TWI415689B - 成膜方法、液滴排出方法以及液滴排出裝置 - Google Patents

成膜方法、液滴排出方法以及液滴排出裝置 Download PDF

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Description

成膜方法、液滴排出方法以及液滴排出裝置
本發明關於通過排出液滴來選擇性地形成物(例如，膜、佈線、絕緣層、掩膜等)的液滴排出方法。具體來說，本發明關於當製造用於半導體器件、顯示器件等的構成物時使用的成膜裝置、成膜方法、液滴排出裝置和液滴排出方法。
在以噴墨法為代表的液滴排出方法中，從材料供應容器供應的材料通過加壓室(也稱為泵浦室)從噴射口排出(噴出)。在加壓室使用壓電轉換方式(壓電元件等)或熱轉換方式施加壓力來排出材料。
當對加壓室供應材料時，因為空氣的混入等，有時在加壓室內存在氣泡。由於氣泡是氣體，所以比液體容易膨脹或收縮。因此，若在加壓室內存在著氣泡，則施加了的壓力被氣體吸收。結果，不能對液體施加充分的壓力，因而導致排出不良。另外，存在於材料供應容器中的氣泡也會在排出過程中流入到加壓室內而可能引起排出不良。
作為去除這種存在於加壓室內的氣泡的方法，有以下方法，即通過從噴射口排出材料來一起排出材料和存在於噴頭內的材料中的氣泡。也提出了對供應油墨的供應管內面進行親水化處理，以便進一步容易去除氣泡的方法(例如參照專利文獻1)。
[專利文獻1]日本專利申請特開2001－162817號
但是，若採用如上那樣通過排出材料來去除氣泡的方法，白費大量的材料，從而在成本的觀點來看是很大的損失。另外，根據材料的性質，例如在使用包含高發泡性的表面活性劑如氟基表面活性劑等的材料時，即使排出大量的材料，也不容易完全去除氣泡。
本發明提供一種液滴排出方法，該液滴排出方法在液滴排出裝置中去除加壓室內的氣泡以防止排出不良，而不廢棄大量的材料。
本發明提供以下步驟：在排出材料之前使連接著的加壓室、材料供應通路、以及材料供應室內處於減壓狀態，以去除存在於加壓室內的氣泡。加壓室和材料供應室通過材料供應通路彼此連接，從而材料從材料供應室通過材料供應通路填充到加壓室。
因為氣泡的體積Vb與加壓室、材料供應通路、以及材料供應室內的壓力Pt成反比例，從而Vb＝C/Pt。另一方面，因為施加到氣泡的浮力F與氣泡的體積Vb和材料的密度ρ i成比例，從而F＝C×ρ i/Pt。注意，C是常數。當減壓加壓室、材料供應通路、以及材料供應室內時，壓力Pt減少，因而施加到氣泡的浮力F增大。結果，存在於材料內的氣泡受浮力，從加壓室向存在材料液態表面的材料供應室上浮(移動)。
因此，可以從加壓室內去除氣泡。另外，在材料供應室內，氣泡浮出到材料液態表面並破裂或作為泡沫留在材料液態表面，從而可以大幅度降低氣泡流入(進入)到加壓室內的危險性。
密封氣體供排部以外的連接到外部的流道如設置在加壓室的噴射口和材料供應室的材料供應口等，並且使用設置在氣體供排部的泵等減壓機構減壓加壓室、材料供應通路、以及材料供應室。
本發明的方法的技術方案之一包括如下步驟：對材料供應室供應包含成膜材料的液態組合物；將包含成膜材料的組合物從材料供應室通過材料供應通路供應到設置有噴射口的加壓室；密封噴射口並且減壓材料供應室、材料供應通路、以及加壓室內；從減壓狀態加壓材料供應室、材料供應通路、以及加壓室內；打開噴射口；加壓加壓室從噴射口排出包含成膜材料的組合物來形成膜。
