료의 각각에서, 폴리이미드 전구체의 농도가 각각 소정값으로 되도록 설정되어 있다. 본 실시 형태에서는 제1 절연 재료에서의 폴리이미드 전구체의 농도가 제2 절연 재료에서의 폴리이미드 전구체의 농도보다도 낮다. 여기서, 일반적으로, 폴리이미드 전구체의 농도가 높을수록, 토출 후의 제1 절연 재료 및 제2 절연 재료가 유동성을 실질적으로 잃을 때까지의 시간이 짧다. 한편, 폴리이미드 전구체의 농도가 낮을수록, 토출 후의 제1 절연 재료 및 제2 절연 재료가 유동성을 유지하는 기간은 길어진다.
제1 절연 재료 및 제2 절연 재료에서의 폴리이미드 전구체의 농도는 본 발명의 「절연 재료의 농도」에 대응한다. 또한, 중합 반응 대신에, 절연 미립자가 응집하여 절연층이 형성되는 경우에는 절연 미립자의 농도 또는 중량％가 본 발명의 「절연 재료의 농도」에 대응한다.
(F. 제조 방법)
이하에서는 층 형성 방법, 즉 제조 방법을 설명한다.
(F1. 제1 도전층)
최초로, 베이스 기판(1a)의 거의 동일 레벨상에 제1 도전층(21)을 형성한다.
구체적으로는, 도 5(a)에 나타내는 바와 같이, 우선, 베이스 기판(1a)을 제1 토출 장치(11A)의 스테이지(106)상에 위치시킨다. 그렇게 하면 제1 토출 장치(11A)는 제1 비트 맵 데이터에 따라, 베이스 기판(1a)의 피토출부상에 제1 도전성 재료층(21B)을 형성한다.
보다 구체적으로는, 우선, 베이스 기판(1a)에 대한 노즐(118)의 상대 위치를, 2차원적(즉, X축 방향 및 Y축 방향)으로 변화시킨다. 또한, 형성할 패턴에 대응하는 위치에 노즐(118)이 도달한 경우에, 제1 토출 장치(11A)는 노즐(118)로부터 제1 도전성 재료(21A)의 액적을 토출한다. 토출된 제1 도전성 재료(21A)의 액적은 베이스 기판(1a)의 피토출부에 착탄한다. 또한, 제1 도전성 재료(21A)의 액적이 피토출부에 착탄함에 의해서, 베이스 기판(1a)의 피토출부 상에 제1 도전성 재료층(21B)가 얻어진다.
상술한 제1 비트 맵 데이터는 「토출 데이터」의 일종이다. 「토출 데이터」라 함은 노즐(118)로부터 액적을 토출할 상대 위치(토출 위치)를 나타내는 정보와, 토출 위치마다의 액적의 체적을 나타내는 정보를 포함하고 있다. 이러한 토출 데이터는 도시하지 않은 외부 정보 처리 장치(호스트 컴퓨터)로부터, 제1 토출 장치(11A)에서의 제어부(112)의 메모리에 공급된다. 또한, 제어부(112)는 공급된 토출 데이터에 따라, 제1 위치 제어 장치(104)에 의한 헤드(114)의 이동과, 헤드(114)에 의한 액적의 토출을 제어한다.
제1 도전성 재료층(21B)을 형성한 뒤에, 제1 도전성 재료층(21B)을 활성화한다. 이 때문에 본 실시 형태에서는, 베이스 기판(1a)을 제1 오븐(11B)의 내부에 위치시킨다. 또한, 제1 도전성 재료층(21B)을 가열함으로써, 제1 도전성 재료층( 21B)에서의 은의 미립자를 소결 또는 융착시킨다. 이러한 활성화의 결과, 도 5(b)에 나타내는 바와 같이, 베이스 기판(1a)상에, 제1 패턴 형상을 갖는 제1 도전층(21)이 얻어진다.
제1 패턴 형상을 갖는 제1 도전층(21)은 도 5(c)에 나타내는 바와 같은 배선(25A)과, 배선(25B)과, 배선(25C)를 포함한다. 구체적으로는, 이들 배선(25A,25B,25C)의 각각은 베이스 기판(1a)의 피토출부상에 위치하고 있다. 즉, 이들 배선(25A,25B,25C)은 모두, 거의 동일한 레벨에 있는 표면(L1)상에 위치하고 있다. 다만, 이들 배선(25A,25B,25C) 중의 어느 2개의 배선도, 면(L1)상에서는 서로로부터 물리적으로 분리되어 있다. 또한, 후술하는 공정에 의해서, 배선(25A)과 배선(25B)은 서로 전기적으로 접속시킬 배선이다. 한편, 배선(25C)은 배선(25A)와 배선(25B)의 어느쪽으로부터도 전기적으로 절연시킬 배선이다.
