JP2003283102A - Method and system for manufacturing metal film - Google Patents
Method and system for manufacturing metal filmInfo
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- JP2003283102A JP2003283102A JP2002081213A JP2002081213A JP2003283102A JP 2003283102 A JP2003283102 A JP 2003283102A JP 2002081213 A JP2002081213 A JP 2002081213A JP 2002081213 A JP2002081213 A JP 2002081213A JP 2003283102 A JP2003283102 A JP 2003283102A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、液滴吐出ヘッドか
ら金属を含む流動体を吐出することにより金属膜を形成
する金属膜の製造方法及び金属膜の製造装置に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal film manufacturing method and a metal film manufacturing apparatus for forming a metal film by discharging a fluid containing metal from a droplet discharge head.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、半導体集積回路など微細な配
線パターンを有するデバイスの製造方法としてフォトリ
ソグラフィー法が多用されているが、特開平１１−２７
４６７１号公報などに開示されているように、液滴吐出
方式を用いたデバイスの製造方法が注目されている。上
記公報に開示されている技術は、パターン形成面にパタ
ーン形成用材料を含んだインク（流動体）を液滴吐出ヘ
ッドから吐出することによって基板上に配線パターン
（電気回路）を形成するものであり、少量多種生産に対
応可能である点などにおいて大変有効である。2. Description of the Related Art Conventionally, a photolithography method has been widely used as a method for manufacturing a device having a fine wiring pattern such as a semiconductor integrated circuit.
As disclosed in Japanese Patent No. 4671 and the like, attention is focused on a device manufacturing method using a droplet discharge method. The technique disclosed in the above publication forms an interconnection pattern (electric circuit) on a substrate by ejecting ink (fluid) containing a pattern forming material from a droplet ejection head onto a pattern forming surface. Yes, it is very effective in that it can be used for small-lot production.
【０００３】このような液滴吐出装置によって電気回路
を形成するには、金属微粒子を溶媒やバインダーを用い
てペースト化し、この金属を含んだインクを基板上に吐
出することによって電気回路を形成する。従来におい
て、インクの固形分含有量は３０ｗｔ％程度に設定され
ている。なお、インク中に含まれる固形分としては、金
属の他にバインダーや各種添加剤が挙げられるが、ほと
んどが金属である。固形分含有量を３０ｗｔ％程度とす
ることにより、金属微粒子はインク中に安定分散する。To form an electric circuit by such a droplet discharge device, fine particles of metal are made into a paste using a solvent or a binder, and ink containing the metal is discharged onto a substrate to form an electric circuit. . Conventionally, the solid content of ink is set to about 30 wt%. As the solid content contained in the ink, there are binders and various additives in addition to metals, but most of them are metals. By setting the solid content to about 30 wt%, the metal fine particles are stably dispersed in the ink.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たインクを用いてデバイスを製造するにあたり、以下に
述べるような問題が生じた。製造するデバイスの配線パ
ターンが高い導電性を必要とする場合、この配線パター
ンの膜厚（層厚み）を所定厚み以上に厚く形成する必要
がある。しかしながら、従来のような固形分含有量が３
０ｗｔ％程度のインクを用いると、１回の塗布動作（吐
出動作）では所定厚みの配線パターンが得られない場合
があり、十分な導電性を得るためには複数回塗布動作を
行って配線パターンを厚塗りする必要があった。この場
合、スループットの低下を招く。However, in manufacturing a device using the above-mentioned ink, the following problems occur. When the wiring pattern of a device to be manufactured requires high conductivity, the film thickness (layer thickness) of this wiring pattern needs to be formed thicker than a predetermined thickness. However, the conventional solid content is 3
When ink of about 0 wt% is used, a wiring pattern having a predetermined thickness may not be obtained by one application operation (ejection operation). To obtain sufficient conductivity, the application operation is performed a plurality of times to obtain a wiring pattern. Had to be applied thickly. In this case, the throughput is lowered.
【０００５】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、液滴吐出法を用いて配線パターンなどの金属膜
を形成する際、スループットの低下を招かずに効率良く
金属膜を形成できる金属膜の製造方法及び金属膜の製造
装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and when a metal film such as a wiring pattern is formed using a droplet discharge method, the metal film can be formed efficiently without lowering the throughput. An object of the present invention is to provide a metal film manufacturing method and a metal film manufacturing apparatus.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の金属膜の製造方法は、所定面に対して液滴
吐出ヘッドから金属を含む流動体を吐出して前記所定面
に金属膜を形成する工程を有する金属膜の製造方法にお
いて、前記流動体に含まれる前記金属の量を５０ｗｔ％
以上７０ｗｔ％以下に設定し、該流動体を前記所定面に
吐出することを特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, a method of manufacturing a metal film according to the present invention is directed to discharging a fluid containing metal from a droplet discharge head onto a predetermined surface. In a method of manufacturing a metal film, the method including the step of forming a metal film, the amount of the metal contained in the fluid is 50 wt%.
It is characterized in that the content is set to 70 wt% or less and the fluid is discharged onto the predetermined surface.
【０００７】本発明によれば、流動体の固形分含有量
（金属含有量）を５０ｗｔ％以上７０ｗｔ％以下に設定
することにより、この流動体を用いて液滴吐出法によっ
て配線パターン等の金属膜を形成する際、１回あるいは
少ない回数の塗布動作（吐出動作）で所望の膜厚を有す
る金属膜を形成できる。したがって、所望の性能（電気
抵抗値：例えば１０-6Ω程度）を有する金属膜を短時間
で効率良く形成できる。According to the present invention, by setting the solid content (metal content) of the fluid to 50 wt% or more and 70 wt% or less, a metal such as a wiring pattern is formed by a droplet discharge method using this fluid. When forming a film, a metal film having a desired film thickness can be formed by one or a small number of coating operations (ejection operations). Therefore, a metal film having desired performance (electrical resistance value: for example, about 10 −6 Ω) can be efficiently formed in a short time.
【０００８】ここで、固形分含有量を７０ｗｔ％より多
くすると、流動体中の金属微粒子が安定分散しなくなる
とともに、粘度が高くなって液滴吐出ヘッドから安定し
て吐出しない。一方、固形分含有量を５０ｗｔ％より少
なくすると、従来同様、所望の膜厚を得るための塗布動
作を多数回行わなくてはならない。Here, if the solid content is more than 70 wt%, the metal fine particles in the fluid will not be stably dispersed, and the viscosity will increase and the droplets will not be stably ejected from the droplet ejection head. On the other hand, if the solid content is less than 50 wt%, the coating operation for obtaining the desired film thickness must be performed many times as in the conventional case.
【０００９】液滴吐出方式としては、圧電体素子の体積
変化により流動体を吐出させるピエゾジェット方式であ
っても、熱の印加により急激に蒸気が発生することによ
り流動体を吐出させる方式であってもよい。As the droplet discharging method, even a piezo jet method in which a fluid is discharged by changing the volume of a piezoelectric element is a method in which a fluid is discharged by suddenly generating steam by applying heat. May be.
【００１０】流動体とは、液滴吐出ヘッドのノズルから
吐出可能な粘度を備えた媒体をいう。水性であると油性
であるとを問わない。ノズル等から吐出可能な流動性
（粘度）を備えていれば十分で、個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。また、流動体に含
まれる材料は融点以上に加熱されて溶解されたもので
も、溶媒中に微粒子として攪拌されたものでもよく、溶
媒の他に染料や顔料その他の機能性材料を添加したもの
であってもよい。また、配線パターン（電気回路）とは
回路素子間の電気的な協働関係により成り立つ部材であ
って、特定の電気的特徴や一定の電気的特性を有するも
のである。The fluid means a medium having a viscosity capable of being ejected from the nozzle of the droplet ejection head. It does not matter whether it is aqueous or oily. It is sufficient if it has fluidity (viscosity) that can be discharged from a nozzle or the like, and even if solid substances are mixed, it may be a fluid as a whole. Further, the material contained in the fluid may be one that is heated to a temperature equal to or higher than the melting point and dissolved, or one that is stirred as fine particles in a solvent, in which a dye, a pigment or other functional material is added in addition to the solvent. It may be. Further, the wiring pattern (electrical circuit) is a member that is formed by an electrical cooperative relationship between circuit elements, and has specific electrical characteristics and constant electrical characteristics.