本發明的方法的技術方案之一包括如下步驟：對設置有氣體供排部的材料供應室供應包含成膜材料的液態組合物；將包含成膜材料的組合物從材料供應室通過材料供應通路供應到設置有噴射口的加壓室；密封噴射口並且從氣體供排部排氣來減壓材料供應室、材料供應通路、以及加壓室內；從氣體供排部供應氣體，來從減壓狀態加壓材料供應室、材料供應通路、以及加壓室內；打開噴射口；加壓加壓室從噴射口排出包含成膜材料的組合物來形成膜。
本發明的方法的技術方案之一包括如下步驟：對材料供應室供應包含成膜材料的液態組合物；將包含成膜材料的組合物從材料供應室通過材料供應通路供應到設置有噴射口的加壓室；通過密封噴射口並且減壓材料供應室、材料供應通路、以及加壓室內，使存在於加壓室內的氣泡移動到材料供應室內；從減壓狀態加壓材料供應室、材料供應通路、以及加壓室內；打開噴射口；加壓加壓室從噴射口排出包含成膜材料的組合物來形成膜。
本發明的方法的技術方案之一包括如下步驟：對設置有氣體供排部的材料供應室供應包含成膜材料的液態組合物；將包含成膜材料的組合物從材料供應室通過材料供應通路供應到設置有噴射口的加壓室；通過密封噴射口並且從氣體供排部排氣來減壓材料供應室、材料供應通路、以及加壓室內，使存在於加壓室內的氣泡移動到材料供應室內；從氣體供排部供應氣體，來從減壓狀態加壓材料供應室、材料供應通路、以及加壓室內；打開噴射口；以及加壓加壓室而從噴射口排出包含成膜材料的組合物來形成膜。
在上述結構中，也可以減壓材料供應室內，並且在減壓狀態下使加壓室振動，以便使存在於加壓室內的氣泡高效地移動到材料供應室內並去除。通過振動，可以使被加壓室內的凹凸形狀捕捉的氣泡移動，而高效地從加壓室去除氣泡。另外，可以通過設置密封件或膠粘帶等來密封噴射口。
在上述結構中，根據要形成的膜來適當地設定包含成膜材料的組合物即可，在形成導電膜的情況下，使用包含導電材料的組合物即可。另外，在形成絕緣膜的情況下，同樣使用包含絕緣材料的組合物，而在形成半導體膜的情況下，使用包含半導體材料的組合物即可。另外，包含成膜材料的組合物也可以包含具有氟的表面活性劑。
本發明的液滴排出裝置之一包括：噴頭部；設置在噴頭部的氣體供排口；控制連接到氣體供排口的噴頭部內的壓力的壓力控制機構；密封件；安置待處理物的工作臺；以及相對地掃描噴頭部和密封件並且相對地掃描噴頭部和工作臺的掃描單元掃描單元。
本發明的液滴排出裝置之一包括：噴頭部；設置在噴頭部且由第一旋塞閥開和關的氣體供排口及由第二旋塞閥開和關的材料供應口；通過第一旋塞閥控制連接到氣體供排口的噴頭部內的壓力的壓力控制機構；通過第二旋塞閥連接到材料供應口的材料儲藏室；將材料從材料儲藏室供應到噴頭部內的供應裝置；密封件；安置待處理物的工作臺；以及相對地掃描噴頭部和密封件並且相對地掃描噴頭部和工作臺的掃描單元掃描單元。
在上述結構中，也可以具有減壓材料儲藏室內的減壓機構。也可以具有洗滌液排出機構，該洗滌液排出機構排出用於洗滌密封件的洗滌液。另外，也可以具有廢液儲藏室，該廢液儲藏室用於廢棄洗滌密封件而產生的廢液。
本發明還可應用於具有顯示功能的器件即顯示器件。使用本發明的顯示器件包括發光顯示器件和液晶顯示器件等，所述發光顯示器件包含互相連接的發光元件和TFT，並且在發光元件中，包含呈現被稱作場致發光(以下也稱作“EL”)的發光的有機物、無機物、或者有機物和無機物的混合物的層***電極之間，所述液晶顯示器件將具有液晶材料的液晶元件用作顯示元件。在本發明中，顯示器件是指具有顯示元件(液晶元件或發光元件等)的器件。另外，顯示器件也可以是顯示面板本身，其在基板上形成有包括顯示元件如液晶元件或EL元件等的多個圖元和驅動該圖元的週邊驅動電路。而且，也可以包括安裝有撓性印刷電路(FPC)或印刷線路板(PWB)的(如IC、電阻元件、電容元件、電感器或電晶體等)。而且，也可以包括光學片如偏振片或相位差板等。而且，也可以包括背光燈(其可以包括導光板、棱鏡片、漫射片、反射片和光源(如LED或冷陰極管等))。