(F2. 제1 절연층)
제1 패턴 형상의 제1 도전층(21)이 마련된 후에는 베이스 기판(1a)상에 제1 도전층(21)의 두께에 상당하는 단차가 생긴다. 그래서, 도 5(d)에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에서는 베이스 기판(1a)의 부분으로서 제1 도전층(21)이 없는 부분에 제1 절연층(31)을 형성한다. 제1 절연층(31)은 제1 도전층(21)의 측면을 덮으므로, 이것에 의하여 제1 도전층(21)에 의해서 생긴 단차가 없어진다.
구체적으로는, 도 5(d)에 나타내는 바와 같이, 우선, 제1 도전층(21)이 마련된 베이스 기판(1a)을 제2 토출 장치(12A)의 스테이지(106) 상에 위치시킨다. 그렇게 하면 제2 토출 장치(12A)는 제2 비트맵 데이터에 따라, 베이스 기판(1a)의 피 토출부상에 제1 절연 재료층(31B)를 형성한다.
보다 구체적으로는, 우선, 베이스 기판(1a)에 대한 노즐(118)의 상대 위치를 2차원적으로 변화시킨다. 또한, 노즐(118)이 피토출부에 대응하는 위치에 도달한 경우에, 제2 토출 장치(12A)는 노즐(118)로부터 제1 절연 재료(31A)의 액적을 토출한다. 토출된 제1 절연 재료(31A)의 액적은 베이스 기판(1a)의 피토출부에 착탄한다. 또한 제1 절연 재료(31A)의 액적이 피토출부에 착탄함으로써, 베이스 기판(1a) 상에 제1 절연재료층(31B)이 얻어진다.
여기서, 착탄 후의 제1 절연 재료(31A)가 제1 도전층(21)의 측면을 덮어 도포되어 퍼질때까지, 제1 절연 재료(31A)가 유동성을 유지할 수 있도록, 본 실시 형태의 제1 절연 재료(31A)의 농도는 충분히 낮게 설정되어 있다. 이 때문에, 피토출부에 착탄한 제1 절연 재료(31A)는 피토출부상에, 균일한 두께의 층(제1 절연 재료층(31B))을 형성한다.
제1 절연 재료층(31B)를 형성한 후에, 제1 절연 재료층(31B)를 활성화한다. 이 때문에 본 실시 형태에서는, 베이스 기판(1a)을 제2 오븐(12B)의 내부에 위치 시킨다. 또한, 제1 절연 재료층(31B)을 가열함으로써, 제1 절연 재료층(31B)에서의 폴리이미드 전구체를 중합하여 폴리이미드층을 얻는다. 이러한 활성화의 결과, 도 6(a)에 나타내는 바와 같이, 베이스 기판(1a)상에, 제1 절연층(31)(폴리이미드층)을 얻는다.
제1 절연층(31)이 형성되면, 제1 도전층(21)에 의해서 형성된 베이스 기판( 1a)상의 단차가 흡수된다. 제1 도전층(21)의 표면과, 제1 절연층(31)의 표면이 거 의 동일한 레벨에 위치하기 때문이다. 본 명세서에서는 제1 도전층(21)의 표면과, 제1 절연층(31)의 표면에 의해서 제공되는 표면을, 「제2 레벨의 표면」으로도 표기한다.
(F3. 제2 절연층)
제1 절연층(31)을 형성한 뒤에, 제1 도전층(21)과 제1 절연층(31)을 덮는 제2 절연층을 형성한다.
구체적으로는, 도 6(b)에 나타내는 바와 같이, 우선, 제1 도전층(21)과 제1 절연층(31)이 마련된 베이스 기판(1a)을 제3 토출 장치(13A)의 스테이지(106)상에 위치시킨다. 그렇게 하면 제3 토출 장치(13A)는 제3 비트맵 데이터에 따라, 제1 도전층(21)과, 제1 절연층(31)을 덮는 제2 절연 재료층(32B)를 형성한다.
보다 구체적으로는, 우선, 베이스 기판(1a)에 대한 노즐(118)의 상대 위치를 2차원적으로 변화시킨다. 또한, 노즐(118)이 제1 도전층(21)의 피토출부 및 제1 절연층(31)의 피토출부에 대응하는 위치에 도달한 경우에, 제3 토출 장치(13A)는 노즐(118)로부터 제2 절연 재료(32A)의 액적을 토출한다. 토출된 제2 절연 재료(32A)의 액적은 제1 도전층(21)의 피토출부 및 제1 절연층(31)의 피토출부에 착탄한다. 그래서 제2 절연 재료(32A)의 액적이 피토출부에 착탄함으로써, 제1 도전층(21)과 제1 절연층(31)을 덮는 제2 절연재료층(32B)이 얻어진다.
여기서, 배선(25A)상과, 배선(25C)상에 콘택트홀(35)이 각각 형성되도록, 제2 절연 재료(32A)의 액적이 토출된다. 즉, 착탄한 제2 절연 재료(32A)에 의해서 콘택트홀(35)의 외형이 규정되도록, 제2 절연 재료(32A)의 액적이 토출된다. 이 때문에, 콘택트홀(35)이 형성될 개소에는 제2 절연 재료(32A)의 액적은 토출되지 않는다.