【００１１】また、所定面とは、フラットな基板を指す
他、曲面状の基板であってもよい。さらにパターン形成
面の硬度が硬い必要はなく、ガラスやプラスチック、金
属以外に、フィルム、紙、ゴム等可撓性を有するものの
表面であってもよい。The predetermined surface may be a flat substrate or a curved substrate. Furthermore, the hardness of the pattern forming surface does not need to be hard, and may be the surface of a flexible material such as film, paper, or rubber in addition to glass, plastic, and metal.
【００１２】本発明における金属としては、導電性を有
する金属であって、銀、金、ニッケル、インジウム、
錫、鉛、亜鉛、チタン、銅、タンタル、タングステン、
パラジウム、白金、鉄、コバルト、ホウ素、ケイ素、ア
ルミニウム、マグネシウム、スカンジウム、ロジウム、
イリジウム、バナジウム、ルテニウム、オスミウム、ニ
オブ、ビスマス、バリウムなどのうち少なくとも１種の
金属又はこれらの合金が挙げられる。また、酸化銀（Ａ
ｇＯ又はＡｇ2Ｏ）や酸化銅なども挙げられる。The metal used in the present invention is a conductive metal such as silver, gold, nickel, indium,
Tin, lead, zinc, titanium, copper, tantalum, tungsten,
Palladium, platinum, iron, cobalt, boron, silicon, aluminum, magnesium, scandium, rhodium,
At least one metal selected from the group consisting of iridium, vanadium, ruthenium, osmium, niobium, bismuth, barium or the like, or an alloy thereof can be used. In addition, silver oxide (A
gO or Ag 2 O) and copper oxide are also included.
【００１３】上記金属は、微粒子状に加工され、流動体
中に分散される。ここで、金属微粒子の粒径は可能な限
り小さい（例えば５〜７μｍ）ことが好ましい。The above metal is processed into fine particles and dispersed in a fluid. Here, the particle size of the metal fine particles is preferably as small as possible (for example, 5 to 7 μm).
【００１４】この場合において、前記金属を所定の溶媒
を用いて前記流動体とし、該流動体の温度を調整するこ
とにより、前記液滴吐出ヘッドからの吐出時における前
記流動体の粘度を４×１０-2Ｐａ・ｓ以下（４０ｃｐｓ
以下）に設定することにより、安定した吐出動作を実現
できる。すなわち、流動体の粘度は、温度と使用する溶
媒とによって変化するので、これらを最適に選択するこ
とにより、固形分含有量が高くても所望の粘度を有する
流動体を得ることができる。In this case, the viscosity of the fluid at the time of ejection from the droplet ejection head is 4 × by adjusting the temperature of the fluid by using the metal as the fluid using a predetermined solvent. 10 -2 Pa · s or less (40 cps
By setting the following), a stable ejection operation can be realized. That is, since the viscosity of the fluid changes depending on the temperature and the solvent used, it is possible to obtain a fluid having a desired viscosity even if the solid content is high by optimally selecting these.
【００１５】ここで、金属微粒子を分散させ流動体とす
る溶媒としては、炭素数５以上のアルコール類（例えば
テルピネオール、シトロネロール、ゲラニオール、ネロ
ール、フェネチルアルコール）の１種以上を含有する溶
媒、又は有機エステル類（例えば酢酸エチル、オレイン
酸メチル、酢酸ブチル、グリセリド）の１種以上を含有
する溶媒であればよく、使用する金属又は金属ペースト
の用途によって適宜選択できる。更には、ミネラルスピ
リット、トリデカン、ドデシルベンゼンもしくはそれら
の混合物、又はそれらにα−テルピネオールを混合した
もの、炭素数５以上の炭化水素（例えば、ピネン等）、
アルコール（例えば、ｎ−ヘプタノール等）、エーテル
（例えば、エチルベンジルエーテル等）、エステル（例
えば、ｎ−ブチルステアレート等）、ケトン（例えば、
ジイソブチルケトン等）、有機窒素化合物（例えば、ト
リイソプロパノールアミン等）、有機ケイ素化合物（シ
リコーン油等）、有機硫黄化合物もしくはそれらの混合
物を用いることもできる。ここで、液滴吐出装置として
は高沸点溶媒が好ましいので、例えば沸点２５０℃程度
のテトラデカンを用いることが好ましい。なお、有機溶
媒中に必要に応じて適当な有機物を添加してもよい。Here, as the solvent in which the metal fine particles are dispersed to form a fluid, a solvent containing at least one of alcohols having 5 or more carbon atoms (for example, terpineol, citronellol, geraniol, nerol, phenethyl alcohol), or organic Any solvent containing at least one kind of ester (eg, ethyl acetate, methyl oleate, butyl acetate, glyceride) may be used, and can be appropriately selected depending on the use of the metal or metal paste to be used. Furthermore, mineral spirit, tridecane, dodecylbenzene or a mixture thereof, or a mixture thereof with α-terpineol, a hydrocarbon having 5 or more carbon atoms (for example, pinene, etc.),
Alcohol (eg, n-heptanol etc.), ether (eg, ethylbenzyl ether etc.), ester (eg, n-butyl stearate etc.), ketone (eg,
It is also possible to use diisobutyl ketone etc.), organic nitrogen compounds (eg triisopropanolamine etc.), organic silicon compounds (silicone oil etc.), organic sulfur compounds or mixtures thereof. Here, since a high boiling point solvent is preferable for the droplet discharge device, for example, tetradecane having a boiling point of about 250 ° C. is preferably used. In addition, you may add a suitable organic substance in an organic solvent as needed.
【００１６】本発明の金属膜の製造装置は、金属を含む
流動体を吐出可能な液滴吐出ヘッドを有する金属膜の製
造装置において、前記液滴吐出ヘッドからの吐出時にお
ける前記流動体の粘度を４×１０-2Ｐａ・ｓ以下（４０
ｃｐｓ以下）にするように前記流動体の温度を調整する
温度調整装置を備えることを特徴とする。The metal film manufacturing apparatus of the present invention is a metal film manufacturing apparatus having a droplet discharge head capable of discharging a fluid containing metal, and the viscosity of the fluid at the time of discharging from the droplet discharge head. 4 × 10 -2 Pa · s or less (40
A temperature adjusting device for adjusting the temperature of the fluid so that the temperature is set to cps or less).
【００１７】本発明によれば、液滴吐出装置を金属配線
パターン製造装置として用いることができ、温度調整装
置によって流動体の温度を調整することにより、高い固
形分含有量を有している流動体を用いた場合でも、流動
体の粘度を４×１０-2Ｐａ・ｓ以下として安定した吐出
動作を実現できる。なお、固形分含有量を７０ｗｔ％と
した場合、流動体の粘度は室温において２×１０-2〜４
×１０-2Ｐａ・ｓ（２０〜４０ｃｐｓ）程度である。According to the present invention, the droplet discharge device can be used as a device for producing a metal wiring pattern, and a fluid having a high solid content can be obtained by adjusting the temperature of the fluid by a temperature adjusting device. Even when a body is used, a stable discharge operation can be realized by setting the viscosity of the fluid to 4 × 10 -2 Pa · s or less. In addition, when the solid content is 70 wt%, the viscosity of the fluid is 2 × 10 −2 to 4 at room temperature.
It is about 10 −2 Pa · s (20 to 40 cps).
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】以下、本発明の金属膜の製造装置
及び金属膜の製造方法について説明する。図１は本発明
の金属膜の製造装置の一実施形態を示す概略斜視図であ
る。本発明の金属膜の製造装置は、液滴吐出ヘッドから
基板の所定面に対して液滴を吐出することにより金属膜
である配線パターンを形成する液滴吐出装置である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a metal film manufacturing apparatus and a metal film manufacturing method of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic perspective view showing an embodiment of a metal film manufacturing apparatus of the present invention. A metal film manufacturing apparatus of the present invention is a droplet discharge apparatus that forms a wiring pattern that is a metal film by discharging droplets from a droplet discharge head onto a predetermined surface of a substrate.