注意，顯示元件或顯示器件可以採用各種模式並且可以具有各種元件。例如，可以適用通過電磁作用改變對比度的顯示介質，如EL元件(有機EL元件、無機EL元件或含有機物及無機物的EL元件)、電子發射元件、液晶元件、電子油墨、光柵光閥(GLV)、等離子體顯示器(PDP)、數位微反射鏡器件(DMD)、壓電陶瓷顯示器和碳納米管等。另外，使用EL元件的顯示器件包括EL顯示器，使用電子發射元件的顯示器件包括場致發射顯示器(FED)、SED方式平面顯示器(SED；表面傳導電子發射顯示器)等，使用液晶元件的顯示器件包括液晶顯示器、透過型液晶顯示器、半透過型液晶顯示器和反射型液晶顯示器，以及使用電子油墨的顯示器件包括電子紙。
另外，可以使用本發明來製造具有包括半導體元件(電晶體、記憶體元件、二極體等)的電路的裝置或具有處理器電路的晶片等半導體器件。注意，在本發明中，半導體器件是指通過利用半導體特性而能夠工作的裝置。
通過使用本發明，在使用液滴排出裝置的液滴排出方法中可以去除加壓室內的氣泡以防止排出不良，而不廢棄大量的材料。
因此，使用本發明的液滴排出方法來製造的導電層等佈線、絕緣層，可以防止由於排出不良導致的斷線等形狀不良。可以使用根據本發明形成的佈線或絕緣層來以低成本且成品率好地製造高可靠性的半導體器件和顯示器件。
將參照附圖詳細說明本發明的實施方式。但是，本發明不局限於以下說明，所屬技術領域的普通人員可以很容易地理解一個事實就是其方式及詳細內容在不脫離本發明的宗旨及其範圍下可以被變換為各種各樣的形式。因此，本發明不應該被解釋為限定在以下所示的實施方式所記載的內容中。注意，在以下說明的本發明的結構中，在不同附圖間共用相同的附圖標記來表示相同部分或具有相同的功能的部分，而省略其重複說明。
實施方式1
在本實施方式中，使用圖1A至1D及圖2A和2B說明一種液滴排出方法，該液滴排出方法去除加壓室內的氣泡以防止排出不良，而不廢棄大量的材料。
可以使用本發明的液滴排出方法來將為了製造顯示器件等所需的構成物如形成佈線層或電極的導電層、用於形成為預定圖形的掩膜層等選擇性地形成為所要求的形狀。在本發明中，構成物(也稱為圖形)指的是構成薄膜電晶體或顯示器件的導電層如佈線層、柵電極層、源電極層、以及漏電極層等；半導體層；掩膜層；絕緣層等，其包括形成為具有預定形狀的所有構成要件。液滴排出方法(根據其方式，也被稱為噴墨法)是能夠以所要求的圖形選擇性地形成形成物的方法，並且選擇性地排出(噴出)為特定目的而調製的組合物的液滴，來將導電層或絕緣層等形成為預定的圖形。在構成物的待形成區排出包含構成物形成材料的液滴，並且進行焙燒、乾燥等來使它固定，以形成具有所要求的圖形的構成物。
圖2A和2B示出本實施方式的液滴排出裝置的框圖。圖2B是使圖2A進一步具體化了的實例。
如圖2A所示，液滴排出裝置100具有加壓室101、包括材料供應通路103和材料供應室104的材料供應部102、材料儲藏室107、針對加壓室101的排出控制機構105、以及控制由點劃線包圍的加壓室101及材料供應部102內的壓力的壓力控制機構106。加壓室101設置有噴射口150，該噴射口150可以由密封件151密封。另外，加壓室101及噴射口150也可以總稱為噴嘴。