제2 절연 재료(32A)의 농도는 제1 절연 재료(31A)의 농도보다도 높다. 이 때문에, 제1 도전층(21)상에 착탄한 제2 절연 재료(32A)가 유동성을 잃을 때까지의 시간이 제1 절연 재료(31A)가 유동성을 잃을 때까지의 시간보다도 짧다. 이 결과, 제2 절연 재료(32A)는 제1 절연 재료(31A)보다도, 콘택트홀(35)이 형상을 취하는데 적합하다. 본 실시 형태에서는, 제2 절연 재료층(32B)이 활성화되기 전에도, 콘택트홀(35)이 형성될 부위는 개구부로서 유지된다.
제2 절연 재료층(32B)을 형성한 뒤에, 제2 절연 재료층(32B)을 활성화한다. 이 때문에 본 실시 형태에서는, 베이스 기판(1a)을 제3 오븐(13B)의 내부에 위치시킨다. 또한, 제2 절연 재료층(32B)을 가열함으로써, 제2 절연 재료층(32B)에서의 폴리이미드 전구체를 중합하여 폴리이미드층을 얻는다. 이러한 활성화의 결과, 도 6(c)에 나타내는 바와 같이, 제1 도전층(21)과 제1 절연층(31)을 덮는 제2 절연층( 32)(폴리이미드층)를 얻는다. 또한 상술한 바와 같이, 이 제2 절연층(32)은 배선(25A)상과 배선(25C)상에, 각각 콘택트홀(35)을 가지고 있다.
또한, 제2 절연 재료(32A)의 농도가 높아도 상관없이, 제2 절연 재료(32)로부터 형성되는 제2 절연층(32)의 표면은 평탄하게 된다. 제2 절연 재료(32A)가 착탄하는 피토출부(제2 레벨의 표면)가 제1 도전층(21)과 제1 절연층(31)에 의해서 형성되는 평탄면이기 때문이다.
그런데, 상술한 제1 절연 재료(31A)와 제2 절연 재료(32A)는 다음과 같이 생 성된다. 우선, 용액에서의 폴리이미드 전구체의 농도를 조정함으로써, 콘택트홀(35)의 형상을 취하는데 적합한 농도를 가진 제2 절연 재료(32A)를 얻는다. 또한, 제2 절연 재료(32A)에 소정량의 용매를 첨가하여 제2 절연 재료(32A)를 희석함으로써, 제1 절연 재료(31A)를 얻는다. 또한, 용매로서, N-메틸-2-피롤리돈이나, N,N-디메틸아세트아미드를 사용할 수 있다.
(F4. 제2 도전층)
제2 절연층(32)을 형성한 뒤에, 제2 절연층(32)에 마련된 콘택트홀(35)을 관통하는 제2 도전층을 형성한다.
구체적으로는, 도 6(d)에 나타내는 바와 같이, 우선, 베이스 기판(1a)을 제4 토출 장치(14A)의 스테이지(106)상에 위치시킨다. 그렇게 하면 제4 토출 장치(14A)는 제4 비트맵 데이터에 따라, 제2 절연층(32)에 마련된 콘택트홀(35)을 관통하는 제2 도전성 재료층(22B)을 형성한다.
보다 구체적으로는, 우선, 제2 절연층(32)에 대한 노즐(118)의 상대 위치를, 2차원적으로 변화시킨다. 또한, 콘택트홀(35)에 대응하는 위치에 노즐(118)이 도달한 경우에, 제4 토출 장치(14A)는 노즐(118)로부터 제2 도전성 재료(22A)의 액적을 토출한다. 토출된 제2 도전성 재료(22A)의 액적은 콘택트 홀(35)에 의해서 노출된 제1 도전층(21)의 피토출부에 착탄한다. 그래서 콘택트 홀(35)내를 채우기에 충분한 수의 액적이 콘택트 홀(35)내에 착탄함에 의해서, 콘택트 홀(35)를 관통하는 제2 도전성 재료층(22B)이 얻어진다.
제2 도전성 재료층(22B)을 형성한 후에, 제2 도전성 재료층(22B)을 활성화한 다. 이 때문에 본 실시 형태에서는 베이스 기판(1a)을 제4 오븐(14B)의 내부에 위치시킨다. 또한, 제2 도전성 재료층(22B)을 가열함으로써, 제2 도전성 재료층(22B)에서의 은의 미립자를 소결 또는 융착시킨다. 이러한 활성화의 결과, 도 6(e)에 나타내는 바와 같이, 제1 도전층(21)에서의 배선(25A)과 배선(25C)에 전기적 또한 물리적으로 연결되는 동시에, 콘택트홀(35)을 관통하는 각각의 제2 도전층(22)이 얻어진다.
(F5. 제3 도전층)
제2 도전층(22)을 형성한 뒤에, 제2 절연층(32)상과 제2 도전층(22)상에 제3 도전층(23)을 형성한다. 　