【００１９】図１において、液滴吐出装置ＩＪは、ベー
ス１２と、ベース１２上に設けられ、基板Ｐを支持する
ステージＳＴと、ベース１２とステージＳＴとの間に介
在し、ステージＳＴを移動可能に支持する第１移動装置
（移動装置）１４と、ステージＳＴに支持されている基
板Ｐに対して所定の材料を含むインク（流動体）を吐出
可能な液滴吐出ヘッド２０と、液滴吐出ヘッド２０を移
動可能に支持する第２移動装置１６と、液滴吐出ヘッド
２０のインクの吐出動作を制御する制御装置ＣＯＮＴと
を備えている。液滴吐出ヘッド２０はパイプ（流路）１
０１を介してインクを収容するタンク（流動体収容部）
１００と接続しており、液滴吐出ヘッド２０から吐出さ
れるべきインクはタンク１００からパイプ１０１を介し
て供給される。In FIG. 1, a droplet discharge device IJ is disposed between the base 12, a stage ST provided on the base 12 and supporting the substrate P, and the stage ST is moved between the base 12 and the stage ST. A first moving device (moving device) 14 that supports the liquid droplet ejection head 20 that can eject ink (fluid) containing a predetermined material onto the substrate P supported by the stage ST; A second moving device 16 that movably supports the ejection head 20 and a control device CONT that controls the ink ejection operation of the droplet ejection head 20 are provided. The droplet discharge head 20 is a pipe (flow path) 1
A tank for storing ink through 01 (fluid containing portion)
Ink to be ejected from the droplet ejection head 20 is supplied from the tank 100 through the pipe 101.
【００２０】液滴吐出ヘッド２０には、この液滴吐出ヘ
ッド２０から吐出されるインクの温度を所定の温度に調
整可能なヘッド温度調整装置（温度調整装置）２０Ａが
取り付けられている。温度調整装置２０Ａは制御装置Ｃ
ＯＮＴによって制御される。A head temperature adjusting device (temperature adjusting device) 20A capable of adjusting the temperature of the ink ejected from the droplet ejecting head 20 to a predetermined temperature is attached to the droplet ejecting head 20. The temperature adjusting device 20A is a control device C.
Controlled by ONT.
【００２１】更に、液滴吐出装置ＩＪは、ベース１２上
に設けられている重量測定装置としての電子天秤（不図
示）と、キャッピングユニット２２と、クリーニングユ
ニット２４とを有している。また、第１移動装置１４及
び第２移動装置１６を含む液滴吐出装置ＩＪの動作は、
制御装置ＣＯＮＴによって制御される。Further, the droplet discharge device IJ has an electronic balance (not shown) as a weight measuring device provided on the base 12, a capping unit 22 and a cleaning unit 24. The operation of the droplet discharge device IJ including the first moving device 14 and the second moving device 16 is as follows.
It is controlled by the control unit CONT.
【００２２】そして、液滴吐出装置ＩＪはチャンバＣＨ
内部に収容されており、チャンバＣＨを含む液滴吐出装
置ＩＪ全体はクリーンルーム内に配置されている。そし
て、チャンバＣＨ内部は不図示のチャンバ温度調整装置
によって温度管理されている。The droplet discharge device IJ is a chamber CH.
It is housed inside, and the entire droplet discharge device IJ including the chamber CH is arranged in a clean room. The temperature inside the chamber CH is controlled by a chamber temperature adjusting device (not shown).
【００２３】更に、タンク１００には、タンク１００に
収容されているインクの温度を調整するタンク温度調整
装置（不図示）が取り付けられている。また、パイプ１
０１にも、パイプ１０１を流れるインクの温度を調整す
るパイプ温度調整装置（不図示）が取り付けられてい
る。Further, a tank temperature adjusting device (not shown) for adjusting the temperature of the ink contained in the tank 100 is attached to the tank 100. Also, pipe 1
01 also has a pipe temperature adjusting device (not shown) for adjusting the temperature of the ink flowing through the pipe 101.
【００２４】ここで、デバイス製造装置全体（デバイス
製造システム）としては、図１に示すような液滴吐出装
置ＩＪを複数基備えており、各液滴吐出装置からはそれ
ぞれ異なる材料を含むインク（流動体）が吐出されるよ
うになっている。そして、基板Ｐに対してこれら複数基
の液滴吐出装置のうち、第１の液滴吐出装置から第１の
材料を含むインクを吐出した後これを焼成又は乾燥し、
次いで第２の液滴吐出装置から第２の材料を含むインク
を第１の材料層に対して吐出した後これを焼成又は乾燥
し、以下、複数の液滴吐出装置を用いて同様の処理を行
うことにより、基板Ｐ上に複数の材料層が積層され、多
層配線パターンが形成されるようになっている。Here, the entire device manufacturing apparatus (device manufacturing system) is provided with a plurality of droplet discharge devices IJ as shown in FIG. 1, and the inks containing different materials from each droplet discharge device ( Fluid) is discharged. Then, of the plurality of droplet discharge devices of the plurality of groups, the first droplet discharge device discharges the ink containing the first material and then bake or dry the ink.
Next, the ink containing the second material is ejected from the second droplet ejecting device to the first material layer, and then the ink is baked or dried, and the same process is performed using a plurality of droplet ejecting devices. By doing so, a plurality of material layers are laminated on the substrate P to form a multilayer wiring pattern.
【００２５】第１移動装置１４はベース１２の上に設置
されており、Ｙ方向に沿って位置決めされている。第２
移動装置１６は、支柱１６Ａ，１６Ａを用いてベース１
２に対して立てて取り付けられており、ベース１２の後
部１２Ａにおいて取り付けられている。第２移動装置１
６のＸ方向（第２の方向）は、第１移動装置１４のＹ方
向（第１の方向）と直交する方向である。ここで、Ｙ方
向はベース１２の前部１２Ｂと後部１２Ａ方向に沿った
方向である。これに対してＸ方向はベース１２の左右方
向に沿った方向であり、各々水平である。また、Ｚ方向
はＸ方向及びＹ方向に垂直な方向である。The first moving device 14 is installed on the base 12 and is positioned along the Y direction. Second
The moving device 16 uses the columns 16A and 16A to form the base 1
It is attached upright with respect to 2, and is attached at the rear portion 12A of the base 12. Second moving device 1
The X direction (second direction) 6 is a direction orthogonal to the Y direction (first direction) of the first moving device 14. Here, the Y direction is a direction along the front portion 12B and the rear portion 12A of the base 12. On the other hand, the X direction is a direction along the left-right direction of the base 12 and is horizontal. Further, the Z direction is a direction perpendicular to the X direction and the Y direction.
【００２６】第１移動装置１４は、例えばリニアモータ
によって構成され、ガイドレール４０、４０と、このガ
イドレール４０に沿って移動可能に設けられているスラ
イダー４２とを備えている。このリニアモータ形式の第
１移動装置１４のスライダー４２は、ガイドレール４０
に沿ってＹ方向に移動して位置決め可能である。The first moving device 14 is composed of, for example, a linear motor, and is provided with guide rails 40, 40 and a slider 42 movably provided along the guide rail 40. The slider 42 of the first moving device 14 of the linear motor type is the guide rail 40.
Can be positioned by moving in the Y direction.
【００２７】また、スライダー４２はＺ軸回り（θＺ）
用のモータ４４を備えている。このモータ４４は、例え
ばダイレクトドライブモータであり、モータ４４のロー
タはステージＳＴに固定されている。これにより、モー
タ４４に通電することでロータとステージＳＴとは、θ
Ｚ方向に沿って回転してステージＳＴをインデックス
（回転割り出し）することができる。すなわち、第１移
動装置１４は、ステージＳＴをＹ方向（第１の方向）及
びθＺ方向に移動可能である。The slider 42 rotates around the Z axis (θZ).
The motor 44 is provided. The motor 44 is, for example, a direct drive motor, and the rotor of the motor 44 is fixed to the stage ST. As a result, by energizing the motor 44, the rotor and the stage ST are separated by θ.
The stage ST can be indexed (rotational index) by rotating along the Z direction. That is, the first moving device 14 can move the stage ST in the Y direction (first direction) and the θZ direction.
【００２８】ステージＳＴは基板Ｐを保持し、所定の位
置に位置決めするものである。また、ステージＳＴは吸
着保持装置５０を有しており、吸着保持装置５０が作動
することにより、ステージＳＴの穴４６Ａを通して基板
ＰをステージＳＴの上に吸着して保持する。The stage ST holds the substrate P and positions it at a predetermined position. Further, the stage ST has a suction holding device 50, and when the suction holding device 50 operates, the substrate P is sucked and held on the stage ST through the hole 46A of the stage ST.
