JP4207860B2 - 層形成方法、配線基板、電気光学装置、および電子機器 - Google Patents
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Description
本実施形態の配線基板は、テープ形状を有するベース基板から製造される。ここでベース基板は、ポリイミドからなっており、フレキシブル基板とも呼ばれる。ベース基板上には、後述する製造工程によって、金属配線が形成される。そして、金属配線が形成された後で、ベース基板はプレス処理を受けて、ベース基板から複数の基板が切り抜かれる。この結果、ベース基板から、それぞれが金属配線を有する複数の基板が得られる。ここで、本実施形態では、複数の基板のそれぞれに設けられた金属配線は、どれも同じパターンを構成している。このように、金属配線が形成された基板を「配線基板」と表記する。
本実施形態の配線基板は、6つの層形成装置が行う層形成工程を経て製造される。これら6つの層形成装置は、いずれも基本的に同じ構成・機能を有している。このため、以下では、記載の重複を避ける目的で、6つの層形成装置を代表して、1つの層形成装置についてのみ構成・機能を説明する。
図2に示す第1吐出装置11Aはインクジェット装置である。より具体的には、第1吐出装置11Aは、液状の材料111を保持するタンク101と、チューブ110と、チューブ110を介してタンク101から液状の材料111が供給される吐出走査部102と、を備えている。ここで、吐出走査部102は、グランドステージGSと、吐出ヘッド部103と、ステージ106と、第1位置制御装置104と、第2位置制御装置108と、制御部112と、支持部104aと、を備えている。
図3(a)および(b)に示すように、第1吐出装置11Aにおけるヘッド114は、複数のノズル118を有するインクジェットヘッドである。具体的には、ヘッド114は、振動板126と、ノズル118の開口を規定するノズルプレート128と、を備えている。そして、振動板126と、ノズルプレート128と、の間には、液たまり129が位置しており、この液たまり129には、図示しない外部タンクから孔131を介して供給される液状の材料111が常に充填される。
次に、制御部112の構成を説明する。図4に示すように、制御部112は、入力バッファメモリ200と、記憶装置202と、処理部204と、走査駆動部206と、ヘッド駆動部208と、を備えている。入力バッファメモリ200と処理部204とは相互に通信可能に接続されている。処理部204と記憶装置202とは、相互に通信可能に接続されている。処理部204と走査駆動部206とは相互に通信可能に接続されている。処理部204とヘッド駆動部208とは相互に通信可能に接続されている。また、走査駆動部206は、第1位置制御装置104および第2位置制御装置108と相互に通信可能に接続されている。同様にヘッド駆動部208は、ヘッド114と相互に通信可能に接続されている。
上述の「液状の材料111」とは、ヘッド114のノズル118から液滴として吐出されうる粘度を有する材料をいう。ここで、液状の材料111が水性であると油性であるとを問わない。ノズル118から吐出可能な流動性(粘度)を備えていれば十分で、固体物質が混入していても全体として流動体であればよい。
以下では、層形成方法、すなわち製造方法を説明する。
最初に、ベース基板1aのほぼ同一レベル上に第1導電層21を形成する。
第1パターン形状の第1導電層21が設けられた後では、ベース基板1a上に第1導電層21の厚さに相当する段差が生じる。そこで、図5(d)に示すように、本実施形態では、ベース基板1aの部分であって第1導電層21がない部分に第1絶縁層31を形成する。第1絶縁層31は第1導電層21の側面を覆うので、このことで第1導電層21によって生じた段差がなくなる。
第1絶縁層31を形成した後で、第1導電層21と第1絶縁層31とを覆う第2絶縁層を形成する。
第2絶縁層32を形成した後で、第2絶縁層32に設けられたコンタクトホール35を貫通する第2導電層を形成する。