구체적으로는, 도 7(a)에 나타내는 바와 같이, 우선, 베이스 기판(1a)을 제5 토출 장치(15A)의 스테이지(106)상에 위치시킨다. 그렇게 하면 제5 토출 장치(15A)는 제5 비트맵 데이터에 따라, 제2 패턴 형상을 가진 제3 도전성 재료층(23B)을 제2 절연층(32)의 피토출부상과 제2 도전층(22)의 피토출부상에 형성한다. 여기서, 제2 패턴 형상이라 함은 2개의 콘택트홀(35)의 각각에 마련된 제2 도전층(22)을 연결하는 형상이다.
보다 구체적으로는, 우선, 베이스 기판(1a)에 대한 노즐(118)의 상대 위치를, 2차원적(즉 X축 방향 및 Y축 방향)으로 변화시킨다. 또한, 형성할 패턴에 대응하는 위치에 노즐(118)이 도달한 경우에, 제5 토출 장치(15A)는 노즐(118)로부터 제3 도전성 재료(23A)의 액적을 토출한다. 토출된 제3 도전성 재료(23A)의 액적은 제2 절연층(32)의 피토출부와 제2 도전층(22)의 피토출부에 착탄한다. 그래서 제3 도전성 재료(23A)의 액적이 피토출부에 착탄함에 의해서, 제2 절연층(32)의 피토출부상과 제2 도전층(22)의 피토출부상에 제3 도전성 재료층(23B)이 얻어진다.
제3 도전성 재료층(23B)를 형성한 후에, 제3 도전성 재료층(23B)를 활성화한다. 이 때문에 본 실시 형태에서는 베이스 기판(1a)을 제5 오븐(15B)의 내부에 위치시킨다. 또한, 제3 도전성 재료층(23B)을 가열함으로써, 제3 도전성 재료층(23B)에서의 은의 미립자를 소결 또는 융착시킨다. 이러한 활성화 결과, 도 7(b)에 나타내는 바와 같이, 2개의 콘택트홀(35)의 각각에 마련된 제2 도전층(22)에 전기적으로 연결된 제3 도전층(23)이 얻어진다.
제3 도전층(23)에 의해서, 제1 도전층(21)의 일부인 배선(25A)과 배선(25C)은 서로 전기적으로 연결된다. 여기서, 제1 도전층(21)의 일부인 배선(25B)은 배선(25A)에 대해서도 배선(25C)에 대해서도 전기적 절연이 유지된다.
(F6. 제3 절연층)
제3 도전층(23)을 형성한 뒤에, 제3 도전층(23)을 덮는 제3 절연층(33)을 형성한다.
구체적으로는, 도 7(c)에 나타내는 바와 같이, 우선, 베이스 기판(1a)을 제6 토출 장치(16A)의 스테이지(106)상에 위치시킨다. 그렇게 하면 제6 토출 장치(16A)는 제6 비트맵 데이터에 따라, 제3 도전층(23)을 덮는 제3 절연 재료층(33B)을 형성한다.
보다 구체적으로는, 우선, 베이스 기판(1a)에 대한 노즐(118)의 상대 위치를, 2차원적(즉 X축 방향 및 Y축 방향)으로 변화시킨다. 또한, 형성할 패턴에 대 응하는 위치에 노즐(118)이 도달한 경우에, 제6 토출 장치(16A)는 노즐(118)로부터 제3 절연 재료(33A)의 액적을 토출한다. 토출된 제3 절연재료(33A)의 액적은 제2 절연층(32)의 피토출부와 제3 도전층(23)의 피토출부에 착탄한다. 그래서 제3 절연재료(33A)의 액적이 피토출부에 착탄함에 의해서, 제3 절연재료층(33B)이 얻어진다. 또한, 본 실시 형태에서는 제3 절연 재료(33A)는 제1 절연 재료(31A)와 동일하다.
제3 절연 재료층(33B)을 형성한 후에, 제3 절연 재료층(33B)을 활성화한다. 이 때문에 본 실시 형태에서는, 베이스 기판(1a)을 제6 오븐(16B)의 내부에 위치시킨다. 또한, 제3 절연 재료층(33B)을 가열함으로써, 제3 절연 재료층(33B)에서의 폴리이미드 전구체를 중합하여 폴리이미드층을 얻는다. 이러한 활성화의 결과, 도 7(d)에 나타내는 바와 같이, 제3 도전층(23)을 덮는 제3 절연층(33)이 얻어진다.
이와 같이, 본 실시 형태에 의하면, 잉크젯법을 이용하여 입체적인 배선 구조를 가진 배선 기판을 제조할 수 있다.
특히, 제1 레벨의 표면상에 단차가 생긴 경우라도, 비교적 농도가 낮은 제1 절연 재료(31A)를 제1 레벨의 표면상에 토출하므로, 제1 레벨 다음의 제2 레벨의 표면을 평탄하게 할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는 제2 레벨의 표면상에, 제1 절연 재료(31A)의 농도보다도 높은 농도를 가진 제2 절연 재료(32A)를 토출하므로, 명확한 형태의 콘택트홀(35)을 형성할 수 있다. 결국, 본 실시 형태에 의하면, 평탄성이 좋고, 또한 콘택트홀(35)의 형상이 명확한 절연층을, 액상 재료(절연 재료)의 토출에 의해서 형성할 수 있다. 더구나, 제1 절연층(31)과, 제2 절연층이 동일한 재료로 이루어지므로, 선팽창율이 서로 동일하고, 이 결과, 열팽창에 의한 응력이 생기기 어렵다.