【００２９】第２移動装置１６はリニアモータによって
構成され、支柱１６Ａ，１６Ａに固定されたコラム１６
Ｂと、このコラム１６Ｂに支持されているガイドレール
６２Ａと、ガイドレール６２Ａに沿ってＸ方向に移動可
能に支持されているスライダー６０とを備えている。ス
ライダー６０はガイドレール６２Ａに沿ってＸ方向に移
動して位置決め可能であり、液滴吐出ヘッド２０はスラ
イダー６０に取り付けられている。The second moving device 16 is composed of a linear motor, and is a column 16 fixed to the columns 16A and 16A.
B, a guide rail 62A supported by the column 16B, and a slider 60 movably supported in the X direction along the guide rail 62A. The slider 60 can be positioned along the guide rail 62A by moving in the X direction, and the droplet discharge head 20 is attached to the slider 60.
【００３０】液滴吐出ヘッド２０は、揺動位置決め装置
としてのモータ６２，６４，６６，６８を有している。
モータ６２を作動すれば、液滴吐出ヘッド２０は、Ｚ軸
に沿って上下動して位置決め可能である。このＺ軸はＸ
軸とＹ軸に対して各々直交する方向（上下方向）であ
る。モータ６４を作動すると、液滴吐出ヘッド２０は、
Ｙ軸回りのβ方向に沿って揺動して位置決め可能であ
る。モータ６６を作動すると、液滴吐出ヘッド２０は、
Ｘ軸回りのγ方向に揺動して位置決め可能である。モー
タ６８を作動すると、液滴吐出ヘッド２０は、Ｚ軸回り
のα方向に揺動して位置決め可能である。すなわち、第
２移動装置１６は、液滴吐出ヘッド２０をＸ方向（第１
の方向）及びＺ方向に移動可能に支持するとともに、こ
の液滴吐出ヘッド２０をθＸ方向、θＹ方向、θＺ方向
に移動可能に支持する。The droplet discharge head 20 has motors 62, 64, 66 and 68 as swing positioning devices.
When the motor 62 is operated, the droplet discharge head 20 can be vertically moved and positioned along the Z axis. This Z axis is X
It is a direction (vertical direction) orthogonal to each of the axis and the Y axis. When the motor 64 is operated, the droplet discharge head 20
Positioning is possible by swinging along the β direction around the Y axis. When the motor 66 is operated, the droplet discharge head 20
Positioning is possible by swinging in the γ direction around the X axis. When the motor 68 is operated, the droplet discharge head 20 can be positioned by swinging in the α direction around the Z axis. That is, the second moving device 16 moves the droplet discharge head 20 in the X direction (first
Direction) and the Z direction, and the droplet discharge head 20 is supported so as to be movable in the θX direction, the θY direction, and the θZ direction.
【００３１】このように、図１の液滴吐出ヘッド２０
は、スライダー６０において、Ｚ軸方向に直線移動して
位置決め可能で、α、β、γに沿って揺動して位置決め
可能であり、液滴吐出ヘッド２０の液滴吐出面２０Ｐ
は、ステージＳＴ側の基板Ｐに対して正確に位置あるい
は姿勢をコントロールすることができる。なお、液滴吐
出ヘッド２０の液滴吐出面２０Ｐにはインクを吐出する
複数のノズルが設けられている。As described above, the droplet discharge head 20 of FIG.
Can be positioned by linearly moving in the Z-axis direction on the slider 60, and can be positioned by swinging along α, β, γ, and the droplet discharge surface 20P of the droplet discharge head 20.
Can accurately control the position or orientation of the substrate P on the stage ST side. The droplet discharge surface 20P of the droplet discharge head 20 is provided with a plurality of nozzles for discharging ink.
【００３２】図２は液滴吐出ヘッド２０を示す分解斜視
図である。図２に示すように、液滴吐出ヘッド２０は、
ノズル２１１が設けられたノズルプレート２１０及び振
動板２３０が設けられた圧力室基板２２０を、筐体２５
０に嵌め込んで構成されている。この液滴吐出ヘッド２
０の主要部構造は、図３の斜視図一部断面図に示すよう
に、圧力室基板２２０をノズルプレート２１０と振動板
２３０で挟み込んだ構造を備える。ノズルプレート２１
０は、圧力室基板２２０と貼り合わせられたときにキャ
ビティ（圧力室）２２１に対応することとなる位置にノ
ズル２１１が形成されている。圧力室基板２２０には、
シリコン単結晶基板等をエッチングすることにより、各
々が圧力室として機能可能にキャビティ２２１が複数設
けられている。キャビティ２２１間は側壁（隔壁）２２
２で分離されている。各キャビティ２２１は供給口２２
４を介して共通の流路であるリザーバ２２３に繋がって
いる。振動板２３０は、例えば熱酸化膜等により構成さ
れる。振動板２３０にはインクタンク口２３１が設けら
れ、タンク１００からパイプ１０１を通して任意の流動
体を供給可能に構成されている。振動板２３０上のキャ
ビティ２２１に相当する位置には、圧電体素子２４０が
形成されている。圧電体素子２４０は、ＰＺＴ素子等の
圧電性セラミックスの結晶を上部電極および下部電極
（図示せず）で挟んだ構造を備える。圧電体素子２４０
は、制御装置ＣＯＮＴから供給される吐出信号に対応し
て体積変化を生ずることが可能に構成されている。FIG. 2 is an exploded perspective view showing the droplet discharge head 20. As shown in FIG. 2, the droplet discharge head 20 is
The nozzle plate 210 provided with the nozzles 211 and the pressure chamber substrate 220 provided with the vibration plate 230 are attached to the housing 25.
It is configured to fit in 0. This droplet discharge head 2
The main part structure of No. 0 has a structure in which the pressure chamber substrate 220 is sandwiched between the nozzle plate 210 and the vibration plate 230, as shown in the partial perspective view of the perspective view of FIG. Nozzle plate 21
No. 0 has a nozzle 211 formed at a position corresponding to the cavity (pressure chamber) 221 when bonded to the pressure chamber substrate 220. The pressure chamber substrate 220 includes
A plurality of cavities 221 are provided so that each can function as a pressure chamber by etching a silicon single crystal substrate or the like. Side walls (partition walls) 22 between the cavities 221
Separated by 2. Each cavity 221 has a supply port 22
It is connected to the reservoir 223, which is a common flow path, via No. 4. The diaphragm 230 is made of, for example, a thermal oxide film. The vibrating plate 230 is provided with an ink tank port 231 so that an arbitrary fluid can be supplied from the tank 100 through the pipe 101. A piezoelectric element 240 is formed on the vibrating plate 230 at a position corresponding to the cavity 221. The piezoelectric element 240 has a structure in which a crystal of piezoelectric ceramics such as a PZT element is sandwiched between an upper electrode and a lower electrode (not shown). Piezoelectric element 240
Is capable of causing a volume change in response to a discharge signal supplied from the control device CONT.
【００３３】液滴吐出ヘッド２０からインク（流動体）
を吐出するには、まず、制御装置ＣＯＮＴが流動体を吐
出させるための吐出信号を液滴吐出ヘッド２０に供給す
る。流動体は液滴吐出ヘッド２０のキャビティ２２１に
流入しており、吐出信号が供給された液滴吐出ヘッド２
０では、その圧電体素子２４０がその上部電極と下部電
極との間に加えられた電圧により体積変化を生ずる。こ
の体積変化は振動板２３０を変形させ、キャビティ２２
１の体積を変化させる。この結果、そのキャビティ２２
１のノズル穴２１１から流動体の液滴が吐出される。流
動体が吐出されたキャビティ２２１には吐出によって減
った流動体が新たにタンク１００から供給される。Ink (fluid) from the droplet discharge head 20
In order to eject, the control device CONT first supplies an ejection signal for ejecting the fluid to the droplet ejection head 20. The fluid has flown into the cavity 221 of the droplet discharge head 20 and is supplied with the discharge signal.
At 0, the piezoelectric element 240 causes a volume change due to the voltage applied between the upper electrode and the lower electrode. This volume change deforms the vibration plate 230 and causes the cavity 22
Change the volume of 1. As a result, the cavity 22
A droplet of the fluid is ejected from the first nozzle hole 211. The fluid discharged from the tank 100 is newly supplied to the cavity 221 from which the fluid has been discharged.
【００３４】なお、上記液滴吐出ヘッドは圧電体素子に
体積変化を生じさせて流動体を吐出させる構成であった
が、発熱体により流動体に熱を加えその膨張によって液
滴を吐出させるようなヘッド構成であってもよい。The droplet discharge head has a structure in which the piezoelectric element changes its volume to discharge the fluid, but heat is applied to the fluid by the heating element so that the fluid is expanded to discharge the droplet. It may have a different head configuration.