在圖2B中，材料供應室104設置有氣體供排部108中的氣體供排口109，通過使用連接到氣體供排口109的壓力控制機構106供應或排出氣體，來控制加壓室101、材料供應部102(材料供應通路103及材料供應室104)的壓力。例如，當使用泵等作為壓力控制機構106來排氣時，可以使加壓室101、材料供應部102(材料供應通路103及材料供應室104)內處於減壓狀態，而當供應氣體時，可以使加壓室101、材料供應部102(材料供應通路103及材料供應室104)內處於加壓狀態。
使用圖1A至1D說明使用本發明的本實施方式中的液滴排出方法。圖1A示出包括加壓室201、材料供應通路203、材料供應室204、材料供應口206、氣體供排口205、以及噴射口207的液滴排出裝置，其中填充有包含成膜材料的組合物(包含要形成的膜的材料的組合物)212。包含成膜材料的組合物從材料供應口206供應到材料供應室204，並且從材料供應室204通過材料供應通路203供應到加壓室201而填充。材料供應室204在包含成膜材料的組合物212的上方具有空間211。在本實施方式中，空間211是大氣。
因為在對材料供應室及加壓室供應材料時混入空氣等，如圖1A所示，有時在材料供應室204、材料供應通路203、以及加壓室201記憶體在氣泡213a至213e。由於氣泡213a至213e是氣體，所以比液體容易膨脹或收縮。因此，若在加壓室內存在著氣泡(在圖1A中的氣泡213a和213d等)，則施加的壓力被氣體吸收。結果，不能對液體施加充分的壓力，因而導致排出不良。另外，存在於材料供應通路及材料供應室的氣泡(在圖1A中的氣泡213b、213c和213e等)也會在排出過程中流入到加壓室內而可能引起排出不良。
本發明提供以下步驟：在排出作為材料的包含成膜材料的組合物212之前使連接著的加壓室201、材料供應通路203、以及材料供應室204內處於減壓狀態，以去除存在於加壓室201內的氣泡。
密封氣體供排部以外的連接到外部的流道如設置在加壓室的噴射口和設置在材料供應室的材料供應口等，並且使用設置在氣體供排部的泵等壓力控制機構減壓加壓室、材料供應通路、以及材料供應室。具體而言，如圖1B所示，使用密封板220密封噴射口，並且也使用旋塞閥221密封材料供應口206。
從被密封板220和旋塞閥221密封而成為密閉空間的加壓室201、材料供應通路203、以及材料供應室204通過作為氣體供排部的氣體供排口205如箭頭222那樣排出氣體。借助於通過氣體供排口排氣，加壓室201、材料供應通路203、以及材料供應室204被減壓。之後，也在氣體供排口205設置旋塞閥228來密封，以使加壓室201、材料供應通路203、以及材料供應室204處於減壓狀態223(參照圖1C)。
因為氣泡的體積Vb與加壓室201、材料供應通路203、以及材料供應室204內的壓力Pt成反比例，從而Vb＝C/Pt。另一方面，因為施加到氣泡的浮力F與氣泡的體積Vb和材料的密度ρ i成比例，從而F＝C×ρ i/Pt。注意，C是常數。當減壓加壓室201、材料供應通路203、以及材料供應室204內時，壓力Pt減少，因而施加到氣泡的浮力F增大。結果，存在於材料內的氣泡213a至213e如箭頭所示那樣受浮力，從加壓室201向存在材料液態表面的材料供應室204上浮(移動)。
結果，如圖1D所示，作為氣泡226a至226e浮出到作為材料的包含成膜材料的組合物225的介面。因此，可以從加壓室201內去除氣泡。另外，在材料供應室204內，氣泡浮出到材料液態表面並破裂或作為泡沫留在材料液態表面，從而可大幅度降低氣泡流入(進入)到加壓室201內的危險性。