(실시 형태 2)
본 실시 형태의 층 형성 방법은 제2 절연층의 형성 공정을 제외하고, 실시 형태(1)의 층 형성 방법과 기본적으로 동일하다. 이 때문에, 이하에서는 기재의 중복을 피할 목적으로, 제2 절연층의 형성만을 설명한다.
(G. 제2 절연층)
우선, 실시 형태 1의 층 형성 방법으로, 베이스 기판(1a)상에 제1 도전층(21)과 제1 절연층(31)을 형성한다(도 8(a)). 또한, 제1 도전층(21)과 제1 절연층(31)을 덮는 제2 절연층을 형성한다.
구체적으로는, 제2 토출 장치(12A) 및 제3 토출 장치(13A)가 각각의 비트맵 데이터에 따라, 제1 도전층(21)의 피토출부상과 제1 절연층(31)의 피토출부상에, 제2 절연 재료층을 마련한다. 또한, 마련된 제2 절연 재료층은 뒤에 활성화시킴으로써 제2 절연층으로 된다.
이 공정에 의해서 형성시킬 제2 절연 재료층(뒤의 제2 절연층)은 「층 경계부」 와「층 내부」로 이루어진다. 「층 경계부」라 함은 제2 절연 재료층 또는 제2 절연층의 가장 외측에 위치하는 부분이다. 한편,「층 내부」라 함은 그 「층 경계부」로 둘러싸인 부분이다. 다만,「층 경계부」가 제2 절연 재료층에서 콘택트홀이나 비어홀의 외형의 형을 취하는 경우에는, 「층 경계부」가 「층 내부」로 둘러싸인다. 어쨌던, 「층 경계부」와 「층 내부」는 서로 밀착되어 있다.
본 실시 형태에서는 제1 도전층(21)상의 피토출부와 제1 절연층(31)상의 피토출부 중, 층 경계부에 대응하는 피토출부를 「제1 부분(41)」이라고도 표기한다. 마찬가지로, 제1 도전층(21)상의 피토출부와 제1 절연층(31)상의 피토출부 중, 층 내부에 대응하는 피토출부를 「제2 부분(42)」이라고도 표기한다. 제1 부분(41)은 피토출부의 가장 외측에 위치하는 부분이기도 한다. 한편, 제2 부분(42)은 제1 부분(41)에 의해서 둘러싸인 부분이기도 한다. 또한, 이들 제1 부분(41)과 제2 부분(42)은 서로 접하고 있다. 또한, 본 실시 형태에서는 제1 부분(41)과 제2 부분(42)은 어느쪽도 같은 레벨(제2 레벨)의 표면상에 위치하고 있다. 물론, 이들 제1 부분(41)과 제2 부분(42)이 다른 레벨의 표면상에 위치하고 있어도 좋다.
(G1. 층 경계부(제1 부분(41)으로의 토출))
이하에서는, 제2 절연층의 형성을 보다 구체적으로 설명한다. 우선, 도 8(b)에 나타내는 바와 같이, 제3 토출 장치(13A)가 베이스 기판(1a)에 대한 노즐(118)(도 3)의 상대 위치를, Y축 방향의 정(正)의 방향으로 상대 속도 V로 변화시킨다. 또한, 노즐(118)이 제1 부분(41)에 대응하는 위치에 도달한 경우에, 헤드(114)는 제2 절연 재료(32A)의 액적을 토출한다.
또한, 헤드(114)의 X축 방향으로의 상대 이동과 Y축 방향으로의 상대 이동을 반복함으로써, 제3 토출 장치(13A)는 베이스 기판(1a)상의 제1 부분(41)의 모든 범위에 제2 절연 재료(32A)의 액적을 착탄시킨다. 그렇게 하면, 제1 부분(41)을 덮는 제2 절연 재료층(층 경계부)(32B)이 얻어진다.
그런데, 제2 절연 재료(32A)의 농도는 실시 형태 1에서 설명한 제1 절연 재 료(31A)의 농도보다도 높다. 이 때문에, 제1 도전층(21)상에 착탄한 제2 절연 재료(32A)가 유동성을 잃을 때까지의 시간이 제1 절연 재료(31A)가 유동성을 잃을 때까지의 시간보다도 짧다. 이 결과, 제2 절연 재료(32A)는 제1 절연 재료(31A)보다도, 층 경계부의 형상을 취하는데 적합하다. 예를 들면, 도 8(b) 및 (c)에 나타내는 바와 같이, 제1 부분(41)이 콘택트홀(35)의 외형에 대응하도록 위치하고 있는 경우에는, 제1 부분(41)상의 층 경계부가 활성화(경화)될 때까지, 층 경계부는 후에 콘택트홀(35)로 되는 개구부를 유지할 수 있다.