【００３５】電子天秤（不図示）は、液滴吐出ヘッド２
０のノズルから吐出された液滴の一滴の重量を測定して
管理するために、例えば、液滴吐出ヘッド２０のノズル
から、５０００滴分の液滴を受ける。電子天秤は、この
５０００滴の液滴の重量を５０００の数字で割ることに
より、一滴の液滴の重量を正確に測定することができ
る。この液滴の測定量に基づいて、液滴吐出ヘッド２０
から吐出する液滴の量を最適にコントロールすることが
できる。The electronic balance (not shown) includes a droplet discharge head 2
In order to measure and manage the weight of one droplet discharged from the 0 nozzle, for example, 5000 droplets are received from the nozzle of the droplet discharge head 20. The electronic balance can accurately measure the weight of one drop by dividing the weight of the 5000 drops by the number 5000. Based on the measured amount of this droplet, the droplet discharge head 20
It is possible to optimally control the amount of droplets discharged from the.
【００３６】クリーニングユニット２４は、液滴吐出ヘ
ッド２０のノズル等のクリーニングをデバイス製造工程
中や待機時に定期的にあるいは随時に行うことができ
る。キャッピングユニット２２は、液滴吐出ヘッド２０
の液滴吐出面２０Ｐが乾燥しないようにするために、デ
バイスを製造しない待機時にこの液滴吐出面２０Ｐにキ
ャップをかぶせるものである。The cleaning unit 24 can clean the nozzles of the droplet discharge head 20 or the like periodically or at any time during the device manufacturing process or during standby. The capping unit 22 is used for the droplet discharge head 20.
In order to prevent the liquid droplet ejection surface 20P from drying, a cap is put on the liquid droplet ejection surface 20P during standby when the device is not manufactured.
【００３７】液滴吐出ヘッド２０が第２移動装置１６に
よりＸ方向に移動することで、液滴吐出ヘッド２０を電
子天秤、クリーニングユニット２４あるいはキャッピン
グユニット２２の上部に選択的に位置決めさせることが
できる。つまり、デバイス製造作業の途中であっても、
液滴吐出ヘッド２０をたとえば電子天秤側に移動すれ
ば、液滴の重量を測定できる。また液滴吐出ヘッド２０
をクリーニングユニット２４上に移動すれば、液滴吐出
ヘッド２０のクリーニングを行うことができる。液滴吐
出ヘッド２０をキャッピングユニット２２の上に移動す
れば、液滴吐出ヘッド２０の液滴吐出面２０Ｐにキャッ
プを取り付けて乾燥を防止する。By moving the droplet discharge head 20 in the X direction by the second moving device 16, the droplet discharge head 20 can be selectively positioned above the electronic balance, cleaning unit 24 or capping unit 22. . In other words, even during the device manufacturing work,
By moving the droplet discharge head 20 to the electronic balance side, for example, the weight of the droplet can be measured. In addition, the droplet discharge head 20
Can be moved onto the cleaning unit 24 to clean the droplet discharge head 20. When the droplet discharge head 20 is moved above the capping unit 22, a cap is attached to the droplet discharge surface 20P of the droplet discharge head 20 to prevent drying.
【００３８】つまり、これら電子天秤、クリーニングユ
ニット２４、およびキャッピングユニット２２は、ベー
ス１２上の後端側で、液滴吐出ヘッド２０の移動経路直
下に、ステージＳＴと離間して配置されている。ステー
ジＳＴに対する基板Ｐの給材作業及び排材作業はベース
１２の前端側で行われるため、これら電子天秤、クリー
ニングユニット２４あるいはキャッピングユニット２２
により作業に支障を来すことはない。That is, the electronic balance, the cleaning unit 24, and the capping unit 22 are arranged on the rear end side of the base 12 and directly below the movement path of the droplet discharge head 20 and apart from the stage ST. Since the work of supplying the substrate P to the stage ST and the work of discharging the substrate P are performed on the front end side of the base 12, these electronic balance, cleaning unit 24 or capping unit 22 are used.
Will not hinder the work.
【００３９】基板Ｐは、上面に配線パターン（金属膜）
が形成されるパターン形成領域を有している。そして、
配線パターンを形成するために、基板Ｐのパターン形成
領域に対して液滴吐出ヘッド２０からインク（流動体）
が吐出される。The wiring pattern (metal film) is formed on the upper surface of the substrate P.
Has a pattern forming region in which is formed. And
To form a wiring pattern, ink (fluid) is applied from the droplet discharge head 20 to the pattern formation area of the substrate P.
Is discharged.
【００４０】タンク１００内部に収容されているインク
は、基板Ｐに形成される配線パターン（金属膜）の形成
材料を含んでいる。インクは、導電性を有する金属微粒
子を所定の有機溶媒及びバインダーを用いてペースト化
したものである。The ink contained in the tank 100 contains a material for forming a wiring pattern (metal film) formed on the substrate P. The ink is formed by forming conductive metal fine particles into a paste using a predetermined organic solvent and a binder.
【００４１】インクに含まれている導電性を有する金
属、すなわち、配線パターンの形成材料である金属とし
ては、銀、金、ニッケル、インジウム、錫、鉛、亜鉛、
チタン、銅、タンタル、タングステン、パラジウム、白
金、鉄、コバルト、ホウ素、ケイ素、アルミニウム、マ
グネシウム、スカンジウム、ロジウム、イリジウム、バ
ナジウム、ルテニウム、オスミウム、ニオブ、ビスマ
ス、バリウムなどのうち少なくとも１種の金属又はこれ
らの合金が挙げられる。また、酸化銀（ＡｇＯ又はＡｇ
2Ｏ）や酸化銅なども挙げられる。As the conductive metal contained in the ink, that is, the metal forming the wiring pattern, silver, gold, nickel, indium, tin, lead, zinc,
At least one metal selected from titanium, copper, tantalum, tungsten, palladium, platinum, iron, cobalt, boron, silicon, aluminum, magnesium, scandium, rhodium, iridium, vanadium, ruthenium, osmium, niobium, bismuth, barium, etc. These alloys are mentioned. In addition, silver oxide (AgO or Ag
2 O) and copper oxide are also included.
【００４２】そして、金属は、例えば粒径５〜７μｍ程
度の微粒子状に加工され、所定の溶媒中に分散されてイ
ンク化されている。使用する溶媒としては、炭素数５以
上のアルコール類（例えばテルピネオール、シトロネロ
ール、ゲラニオール、ネロール、フェネチルアルコー
ル）の１種以上を含有する溶媒、又は有機エステル類
（例えば酢酸エチル、オレイン酸メチル、酢酸ブチル、
グリセリド）の１種以上を含有する溶媒であればよく、
使用する金属又は金属ペーストの用途によって適宜選択
できる。更には、ミネラルスピリット、トリデカン、ド
デシルベンゼンもしくはそれらの混合物、又はそれらに
α−テルピネオールを混合したもの、炭素数５以上の炭
化水素（例えば、ピネン等）、アルコール（例えば、ｎ
−ヘプタノール等）、エーテル（例えば、エチルベンジ
ルエーテル等）、エステル（例えば、ｎ−ブチルステア
レート等）、ケトン（例えば、ジイソブチルケトン
等）、有機窒素化合物（例えば、トリイソプロパノール
アミン等）、有機ケイ素化合物（シリコーン油等）、有
機硫黄化合物もしくはそれらの混合物を用いることもで
きる。ここで、液滴吐出装置ＩＪとしては高沸点溶媒が
好ましいので、例えば沸点２５０℃程度のテトラデカン
を用いることが好ましい。使用する溶媒を選択すること
により、インクの粘度を調整することができる。The metal is processed into fine particles having, for example, a particle size of about 5 to 7 μm, and dispersed in a predetermined solvent to form an ink. As the solvent to be used, a solvent containing one or more alcohols having 5 or more carbon atoms (eg, terpineol, citronellol, geraniol, nerol, phenethyl alcohol), or organic esters (eg, ethyl acetate, methyl oleate, butyl acetate) ,
A solvent containing at least one of (glyceride),
It can be appropriately selected depending on the application of the metal or metal paste used. Furthermore, mineral spirits, tridecane, dodecylbenzene or a mixture thereof, or a mixture thereof with α-terpineol, a hydrocarbon having 5 or more carbon atoms (for example, pinene, etc.), alcohol (for example, n
-Heptanol etc.), ether (eg ethylbenzyl ether etc.), ester (eg n-butyl stearate etc.), ketone (eg diisobutyl ketone etc.), organic nitrogen compound (eg triisopropanolamine etc.), organosilicon A compound (silicone oil or the like), an organic sulfur compound or a mixture thereof can also be used. Here, since a high boiling point solvent is preferable for the droplet discharge device IJ, for example, tetradecane having a boiling point of about 250 ° C. is preferably used. The viscosity of the ink can be adjusted by selecting the solvent to be used.