另外，在使加壓室201、材料供應通路203、以及材料供應室204內處於減壓狀態並且將氣泡從包含成膜材料的組合物內放出到介面之後，打開氣體供排口的旋塞閥228，使用壓力控制機構供應氣體，使加壓室201、材料供應通路203、以及材料供應室204內處於常壓或加壓狀態，然後去除密封板220。之後，可以通過對加壓室201施加電壓來從噴射口207排出包含成膜材料的組合物225。
也可以減壓加壓室、材料供應通路、以及材料供應室內，並且在減壓狀態下使加壓室振動，以便將存在於加壓室內的氣泡高效地移動到材料供應室內並去除。通過振動，可以使被加壓室內的凹凸形狀捕捉的氣泡移動，而高效地從加壓室去除氣泡。另外，作為密封板(密封件)可以使用任何材料和形狀的，而只要密封開口即可，優選是具有撓性的材料，可以使用凝膠狀或橡膠狀的樹脂等。另外，也可以通過設置膠粘帶等來粘附性好地密封開口。注意，作為用於密封板(密封件)的材料，優選使用與排出的包含成膜材料的組合物沒有反應性的材料。
作為可用於密封件的樹脂，例如，可以使用丙烯酸樹脂、三聚氰胺樹脂、聚氨酯樹脂、雙酚A型液體樹脂、雙酚A型固體樹脂、含溴環氧樹脂、雙酚F型樹脂、雙酚AD型樹脂、苯酚型樹脂、甲酚型樹脂、線型酚醛清漆型樹脂、環狀脂肪族環氧樹脂、Epi－Bis(表氯醇－雙酚)型環氧樹脂、縮水甘油酯樹脂、縮水甘油胺系樹脂、雜環環氧樹脂或改性環氧樹脂等環氧樹脂、矽氧烷樹脂。
另外，通過使用閥門或旋塞閥等阻斷連接著的通路(配管)，來密封設置在材料供應室和材料儲藏室之間的材料供應口、以及氣體供排部中的氣體供排口即可。
作為壓力控制機構使用泵等如旋轉泵或擴散泵等來排出氣體即可。另外，為控制壓力，也可以在由壓力計(真空計)控制的同時使用泵等將加壓室、材料供應通路、以及材料供應室內排氣。
根據要形成的膜來適當地設定包含成膜材料的組合物，在形成導電膜的情況下，使用包含導電材料的組合物即可。另外，在形成絕緣膜的情況下，同樣使用包含絕緣材料的組合物，而在形成半導體膜的情況下，使用包含半導體材料的組合物即可。另外，包含成膜材料的組合物也可以包含具有氟的表面活性劑。
液滴排出裝置是具有排出液滴的裝置的裝置的總稱，如裝有一個或多個具有組合物的噴射口的噴嘴的噴頭等。液滴排出裝置所具有的噴嘴的直徑設定為0.02至100μm(優選為30μm以下)，並且從該噴嘴排出的組合物的排出量設定為0.001至100pl(優選為0.1pl以上至40pl以下，更優選為10pl以下)。排出量與噴嘴的噴射口的面積大小成比例地增加。另外，在待處理物和噴嘴的噴射口之間的距離優選盡可能靠近，以便在所希望的位置處滴落，該距離優選設定為0.1至3mm(更優選為1mm以下)左右。
在形成導電膜作為膜的情況下，作為從噴射口排出的組合物，使用將導電材料溶解或分散在溶劑中的組合物。導電材料相當於Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、W、Al等中的一種或多種金屬的微粒子或分散性納米粒子。另外，在上述導電材料中也可以混合Cd、Zn的金屬硫化物；Fe、Ti、Ge、Si、Zr、Ba等的氧化物；以及鹵化銀中的一種或多種的微粒子或分散性納米粒子。另外，作為導電材料，也可以使用用於透明導電膜的銦錫氧化物(ITO)、包含氧化矽的銦錫氧化物(ITSO)、有機銦、有機錫、氧化鋅或氮化鈦等。作為導電材料，可以使用一種元素或混合多種元素的粒子。另外，作為從噴射口排出的組合物，考慮到電阻率值，優選使用將金、銀和銅中的任一種材料溶解或分散在溶劑中的組合物，更優選地，使用具有低電阻的銀或銅。然而，當使用銀或銅時，優選相應提供阻擋膜而作為針對雜質的措施。作為阻擋膜，可以使用氮化矽膜或鎳硼(NiB)膜。