第2導電層22を形成した後で、第2絶縁層32上と第2導電層22上とに第3導電層23を形成する。
第3導電層23を形成した後で、第3導電層23を覆う第3絶縁層33を形成する。
本実施形態の層形成方法は、第2絶縁層の形成工程を除いて、実施形態1の層形成方法と基本的に同じである。このため、以下では、記載の重複を避ける目的で、第2絶縁層の形成だけを説明する。
まず、実施形態1の層形成方法で、ベース基板1a上に第1導電層21と第1絶縁層31とを形成する(図8(a))。そして、第1導電層21と第1絶縁層31とを覆う第2絶縁層を形成する。
以下では、第2絶縁層の形成をより具体的に説明する。まず、図8(b)に示すように、第3吐出装置13Aが、ベース基板1aに対するノズル118(図3)の相対位置を、Y軸方向の正の方向に相対速度Vで変化させる。そして、ノズル118が第1部分41に対応する位置に達した場合に、ヘッド114は第2絶縁材料32Aの液滴を吐出する。
第2絶縁層32の層境界部を形成した後で、層内部を形成する。まず、図8(d)に示すように、第2吐出装置12Aが、ベース基板1aに対するノズル118(図3)の相対位置を、Y軸方向の正の方向に相対速度Vで変化させる。そして、ノズル118が第2部分42に対応する位置に達した場合に、ヘッド114は第1絶縁材料31Aの液滴を吐出する。ここで、実施形態1で説明したように、第1絶縁材料31Aの濃度は十分低く設定されている。このため、第2部分42に着弾した第1絶縁材料31Aは十分広く塗れ広がる。
実施形態1および2では、第1絶縁層31および第2絶縁層32は、ポリイミドからなる。ただし、ポリイミドに代えて、他のポリマーからなってもよい。第1絶縁層31および第2絶縁層32が他のポリマーからなる場合には、第1絶縁材料31Aおよび第2絶縁材料32Aは、ポリイミド前駆体に代えて、対応するポリマー前駆体を含んでいればよい。
実施形態1および2では、第1絶縁材料31Aから得られる絶縁層も、第2絶縁材料32Aから得られる絶縁層も、互いに同じ構造のポリイミド、すなわち同じ構造のポリマー、からなる。このため、第1絶縁材料31Aに含まれるポリマー前駆体の構造は、第2絶縁材料32Aに含まれるポリマー前駆体の構造と同じである。しかしながら、結果として生じる絶縁層の線膨張率が近いのであれば、第1絶縁材料31Aにおけるポリマー前駆体の構造と、第2絶縁材料32Aにおけるポリマー前駆体の構造とが、異なっていてもよい。第1絶縁材料31Aと第2絶縁材料32Aとが異なる構造のポリマー前駆体を含んでいる場合であっても、第1絶縁材料31Aの濃度が第2絶縁材料32Aの濃度よりも低ければ、上記効果が得られるからである。
実施形態1および2では、ポリイミドからなるベース基板1a上に金属配線が形成される。しなしながら、このようなベース基板1aに代えて、セラミック基板やガラス基板やエポキシ基板やガラスエポキシ基板やシリコン基板などが利用されても、実施形態1および2で説明した効果と同様の効果が得られる。なお、シリコン基板を利用する場合には、導電性材料を吐出する前に、基板表面にパシベーション膜を形成してもよい。なお、どのような基板や膜が用いられても、上述したように、ノズル118からの液状の材料111が着弾することになる部分は「被吐出部」に対応する。
実施形態1および2の導電性材料には、銀のナノ粒子が含まれている。しかしながら、銀のナノ粒子に代えて、他の金属のナノ粒子が用いられてもよい。ここで、他の金属として、例えば、金、白金、銅、パラジウム、ロジウム、オスミウム、ルテニウム、イリジウム、鉄、錫、亜鉛、コバルト、ニッケル、クロム、チタン、タンタル、タングステン、インジウムのいずれか1つが利用されてもよいし、または、いずれか2つ以上が組合せられた合金が利用されてもよい。ただし、銀であれば比較的低温で還元できるため、扱いが容易であり、この点で、インクジェット法を利用する場合には、銀のナノ粒子を含む導電性材料を利用することは好ましい。