【００４３】そして、インクの固形分含有量は、５０ｗ
ｔ％以上７０ｗｔ％以下に設定されている。好ましくは
６０ｗｔ％に設定されている。ここで、固形分とは、上
記金属微粒子、所定のバインダー、各種添加剤などであ
る。このうち、金属微粒子が固形分のほとんどを占め、
バインダーや添加剤の量は僅かである。The solid content of the ink is 50w.
It is set to be t% or more and 70 wt% or less. It is preferably set to 60 wt%. Here, the solid content is the metal fine particles, a predetermined binder, various additives, and the like. Of these, the metal fine particles occupy most of the solid content,
The amount of binders and additives is small.
【００４４】そして、タンク１００に収容されているイ
ンクは、前記タンク温度調整装置によって所定の温度に
制御されており、温度を調整されたインクは、所望の粘
度に調整されている。The ink contained in the tank 100 is controlled to a predetermined temperature by the tank temperature adjusting device, and the temperature-adjusted ink is adjusted to a desired viscosity.
【００４５】更に、パイプ１０１を流れるインクは前記
パイプ温度調整装置によって所定の温度に制御され、粘
度を調整される。更に、液滴吐出ヘッド２０から吐出さ
れるインクの温度は、液滴吐出ヘッド２０に設けられた
温度調整装置２０Ａによって制御され、所望の粘度に調
整されるようになっている。更に、チャンバＣＨ内部も
チャンバ温度調整装置によって所定の温度に温度管理さ
れるようになっている。Further, the ink flowing through the pipe 101 is controlled to have a predetermined temperature by the pipe temperature adjusting device and its viscosity is adjusted. Further, the temperature of the ink ejected from the droplet ejection head 20 is controlled by the temperature adjusting device 20A provided in the droplet ejection head 20 to adjust the viscosity to a desired value. Further, the temperature inside the chamber CH is also controlled to a predetermined temperature by the chamber temperature adjusting device.
【００４６】次に、上述した構成を有する液滴吐出装置
ＩＪを用いて、基板（所定面）Ｐに対して液滴吐出ヘッ
ド２０からインクを吐出して基板Ｐ上に配線パターン
（金属膜）を形成する手順について説明する。Next, using the droplet discharge device IJ having the above-described structure, ink is discharged from the droplet discharge head 20 onto the substrate (predetermined surface) P to form a wiring pattern (metal film) on the substrate P. The procedure for forming the will be described.
【００４７】タンク１００に収容されているインクはタ
ンク温度調整装置によって温度管理され、粘度を制御さ
れており、制御装置ＣＯＮＴの指示のもとに、パイプ１
０１を通って液滴吐出ヘッド２０に供給される。ここ
で、パイプ１０１を流れるインクもパイプ温度調整装置
で温度管理され、粘度を制御されている。The ink contained in the tank 100 is temperature-controlled and its viscosity is controlled by a tank temperature adjusting device, and the pipe 1 is instructed by the controller CONT.
It is supplied to the droplet discharge head 20 through 01. Here, the temperature of the ink flowing through the pipe 101 is also controlled by the pipe temperature adjusting device and the viscosity is controlled.
【００４８】液滴吐出ヘッド２０から吐出されるインク
は、温度調整装置２０Ａによって温度管理され、４×１
０-2Ｐａ・ｓ以下（４０ｃｐｓ以下）の粘度となるよう
に制御されている。吐出時のインク温度を調整し、粘度
を４０ｃｐｓ以下に設定することで、インクが５０ｗｔ
％以上７０ｗｔ％以下といった高固形分インクであって
も、液滴吐出ヘッド２０から安定して吐出される。The temperature of the ink ejected from the liquid droplet ejecting head 20 is controlled by the temperature adjusting device 20A and 4 × 1.
The viscosity is controlled to be 0 -2 Pa · s or less (40 cps or less). By adjusting the ink temperature during ejection and setting the viscosity to 40 cps or less, 50 wt.
%, The ink with a high solid content of 70% by weight or more can be stably ejected from the droplet ejection head 20.
【００４９】ここで、インクの固形分含有量を７０ｗｔ
％より多くなるように設定しておくと、インク中の金属
微粒子が安定分散しなくなるとともに、温度管理をした
としても粘度が高くなって液滴吐出ヘッド２０から安定
して吐出しない。Here, the solid content of the ink is 70 wt.
If it is set to be more than 0.1%, the fine metal particles in the ink will not be stably dispersed, and even if the temperature is controlled, the viscosity becomes high and the droplet discharge head 20 cannot stably discharge.
【００５０】以上のようにして、インクの温度調整をし
つつ、固形分含有量が５０ｗｔ％以上７０ｗｔ％以下に
設定されているインクを用いて液滴吐出法により配線パ
ターンを形成することにより、所望の導電性を有する配
線パターン、すなわち所望の膜厚を有する金属膜を例え
ば１回の吐出動作（塗布動作）で形成できる。ここで、
固形分含有量を５０ｗｔ％より少なくすると、従来同
様、所望の膜厚を得るための吐出動作（塗布動作）を多
数回行わなくてはならない。As described above, while adjusting the temperature of the ink, the wiring pattern is formed by the droplet discharge method using the ink having the solid content of 50 wt% or more and 70 wt% or less. A wiring pattern having a desired conductivity, that is, a metal film having a desired film thickness can be formed by, for example, one ejection operation (coating operation). here,
When the solid content is less than 50 wt%, the discharging operation (coating operation) for obtaining a desired film thickness must be performed many times as in the conventional case.
【００５１】以上説明したように、インクの固形分含有
量を５０ｗｔ％以上７０ｗｔ％以下、好ましくは６０ｗ
ｔ％に設定することにより、このインクを用いて液滴吐
出法によって配線パターンを形成する際、１回あるいは
少ない回数の塗布動作（吐出動作）で所望の膜厚を有す
る配線パターンを形成できる。したがって、所望の性能
（電気抵抗値：例えば１０-6Ω程度）を有する配線パタ
ーンを短時間で効率良く形成でき、スループットの向
上、ひいては製造コスト低減を実現できる。As described above, the solid content of the ink is 50 wt% or more and 70 wt% or less, preferably 60 w.
By setting t%, a wiring pattern having a desired film thickness can be formed by one or a small number of coating operations (ejection operations) when a wiring pattern is formed by a droplet discharge method using this ink. Therefore, a wiring pattern having desired performance (electrical resistance value: for example, about 10 −6 Ω) can be efficiently formed in a short time, throughput can be improved, and manufacturing cost can be reduced.
【００５２】そして、配線パターンの形成材料である金
属を所定の溶媒を用いてインク化し、液滴吐出ヘッド２
０に取り付けられた温度調整装置２０Ａを用いてインク
の吐出時における温度を調整し、液滴吐出ヘッド２０か
らの吐出時におけるインクの粘度を４×１０-2Ｐａ・ｓ
以下（４０ｃｐｓ以下）に設定することにより、安定し
た吐出動作を実現できる。そして、インクの温度調整や
用いる溶媒の選定によってインクの粘度を制御すること
によって、安定した吐出動作を実現でき、ひいてはデバ
イスの生産性向上に寄与する。Then, the metal, which is the material for forming the wiring pattern, is made into ink using a predetermined solvent, and the droplet discharge head 2
The temperature at the time of ejecting ink is adjusted by using the temperature adjusting device 20A attached to 0, and the viscosity of the ink at the time of ejecting from the droplet ejecting head 20 is 4 × 10 −2 Pa · s.
By setting below (40 cps or less), stable ejection operation can be realized. By controlling the viscosity of the ink by adjusting the temperature of the ink and selecting the solvent to be used, a stable ejection operation can be realized, which in turn contributes to improving the productivity of the device.