제2 절연 재료층(32B)의 층 경계부가 형성된 후에, 층 경계부를 활성화한다. 이 목적으로, 베이스 기판(1a)을 제3 오븐(13B)의 내부에 위치시킨다. 또한, 베이스 기판(1a)을 가열함으로써, 제2 절연 재료층(32B)의 층 경계부를 경화시켜, 도 8(c)에 나타내는 바와 같이 제2 절연층(32)의 층 경계부를 얻는다.
(G2. 층 내부(제2 부분(42)으로의 토출))
제2 절연층(32)의 층 경계부를 형성한 뒤에, 층 내부를 형성한다. 우선, 도 8(d)에 나타내는 바와 같이, 제2 토출 장치(12A)가 베이스 기판(1a)에 대한 노즐(118)(도 3)의 상대 위치를, Y축 방향의 정의 방향으로 상대 속도 V로 변화시킨다. 또한, 노즐(118)이 제2 부분(42)에 대응하는 위치에 이른 경우에, 헤드(114)는 제1 절연 재료(31A)의 액적을 토출한다. 여기서, 실시 형태 1에서 설명한 바와 같이, 제1 절연 재료(31A)의 농도는 충분히 낮게 설정되어 있다. 이 때문에, 제2 부분(42)에 착탄한 제1 절연 재료(31A)는 충분히 넓게 도포되어 퍼진다.
제2 토출 장치(12A)는 헤드(114)의 X축 방향으로의 상대 이동과 Y축 방향으 로의 상대 이동을 반복함으로써, 층 경계부에 의해서 가선이 둘러진 부분(제2 부분(42))을 제1 절연 재료(31A)로 채운다. 이 결과, 제2 토출 장치(12A)는 제2 절연 재료층(32B)의 층 내부를 형성한다.
제2 절연 재료층(32B)의 층 내부가 형성된 뒤에, 층 내부를 활성화한다. 이 목적으로, 베이스 기판(1a)을 제2 오븐(12B)의 내부에 위치시킨다. 또한, 베이스 기판(1a)을 가열함으로써, 제2 절연 재료층(32B)의 층 내부를 경화시켜, 제2 절연층(32)의 층 내부를 얻는다. 여기서, 이미 제2 절연층(32)의 층 경계부는 형성되어 있으므로, 제2 오븐(12B)에 의한 활성화 후에, 제2 절연층(32)의 전체가 완성된다. 즉, 제2 오븐(12B)에 의한 활성화 후에, 도 8(e)에 나타내는 바와 같이, 제1 도전층(21)과 제1 절연층(31)을 덮는 제2 절연층(32)(폴리이미드층)이 얻어진다. 또한 상술한 바와 같이, 이 제2 절연층(32)은 배선(25A)상과 배선(25C)상에, 각각 콘택트홀(35)을 가지고 있다.
이와 같이 제2 토출 장치(12A)와 제3 토출 장치(13A)에 의하면, 물체상에 행해지는 표면 개질 처리가 동일하더라도, 물체상에서의 액상 재료(111)가 도포되어 퍼진 정도를 부분적으로 다르게 할 수 있다.
실시 형태 1 및 2의 배선 기판의 일례는 액정 표시 장치에서 액정 패널에 접속되는 배선 기판이다. 이 때문에, 실시 형태 1 및 2의 제조 방법은 액정 표시 장치의 제조에 적용할 수 있다.
또한, 실시 형태 1 및 2의 제조 방법은 액정 표시 장치의 제조 뿐만 아니라, 각종 전기 광학 장치의 제조에도 적용할 수 있다. 여기서 말하는 「전기 광학 장 치」라 함은 복굴절성의 변화나, 선광성의 변화나, 광산란성의 변화 등의 광학적 특성의 변화(이른바 전기 광학 효과)를 이용하는 장치에 한정되지 않고, 신호 전압의 인가에 따라 광을 사출, 투과, 또는 반사하는 장치 전반을 의미한다.
구체적으로는, 전기 광학 장치는 액정 표시 장치, 일렉트로루미네선스 표시 장치, 플라즈마 표시 장치, 표면 전도형 전자 방출 소자를 사용한 디스플레이(SED：Surface－Conduction　Electron－Emitter　Display), 및 전계 방출 디스플레이(FED：Field　Emission　Display)를 포함하는 용어이다.
또한, 실시 형태 1 및 2의 제조 방법은 각종 전자 기기의 제조 방법에 적용할 수 있다. 예를 들면, 도 9에 나타내는 바와 같은, 액정 표시 장치(52)를 구비한 휴대 전화기(50)의 제조 방법이나, 도 10에 나타내는 바와 같은, 액정 표시 장치(62)를 구비한 퍼스널 컴퓨터(60)의 제조 방법에도, 실시 형태 1 및 2의 제조 방법이 적용된다.