被排出的組合物是將導電材料(絕緣材料)溶解或分散在溶劑中的組合物，但另外還可包含分散劑或被稱為粘合劑的熱固性樹脂。尤其，粘合劑具有防止當焙燒時產生裂縫或不均勻焙燒的功能。因此，在被形成的導電層中有時包含有機材料。所包含的有機材料取決於加熱溫度、氣氛和加熱時間。該有機材料是用作金屬粒子的粘合劑、溶劑、分散劑、以及塗布劑的有機樹脂等，可以典型地舉出聚酰亞胺、丙烯酸類、線型酚醛清漆樹脂、三聚氰胺樹脂、酚樹脂、環氧樹脂、矽氧烷樹脂、呋喃樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂等有機樹脂。
另外，還可以使用在導電材料的周圍塗有其他導電材料來構成多個層的粒子。例如，可以使用在銅的周圍塗有鎳硼(NiB)並且在其周圍塗有銀的三層結構的粒子等。作為溶劑，使用乙酸丁酯或乙酸乙酯等酯類；異丙醇或乙醇等醇類；甲基乙基酮或丙酮等有機溶劑等；或水。組合物的粘度優選是20mPa．s以下。這是為了防止組合物當排出時發生乾燥、以及能夠使組合物平滑地從排出口排出。另外，組合物的表面張力優選是40mN/m以下。然而，優選根據所使用的溶劑和用途來適當地調節組合物的粘度等。作為一例，優選將ITO、有機銦或有機錫溶解或分散在溶劑中的組合物的粘度設定為5至20mPa．s；將銀溶解或分散在溶劑中的組合物的粘度設定為5至20mPa．s；以及將金溶解或分散在溶劑中的組合物的粘度設定為5至20mPa．s。
在形成可用於掩膜層等的絕緣層作為膜的情況下，通過液滴排出方法使用環氧樹脂、酚樹脂、線型酚醛清漆樹脂、丙烯酸樹脂、三聚氰胺樹脂、聚氨酯樹脂、苯並環丁烯、聚對二甲苯、氟化亞芳基醚、聚酰亞胺等有機材料；或具有矽氧烷鍵的樹脂來形成。在使用任何材料的情況下，也通過調節溶劑的濃度或添加表面活性劑等來適當地調節其表面張力和粘度。
雖然依賴於各個噴嘴的直徑或所要求的圖形的形狀等，但是導體的粒徑優選是盡可能小的，以便防止阻塞噴嘴且製造高精細的圖形。粒徑優選為0.1μm以下。組合物是通過電解法、霧化法或濕式還原法等各種方法來形成的，並且其粒子大小一般約為0.01至10μm。然而，當使用氣體蒸發法形成時，由分散劑保護的納米粒子微細約為7nm。此外，當使用塗布劑被覆各粒子的表面時，所述納米粒子在溶劑中不凝聚且在室溫下穩定地分散在溶劑中，並且顯示出與液體大致相同的性質。因此，優選使用塗布劑。
另外，排出組合物的步驟也可以在減壓下進行。也可以當排出時預先加熱基板。在排出組合物之後，進行乾燥和焙燒中的一方或雙方步驟。乾燥和焙燒的步驟都是加熱處理的步驟，然而其目的、溫度和時間不同，例如，乾燥在100℃的溫度下進行3分鐘，而焙燒在200至550℃的溫度下進行15至60分鐘。乾燥步驟和焙燒步驟是在常壓下或在減壓下利用鐳射照射、快速熱退火或加熱爐等來進行。注意，對進行該加熱處理的時機和加熱處理的次數沒有特別限制。為了良好地進行乾燥和焙燒的步驟，此時的溫度雖然依賴於基板的材質及組合物的性質，但是一般設定為室溫至800℃(優選為100至550℃)。借助於本步驟，在組合物中溶劑的揮發或以化學方法去除分散劑的同時，通過使周圍的樹脂固化收縮，使納米粒子彼此接觸，以加速熔合和熔接。
可以使用連續波或脈衝波的氣體雷射器或固體雷射器來照射鐳射。作為前者的氣體雷射器，可以舉出準分子雷射器或YAG雷射器等，而作為後者的固體雷射器，可以舉出使用YAG、YVO4 或GdVO4 等的結晶的雷射器等，所述YAG、YVO4 或GdVO4 中摻雜有Cr、Nd等。注意，考慮到鐳射的吸收率，優選使用連續波雷射器。另外，也可以使用組合了脈衝波和連續波的鐳射照射方法。但是，根據基板的耐熱性，通過照射鐳射來進行的加熱處理優選在幾微秒到幾十秒之間快速地進行，以便不破壞所述基板。快速熱退火(RTA)是這樣進行的：在惰性氣體的氣氛下使用照射紫外光至紅外光的紅外燈或鹵素燈等，快速地提高溫度，並且快速加熱幾微秒到幾分鐘。因為該處理是快速進行的，所以實際上可以僅加熱最表面的薄膜，從而不影響到下層的膜。換句話說，也不影響到塑膠基板等具有低耐熱性的基板。