実施形態1および2によれば、オーブン11B、12B、13B、14B、15B、16Bによる加熱によって導電性材料層および絶縁材料層を活性化させる。ただし、加熱することに代えて、紫外域・可視光域の波長の光や、マイクロウェーヴなどの電磁波を照射することで、導電性材料層または絶縁材料層を活性化してもよい。また、このような活性化に代えて、導電性材料層または絶縁材料層を単に乾燥させてもよい。付与された導電性材料層または絶縁材料層を放置するだけでも導電層または絶縁層が生じるからである。ただし、導電性材料層または絶縁材料層を単に乾燥させる場合よりも、何らかの活性化を行う場合の方が、導電層または絶縁層の生成時間が短い。このため、導電性材料層または絶縁材料層を活性化することがより好ましい。
実施形態1および2によれば、第1導電層はインクジェット法によって形成された銀配線である。ただし、銀配線に代えて、第1導電層がフォトリソグラフィー工程によって形成された銅配線であってもよい。
実施形態1および2では、第1絶縁材料31Aは第2吐出装置12Aから吐出され、第2絶縁材料32Aは第3吐出装置13Aから吐出される。しかしながら、第1絶縁材料31Aと第2絶縁材料32Aとがそれぞれ別々の吐出装置12A、13Aから吐出される代わりに、第1絶縁材料31Aと第2絶縁材料32Aとが、1つの同じ吐出装置から吐出されてもよい。実施形態1および2によれば、第1絶縁材料31Aに含まれるポリマー前駆体と、第2絶縁材料32Aに含まれるポリマー前駆体と、は互いに同じなので、第1絶縁材料31Aと第2絶縁材料32Aとを切換える際に、タンク101やチューブ110などの流路を洗浄しなくてもよい。このため、吐出装置における流路を洗浄するための工程を増やすことなく、使用される吐出装置の数を減らすことができる。
Claims (10)
- インクジェット法を用いた層形成方法であって、
(a)第1レベルの表面上に位置する第1導電層の側面が第1絶縁材料で覆われるように、前記表面上に第1の濃度を有する液状の前記第1絶縁材料を吐出するステップと、
(b)吐出された前記第1絶縁材料を活性化または乾燥して、前記第1導電層に接する第1絶縁層を形成するステップと、
(c)前記第1導電層上と前記第1絶縁層上とに、前記第1の濃度よりも高い第2の濃度を有する液状の第2絶縁材料を吐出するステップと、
(d)吐出された前記第2絶縁材料を活性化または乾燥して、前記第1導電層と前記第1絶縁層とを覆う第2絶縁層を形成するステップと、
を含んだ層形成方法。 - 請求項1記載の層形成方法であって、
前記第1導電層は銅配線である、
層形成方法。 - 請求項1記載の層形成方法であって、
(e)前記表面上に液状の第1導電性材料を吐出するステップと、
(f)吐出された前記第1導電性材料層を活性化または乾燥して、前記第1導電層を得るステップと、
をさらに含んだ層形成方法。 - 請求項3記載の層形成方法であって、
前記ステップ(e)は、銀を含んだ前記第1導電性材料を吐出するステップを含む、
層形成方法。 - 請求項1から4のいずれか一つ記載の層形成方法であって、
前記ステップ(c)は、前記吐出された第2絶縁材料によって前記第1導電層の一部を露出するコンタクトホールが形取られるように、前記第2絶縁材料を吐出するステップを含み、
前記ステップ(d)は、前記吐出された第2絶縁材料を活性化または乾燥して、前記コンタクトホールを有する前記第2絶縁層を得るステップを含む、
層形成方法。 - 請求項5記載の層形成方法であって、
(g)前記コンタクトホール内に前記第1導電層に接する第2導電層を設けるステップ、
をさらに含んだ層形成方法。 - 請求項6記載の層形成方法であって、
前記ステップ(g)は、前記コンタクトホールに液状の第2導電性材料を吐出するステップと、前記吐出された第2導電性材料を活性化または乾燥して前記第2導電層を得るステップと、を含んでいる、
層形成方法。 - 請求項1から7のいずれか一つ記載の層形成方法で製造された配線基板。
- 請求項1から7のいずれか一つ記載の層形成方法で製造された電気光学装置。
- 請求項1から7のいずれか一つ記載の層形成方法で製造された電子機器。
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