【００５３】なお、上記実施形態では、タンク温度調整
装置、パイプ温度調整装置、ヘッド温度調整装置２０
Ａ、チャンバ温度調整装置の全ての温度調整装置を用い
て、インクの温度調整をするように説明したが、液滴吐
出ヘッド２０からの吐出時におけるインクの温度が所定
の粘度を有するように調整されればよいので、ヘッド温
度調整装置２０Ａのみを用いて、吐出時におけるインク
温度を調整するようにしてもよい。In the above embodiment, the tank temperature adjusting device, the pipe temperature adjusting device, and the head temperature adjusting device 20.
A. It has been described that the temperature of the ink is adjusted using all the temperature adjusting devices of the chamber temperature adjusting device, but the temperature of the ink at the time of discharging from the droplet discharge head 20 is adjusted to have a predetermined viscosity. Therefore, only the head temperature adjusting device 20A may be used to adjust the ink temperature during ejection.
【００５４】なお、吐出時におけるインクの温度と粘度
との関係を予め実験的に求めておくことにより、制御装
置ＣＯＮＴは、前記求めた結果に基づいて、インクが所
望の粘度を有するように、温度調整装置２０Ａを制御で
きる。ここで、制御装置ＣＯＮＴにおいては、用いられ
る複数種類のインクのそれぞれの温度と粘度との関係が
記憶される。By experimentally obtaining the relationship between the temperature and the viscosity of the ink at the time of ejection, the control unit CONT makes the ink have a desired viscosity based on the obtained result. The temperature adjustment device 20A can be controlled. Here, in the controller CONT, the relationship between the temperature and the viscosity of each of the plurality of types of ink used is stored.
【００５５】なお、本実施形態では、インクの温度を温
度調整装置によって調整するように説明したが、用いる
材料によっては、固形分含有量が７０ｗｔ％でも、室温
における粘度が４０ｃｐｓ以下になるので、インクの温
度調整を必ずしも行う必要はない。In this embodiment, the temperature of the ink is adjusted by the temperature adjusting device. However, depending on the material used, the viscosity at room temperature is 40 cps or less even if the solid content is 70 wt%. It is not always necessary to adjust the temperature of the ink.
【００５６】なお、本実施形態におけるインクは導電性
を有する金属を含有したものであるが、導電性ポリマー
を含有したものでもよい。Although the ink in this embodiment contains a metal having conductivity, it may contain a conductive polymer.
【００５７】本発明の金属膜の製造方法及び製造装置に
よって、図４に示すような有機ＥＬ（エレクトロルミネ
ッセンス）表示デバイスの配線パターンを形成すること
ができる。ＥＬ表示デバイスは、蛍光性の無機および有
機化合物を含む薄膜を、陰極と陽極とで挟んだ構成を有
し、前記薄膜に電子および正孔（ホール）を注入して再
結合させることにより励起子（エキシトン）を生成さ
せ、このエキシトンが失活する際の光の放出（蛍光・燐
光）を利用して発光させる素子である。With the method and apparatus for manufacturing a metal film of the present invention, a wiring pattern of an organic EL (electroluminescence) display device as shown in FIG. 4 can be formed. An EL display device has a structure in which a thin film containing a fluorescent inorganic and organic compound is sandwiched between a cathode and an anode, and excitons are generated by injecting electrons and holes into the thin film and recombining them. It is an element that produces (exciton) and emits light by utilizing the emission of light (fluorescence / phosphorescence) when the exciton is deactivated.
【００５８】図４に示す有機ＥＬ表示デバイスＳ１は、
駆動用薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transist
or）が配置された基板Ｐ側とは反対側から光を取り出す
形態、いわゆるトップエミッション型である。The organic EL display device S1 shown in FIG.
Thin film transistor (TFT)
or) is a so-called top emission type in which light is extracted from the side opposite to the side of the substrate P on which the or is arranged.
【００５９】基板Ｐの形成材料としては、ガラス、石
英、サファイア、あるいはポリエステル、ポリアクリレ
ート、ポリカーボネート、ポリエーテルケトンなどの合
成樹脂などが挙げられる。ここで、有機ＥＬ表示装置が
トップエミッション型である場合、基板Ｐは不透明であ
ってもよく、その場合、アルミナ等のセラミック、ステ
ンレス等の金属シートに表面酸化などの絶縁処理を施し
たもの、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを用いること
ができる。Examples of materials for forming the substrate P include glass, quartz, sapphire, and synthetic resins such as polyester, polyacrylate, polycarbonate, and polyetherketone. Here, when the organic EL display device is a top emission type, the substrate P may be opaque, and in that case, a ceramic sheet such as alumina or a metal sheet such as stainless steel that has been subjected to an insulation treatment such as surface oxidation, A thermosetting resin, a thermoplastic resin or the like can be used.
【００６０】有機ＥＬ表示デバイスＳ１は、基板Ｐと、
インジウム錫酸化物（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）等の
透明電極材料からなる陽極（画素電極）３２３と、陽極
３２３から正孔を輸送可能な正孔輸送層３７０と、電気
光学物質の１つである有機ＥＬ物質を含む発光層（有機
ＥＬ層、電気光学素子）３６０と、発光層３６０の上面
に設けられている電子輸送層３５０と、電子輸送層３５
０の上面に設けられているアルミニウム（Ａｌ）やマグ
ネシウム（Ｍｇ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、カルシウ
ム（Ｃａ）等からなる陰極（対向電極）５２２と、基板
Ｐ上に形成され、画素電極３２３にデータ信号を書き込
むか否かを制御する通電制御部としての薄膜トランジス
タ（以下、「ＴＦＴ」と称する）３２４とを有してい
る。ＴＦＴ３２４は、不図示の走査線駆動回路及びデー
タ線駆動回路からの作動指令信号に基づいて作動し、画
素電極３２３への通電制御を行う。The organic EL display device S1 comprises a substrate P,
An anode (pixel electrode) 323 made of a transparent electrode material such as indium tin oxide (ITO), a hole transport layer 370 capable of transporting holes from the anode 323, and one of electro-optic substances. A light emitting layer (organic EL layer, electro-optical element) 360 containing an organic EL substance, an electron transport layer 350 provided on the upper surface of the light emitting layer 360, and an electron transport layer 35.
Formed on the substrate P and a cathode (counter electrode) 522 made of aluminum (Al), magnesium (Mg), gold (Au), silver (Ag), calcium (Ca), etc. The pixel electrode 323 includes a thin film transistor (hereinafter referred to as “TFT”) 324 as an energization control unit that controls whether or not to write a data signal. The TFT 324 operates based on an operation command signal from a scanning line drive circuit and a data line drive circuit (not shown), and controls energization to the pixel electrode 323.
【００６１】ＴＦＴ３２４は、ＳｉＯ2を主体とする下
地保護層５８１を介して基板Ｐの表面に設けられてい
る。このＴＦＴ３２４は、下地保護層５８１の上層に形
成されたシリコン層５４１と、シリコン層５４１を覆う
ように下地保護層５８１の上層に設けられたゲート絶縁
層５８２と、ゲート絶縁層５８２の上面のうちシリコン
層５４１に対向する部分に設けられたゲート電極５４２
と、ゲート電極５４２を覆うようにゲート絶縁層５８２
の上層に設けられた第１層間絶縁層５８３と、ゲート絶
縁層５８２及び第１層間絶縁層５８３にわたって開孔す
るコンタクトホールを介してシリコン層５４１と接続す
るソース電極５４３と、ゲート電極５４２を挟んでソー
ス電極５４３と対向する位置に設けられ、ゲート絶縁層
５８２及び第１層間絶縁層５８３にわたって開孔するコ
ンタクトホールを介してシリコン層５４１と接続するド
レイン電極５４４と、ソース電極５４３及びドレイン電
極５４４を覆うように第１層間絶縁層５８３の上層に設
けられた第２層間絶縁層５８４とを備えている。The TFT 324 is provided on the surface of the substrate P via a base protective layer 581 composed mainly of SiO 2 . This TFT 324 includes a silicon layer 541 formed on the upper layer of the base protection layer 581, a gate insulating layer 582 provided on the upper layer of the base protection layer 581 so as to cover the silicon layer 541, and an upper surface of the gate insulating layer 582. Gate electrode 542 provided in a portion facing the silicon layer 541
And a gate insulating layer 582 so as to cover the gate electrode 542.