此外，在通過液滴排出方法排出組合物形成導電層等之後，可以通過加壓表面來使其平坦以提高其平坦性。作為加壓的方法，可以通過將輥狀物掃描過表面來平坦化且減少凹凸，或使用平坦的板狀物來對表面垂直加壓。當加壓時，也可以進行加熱步驟。另外，還可以通過使用溶劑等使表面軟化或溶解，並且使用氣刀去除表面的凹凸部。此外，還可以通過CMP法來抛光。該步驟可以應用於當通過液滴排出方法產生凹凸時使其表面平坦化的情況。
在使用液滴排出方法形成導電層(或絕緣層)的情況下，通過以下步驟來形成：排出包含加工成粒子狀的導電材料(或絕緣材料)的組合物，通過焙燒熔合或熔接以使它固化。像這樣通過排出包含導電材料(或絕緣材料)的組合物並且進行焙燒而形成的導電層(或絕緣層)多呈現具有多個晶粒邊界的多晶狀態，而通過濺射法等形成的導電層(或絕緣層)多呈現柱狀結構。
雖然在本實施方式中示出了使用本發明來形成導電層的實例，然而通過將絕緣材料或半導體材料用作包含在被排出的液態組合物中的形成材料，可以使用本發明來製造絕緣層或半導體層等。
借助于使用本發明的本實施方式，在使用液滴排出裝置的液滴排出方法中可以去除加壓室內的氣泡以防止排出不良，而不廢棄大量的材料。
因此，通過使用本發明的本實施方式的液滴排出方法來製造的導電層等佈線、絕緣層，可以防止由於排出不良導致的斷線等形狀不良。通過使用根據本發明的本實施方式來形成的佈線或絕緣層，可以以低成本且成品率好地製造高可靠性的半導體器件和顯示器件。
實施方式2
在本實施方式中，使用圖3A和3B說明一種液滴排出方法，該液滴排出方法去除加壓室內的氣泡以防止排出不良，而不廢棄大量的材料。具體而言，本實施方式是在材料供應室的材料供應狀態與實施方式1不同的實例。因此，與實施方式1相同的部分或具有相同的功能的部分與實施方式1同樣，而省略其重複說明。
圖3A和3B示出本實施方式的液滴排出裝置的框圖。圖3B是使圖3A進一步具體化了的實例。
如圖3A所示，液滴排出裝置110具有加壓室111、包括材料供應通路113和材料供應室114的材料供應部112、材料儲藏室117、針對加壓室111的排出控制機構115、以及控制由點劃線包圍的加壓室111、材料供應部112、以及材料儲藏室117內的壓力的壓力控制機構116。加壓室111設置有噴射口160，該噴射口160可以由密封件161密封。
在圖3B中，材料儲藏室117設置有氣體供排口119作為氣體供排部118的一部分，通過使用連接到氣體供排口119的壓力控制機構116供應或排出氣體，來控制加壓室111、材料供應部112(材料供應通路113及材料供應室114)、以及材料儲藏室117內的壓力。例如，當使用泵等作為壓力控制機構116來排氣時，可以使加壓室111、材料供應部112(材料供應通路113及材料供應室114)、以及材料儲藏室117內處於減壓狀態，而當供應氣體時，可以使加壓室111、材料供應部112(材料供應通路113及材料供應室114)、以及材料儲藏室117內處於加壓狀態。