(변형예 1)
실시 형태 1 및 2에서는, 제1 절연층(31) 및 제 2절연층(32)은 폴리이미드로 이루어진다. 다만, 폴리이미드 대신에, 다른 폴리머로 이루어져도 좋다. 제1 절연층(31) 및 제2 절연층(32)이 다른 폴리머로 이루어지는 경우에는, 제1 절연 재료(31A) 및 제2 절연 재료(32A)는 폴리이미드 전구체 대신에, 대응하는 폴리머 전구체를 함유하고 있으면 된다.
(변형예 2)
실시 형태 1 및 2에서는, 제1 절연 재료(31A)로부터 얻어지는 절연층도, 제2 절연 재료(32A)로부터 얻어지는 절연층도, 서로 같은 구조의 폴리이미드, 즉 같은 구조의 폴리머로 이루어진다. 이 때문에, 제1 절연 재료(31A)에 함유되는 폴리머 전구체의 구조는 제2 절연 재료(32A)에 함유되는 폴리머 전구체의 구조와 동일하다. 그러나, 결과적으로 생기는 절연층의 선팽창율이 가까우면, 제1 절연 재료( 31A)에서의 폴리머 전구체의 구조와, 제2 절연 재료(32A)에서의 폴리머 전구체의 구조가 달라져 있어도 좋다. 제1 절연 재료(31A)와 제2 절연 재료(32A)가 다른 구조의 폴리머 전구체를 함유하고 있는 경우라도, 제1 절연 재료(31A)의 농도가 제2 절연 재료(32A)의 농도보다도 낮으면, 상기 효과가 얻어지기 때문이다.
(변형예 3)
실시 형태 1 및 2에서는, 폴리이미드로 이루어지는 베이스 기판(1a)상에 금속 배선이 형성된다. 그러나, 이러한 베이스 기판(1a) 대신에, 세라믹 기판이나 유리 기판이나 에폭시 기판이나 유리 에폭시 기판이나 실리콘 기판 등이 이용되어도, 실시 형태 1 및 2에서 설명한 효과와 같은 효과가 얻어진다. 또한, 실리콘 기판을 이용하는 경우에는, 도전성 재료를 토출하기 전에, 기판 표면에 패시베이션(passivation) 막을 형성해도 좋다. 또한, 어떠한 기판이나 막이 사용되어도, 상술한 바와 같이, 노즐(118)로부터의 액상 재료(111)가 착탄함에 의해 이루어지는 부분은 「피토출부」에 대응한다.
(변형예 4)
실시 형태 1 및 2의 도전성 재료에는, 은의 나노 입자가 함유되어 있다. 그러나, 은의 나노 입자 대신에, 다른 금속의 나노 입자가 이용되어도 좋다. 여기 서, 다른 금속으로서, 예를 들면, 금, 백금, 동, 팔라듐, 로듐, 오스뮴, 루테늄, 이리듐, 철, 주석, 아연, 코발트, 니켈, 크롬, 티탄, 탄탈륨, 텅스텐, 인듐 중 어느 하나가 이용되어도 좋고, 또는, 2개 이상이 조합된 합금이 이용되어도 좋다. 다만, 은이면 비교적 저온에서 환원할 수 있기 때문에, 취급이 용이하고, 이 점에서, 잉크젯법을 이용하는 경우에는, 은의 나노 입자를 함유하는 도전성 재료를 이용하는 것은 바람직하다.
또한, 도전성 재료가 금속의 나노 입자 대신에, 유기 금속 화합물을 함유하고 있어도 좋다. 여기서 말하는 유기 금속 화합물은 가열(즉 활성화)에 의한 분해에 의해서 금속이 석출하는 화합물이다. 이러한 유기 금속 화합물로는 클로로트리 에틸포스핀금(金)(I), 클로로트리메틸포스핀금(I), 클로로트리페닐포스핀금(I), 은(銀)(I)2,4－펜탄디옥네이트 착체, 트리메틸포스핀(헥사플루오로아세틸아세토네이트)은(I) 착체, 동(銅)(I)헥사플루오로펜탄디오나토 시클로옥타디엔 착체 등이 있다.
이와 같이, 도전성 재료에 함유되는 금속의 형태는 나노 입자로 대표되는 입자의 형태라도 좋고, 유기 금속 화합물과 같은 화합물의 형태라도 좋다.
(변형예 5)
실시 형태 1 및 2에 의하면, 오븐(11B, 12B, 13B, 14B, 15B, 16B)에 의한 가열에 의해서 도전성 재료층 및 절연 재료층을 활성화시킨다. 다만, 가열하는 대신에, 자외 영역·가시광 영역 파장의 광이나, 마이크로웨이브 등의 전자파를 조사함으로써, 도전성 재료층 또는 절연 재료층을 활성화해도 좋다. 또한, 이러한 활성 화 대신에, 도전성 재료층 또는 절연 재료층을 단지 건조시켜도 좋다. 부여된 도전성 재료층 또는 절연 재료층을 방치하는 것만으로도 도전층 또는 절연층이 생기기 때문이다. 다만, 도전성 재료층 또는 절연 재료층을 단지 건조시키는 경우보다도, 어떠한 활성화를 행하는 경우 쪽이 도전층 또는 절연층의 생성 시간이 짧다. 이 때문에, 도전성 재료층 또는 절연 재료층을 활성화하는 것이 보다 바람직하다.