The first interlayer insulating layer 583 provided on the upper layer, the source electrode 543 connected to the silicon layer 541 through a contact hole opened over the gate insulating layer 582 and the first interlayer insulating layer 583, and the gate electrode 542. A drain electrode 544 which is provided at a position facing the source electrode 543 and which is connected to the silicon layer 541 through a contact hole opened over the gate insulating layer 582 and the first interlayer insulating layer 583; and the source electrode 543 and the drain electrode 544. And a second interlayer insulating layer 584 provided on the first interlayer insulating layer 583 so as to cover the first interlayer insulating layer 583.
【００６２】そして、第２層間絶縁層５８４の上面に画
素電極３２３が配置され、画素電極３２３とドレイン電
極５４４とは、第２層間絶縁層５８４に設けられたコン
タクトホール３２３ａを介して接続されている。また、
第２層間絶縁層５８４の表面のうち有機ＥＬ素子が設け
られている以外の部分と陰極５２２との間には、合成樹
脂などからなる第３絶縁層（バンク層）５２１が設けら
れている。The pixel electrode 323 is disposed on the upper surface of the second interlayer insulating layer 584, and the pixel electrode 323 and the drain electrode 544 are connected through the contact hole 323a provided in the second interlayer insulating layer 584. There is. Also,
A third insulating layer (bank layer) 521 made of synthetic resin or the like is provided between the cathode 522 and a portion of the surface of the second interlayer insulating layer 584 other than where the organic EL element is provided.
【００６３】なお、シリコン層５４１のうち、ゲート絶
縁層５８２を挟んでゲート電極５４２と重なる領域がチ
ャネル領域とされている。また、シリコン層５４１のう
ち、チャネル領域のソース側にはソース領域が設けられ
ている一方、チャネル領域のドレイン側にはドレイン領
域が設けられている。このうち、ソース領域が、ゲート
絶縁層５８２と第１層間絶縁層５８３とにわたって開孔
するコンタクトホールを介して、ソース電極５４３に接
続されている。一方、ドレイン領域が、ゲート絶縁層５
８２と第１層間絶縁層５８３とにわたって開孔するコン
タクトホールを介して、ソース電極５４３と同一層から
なるドレイン電極５４４に接続されている。画素電極３
２３は、ドレイン電極５４４を介して、シリコン層５４
１のドレイン領域に接続されている。A region of the silicon layer 541 which overlaps with the gate electrode 542 with the gate insulating layer 582 sandwiched therebetween serves as a channel region. Further, in the silicon layer 541, the source region is provided on the source side of the channel region, while the drain region is provided on the drain side of the channel region. Of these, the source region is connected to the source electrode 543 through a contact hole that is opened across the gate insulating layer 582 and the first interlayer insulating layer 583. On the other hand, the drain region is the gate insulating layer 5
The drain electrode 544 formed of the same layer as the source electrode 543 is connected through a contact hole that is opened between the first electrode 82 and the first interlayer insulating layer 583. Pixel electrode 3
23 is a silicon layer 54 via the drain electrode 544.
1 drain region.
【００６４】以上のような構成を有する有機ＥＬ表示デ
バイスＳ１のうち、金属膜としての陽極３２３や陰極５
２２などの成膜工程において、本発明の製造方法及び製
造装置を適用することができる。In the organic EL display device S1 having the above structure, the anode 323 and the cathode 5 as metal films are formed.
In the film forming process such as 22, the manufacturing method and the manufacturing apparatus of the present invention can be applied.
【００６５】なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態
に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない
範囲において種々の変更を加えることが可能であり、実
施の形態で挙げた具体的な材料や層構成などはほんの一
例に過ぎず、適宜変更が可能である。The technical scope of the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. The material and layer structure are merely examples, and can be appropriately changed.
【図１】本発明の金属膜の製造装置の一例を示す概略斜
視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of a metal film manufacturing apparatus of the present invention.
【図２】液滴吐出ヘッドの分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of a droplet discharge head.
【図３】液滴吐出ヘッドの主要部の斜視図一部断面図で
ある。FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a perspective view of a main part of the droplet discharge head.
【図４】本発明の金属膜の製造方法によって製造された
有機ＥＬ表示装置の層構成の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a layer structure of an organic EL display device manufactured by the method for manufacturing a metal film of the present invention.
２０ 液滴吐出ヘッド ２０Ａ 温度調整装置 ＣＯＮＴ 制御装置 ＩＪ 液滴吐出装置（金属膜の製造装置） Ｐ 基板（所定面） 20 Droplet ejection head 20A temperature controller CONT control device IJ droplet discharge device (metal film manufacturing device) P substrate (predetermined surface)
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｂ 13/00 ５０３ Ｈ０１Ｂ 13/00 ５０３Ｄ ５Ｅ３４３ Ｈ０１Ｌ 21/288 Ｈ０１Ｌ 21/288 Ｚ ５Ｇ３２３ Ｈ０５Ｂ 33/10 Ｈ０５Ｂ 33/10 33/14 33/14 Ａ 33/26 33/26 Ｚ Ｆターム(参考） 3K007 AB18 DB03 FA00 4D075 AC06 AC08 AC96 BB22X DA06 DB13 DB14 DC18 DC22 EA10 EA14 EB01 EC30 EC54 4F041 AA06 AB01 AB05 BA10 BA22 BA32 BA38 BA48 4F042 AA07 AB03 BA15 BA16 CB11 DF09 4M104 BB01 BB02 BB04 BB05 BB06 BB07 BB08 BB09 BB13 BB14 BB17 BB18 BB36 DD51 5E343 AA12 AA26 AA34 BB23 BB24 BB25 BB28 BB34 BB35 BB40 BB44 BB45 BB48 BB49 BB72 DD14 DD15 FF05 GG06 GG11 5G323 CA05 Front page continuation (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01B 13/00 503 H01B 13/00 503D 5E343 H01L 21/288 H01L 21/288 Z 5G323 H05B 33/10 H05B 33/10 33 / 14 33/14 A 33/26 33/26 ZF term (reference) 3K007 AB18 DB03 FA00 4D075 AC06 AC08 AC96 BB22X DA06 DB13 DB14 DC18 DC22 EA10 EA14 EB01 EC30 EC54 4F041 AA06 AB01 AB05 BA10 BA22 BA32 BA38 BA48 4F042 AA07 AB BA16 CB11 DF09 4M104 BB01 BB02 BB04 BB05 BB06 BB07 BB08 BB09 BB13 BB14 BB17 BB18 BB36 DD51 5E343 AA12 AA26 AA34 BB23 BB24 BB25 BB28 BB15 BB15 BB45 FF45 DD45 BB45 BB45 BB45 BB45 BB45 BB45 BB45 BB45 BB45 BB45 BB45 BB45 BB45 BB45 BB45 BB45
Claims (3)
を含む流動体を吐出して前記所定面に金属膜を形成する
工程を有する金属膜の製造方法において、 前記流動体に含まれる前記金属の量を５０ｗｔ％以上７
０ｗｔ％以下に設定し、該流動体を前記所定面に吐出す
ることを特徴とする金属膜の製造方法。1. A method of manufacturing a metal film, comprising the step of discharging a fluid containing metal from a droplet discharge head onto a predetermined surface to form a metal film on the predetermined surface. The amount of metal is 50 wt% or more 7
A method for producing a metal film, which is set to 0 wt% or less and the fluid is discharged onto the predetermined surface.
体とし、該流動体の温度を調整することにより、前記液
滴吐出ヘッドからの吐出時における前記流動体の粘度を
４×１０-2Ｐａ・ｓ以下に設定することを特徴とする請
求項１記載の金属膜の製造方法。2. The viscosity of the fluid when discharged from the droplet discharge head is 4 × 10 − by adjusting the temperature of the fluid by using the metal as the fluid using a predetermined solvent. The method for producing a metal film according to claim 1, wherein the pressure is set to 2 Pa · s or less.
ヘッドを有する金属膜の製造装置において、 前記液滴吐出ヘッドからの吐出時における前記流動体の
粘度を４×１０-2Ｐａ・ｓ以下にするように前記流動体
の温度を調整する温度調整装置を備えることを特徴とす
る金属膜の製造装置。3. A metal film manufacturing apparatus having a droplet discharge head capable of discharging a fluid containing metal, wherein the viscosity of the fluid at the time of discharge from the droplet discharge head is 4 × 10 −2 Pa · An apparatus for producing a metal film, comprising a temperature adjusting device for adjusting the temperature of the fluid so as to be s or less.
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|---|---|---|---|
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- 2002-03-22 JP JP2002081213A patent/JP2003283102A/en not_active Withdrawn
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