(변형예 6)
실시 형태 1 및 2에 의하면, 제1 도전층은 잉크젯법에 의해서 형성된 은배선이다. 다만, 은배선 대신에, 제1 도전층이 포토리소그래피 공정에 의해서 형성된 동배선이라도 좋다.
(변형예 7)
실시 형태 1 및 2에서는, 제1 절연 재료(31A)는 제2 토출 장치(12A)로부터 토출되고, 제2 절연 재료(32A)는 제3 토출 장치(13A)로부터 토출된다. 그러나, 제1 절연 재료(31A)와 제2 절연 재료(32A)가 각각 다른 토출 장치(12A,13A)로부터 토출되는 대신에, 제1 절연 재료(31A)와 제2 절연 재료(32A)가 1개의 동일한 토출 장치로부터 토출되어도 좋다. 실시 형태 1 및 2에 의하면, 제1 절연 재료(31A)에 함유되는 폴리머 전구체와, 제2 절연 재료(32A)에 함유되는 폴리머 전구체는 서로 동일하므로, 제1 절연 재료(31A)와 제2 절연 재료(32A)를 바꿀 때에, 탱크(101)나 튜브(110) 등의 유로를 세정하지 않아도 된다. 이 때문에, 토출 장치에서의 유로를 세정하기 위한 공정을 늘리지 않고, 사용되는 토출 장치의 수를 줄일 수 있다.
본 발명에 의하면, 하지층의 단차를 흡수하여 평탄한 면을 제공하는 절연층으로서, 콘택트홀을 갖는 절연층을, 잉크젯법으로 형성할 수 있다.

Claims (11)

  1. 잉크젯법을 사용한 층 형성 방법으로서,
    (a)제1 레벨의 표면상에 위치하는 제1 도전층의 측면이 제1 절연 재료로 덮히도록, 상기 표면상에 제1 농도를 갖는 액상의 상기 제1 절연 재료를 토출하는 스텝과,
    (b)토출된 상기 제1 절연 재료를 활성화 또는 건조하여, 상기 제1 도전층에 접하는 제1 절연층을 형성하는 스텝과,
    (c)상기 제1 도전층상과 상기 제1 절연층상에, 상기 제1 농도보다도 높은 제2 농도를 갖는 액상의 제2 절연 재료를 토출하는 스텝과,
    (d)토출된 상기 제2 절연 재료를 활성화 또는 건조하여, 상기 제1 도전층과 상기 제1 절연층을 덮는 제2 절연층을 형성하는 스텝
    을 포함한 층 형성 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 도전층은 동(銅) 배선인 층 형성 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    (e)상기 표면상에 액상의 제1 도전성 재료를 토출하는 스텝과,
    (f)토출된 상기 제1 도전성 재료층을 활성화 또는 건조하여, 상기 제1 도전 층을 얻는 스텝
    을 더 포함한 층 형성 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 스텝(e)은 은을 함유한 상기 제1 도전성 재료를 토출하는 스텝을 포함하는 층 형성 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스텝(c)은 상기 토출된 제2 절연 재료에 의해서 상기 제1 도전층의 일부를 노출하는 콘택트홀이 형상이 취해지도록, 상기 제2 절연 재료를 토출하는 스텝을 포함하고,
    상기 스텝(d)은 상기 토출된 제2 절연 재료를 활성화 또는 건조하여, 상기 콘택트홀을 가진 상기 제2 절연층을 얻는 스텝을 포함하는 층 형성 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    (g)상기 콘택트홀내에 상기 제1 도전층에 접하는 제2 도전층을 마련하는 스텝을 더 포함한 층 형성 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 스텝(g)은 상기 콘택트홀에 액상의 제2 도전성 재료를 토출하는 스텝 과, 상기 토출된 제2 도전성 재료를 활성화 또는 건조하여 상기 제2 도전층을 얻는 스텝을 포함하고 있는 층 형성 방법.
  8. 제1 부분과 상기 제1 부분에 접하는 제2 부분을 덮는 층을 잉크젯법으로 형성하는 층 형성 방법으로서,
    (a)상기 제1 부분에 제1 농도를 가진 액상의 제1 절연 재료를 토출하는 스텝과,
    (b)상기 스텝(a) 후에, 상기 제2 부분에 제2 농도를 갖는 액상의 제2 절연 재료를 토출하는 스텝
    을 포함한 층 형성 방법.
  9. 제1항 또는 제8항 기재의 층 형성 방법으로 제조된 배선 기판.
  10. 제1항 또는 제8항 기재의 층 형성 방법으로 제조된 전기 광학 장치.
  11. 제1항 또는 제8항 기재의 층 형성 방법으로 제조된 전자 기기.
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