本實施方式示出以下例子：材料供應室114完全填充有作為材料的包含成膜材料的組合物，並且包含成膜材料的組合物的液態表面在材料儲藏室117。包含成膜材料的組合物從材料儲藏室117供應到材料供應室114，並且從材料供應室114通過材料供應通路113供應到加壓室111而填充。在本實施方式中，由於通過排氣使填充有材料的加壓室、材料供應通路、以及材料供應室處於減壓狀態，所以待成為減壓狀態的密閉空間需要具有氣體(在本實施方式中是空氣)的空間。據此，在本實施方式中，通過排出在材料儲藏室117內的氣體，來減壓連續連接的加壓室111、材料供應通路113、材料供應室114。
因此，壓力控制機構116控制加壓室111、材料供應通路113、材料供應室114、以及材料儲藏室117內的壓力。
因為當對材料供應室及加壓室供應材料時混入空氣等，有時在材料供應室114、材料供應通路113、以及加壓室111記憶體在氣泡。由於氣泡是氣體，所以比液體容易膨脹或收縮。因此，若在加壓室內存在著氣泡，則施加的壓力被氣體吸收。結果，不能對液體施加充分的壓力，因而導致排出不良。另外，存在於材料供應通路及材料供應室的氣泡也會在排出過程中流入到加壓室內而可能引起排出不良。
本實施方式提供以下步驟：在排出作為材料的包含成膜材料的組合物之前使連接著的加壓室111、材料供應通路113、材料供應室114、以及材料儲藏室117內處於減壓狀態，以去除存在於加壓室111內的氣泡。
密封除在氣體供排部118的氣體供排口119以外的連接到外部的流道如設置在加壓室111的噴射口160和設置在材料供應室114的材料供應口等，並且使用設置在氣體供排部118的泵等壓力控制機構減壓加壓室、材料供應通路、以及材料供應室。
從被密封件密封而成為密閉空間的加壓室111、材料供應通路113、材料供應室114、以及材料儲藏室117由氣體供排部118排出氣體。通過由氣體供排部排氣，加壓室111、材料供應通路113、材料供應室114、以及材料儲藏室117內被減壓。之後，也在氣體供排部設置旋塞閥等來密封，以使加壓室111、材料供應通路113、材料供應室114、以及材料儲藏室117處於減壓狀態。
因為氣泡的體積Vb與加壓室111、材料供應通路113、材料供應室114、以及材料儲藏室117內的壓力Pt成反比例，從而Vb＝C/Pt。另一方面，因為施加到氣泡的浮力F與氣泡的體積Vb和材料的密度ρ i成比例，從而F＝C×ρ i/Pt。注意，C是常數。當減壓加壓室111、材料供應通路113、材料供應室114、以及材料儲藏室117內時，壓力Pt減少，因而施加到氣泡的浮力F增大。結果，存在於材料內的氣泡受浮力，從加壓室111向存在材料液態表面的材料儲藏室117上浮(移動)。
因此，可以從加壓室111內去除氣泡。另外，在材料儲藏室117內，氣泡浮出到材料液態表面並破裂或作為泡沫留在材料液態表面，從而可大幅度降低氣泡流入(進入)到加壓室111內的危險性。
另外，在使加壓室111、材料供應通路113、材料供應室114、以及材料儲藏室117內處於減壓狀態，並且將氣泡從包含成膜材料的組合物內放出到組合物的介面之後，打開氣體供排口的旋塞閥且使用壓力控制機構116供應氣體，使加壓室111、材料供應通路113、材料供應室114、以及材料儲藏室117內處於常壓或加壓狀態。在去除密封件161之後，可以通過對加壓室111施加電壓來從噴射口排出包含成膜材料的組合物。
也可以減壓加壓室、材料供應通路、材料供應室、以及材料儲藏室內，並且在減壓狀態下使加壓室振動，以便將存在於加壓室內的氣泡高效地移動到材料供應室內並去除。通過振動，可以使被加壓室內的凹凸形狀捕捉的氣泡移動，而高效地從加壓室去除氣泡。另外，作為密封件可以使用任何材料和形狀的，而只要密封開口即可，優選是具有撓性的材料，可以使用凝膠狀或橡膠狀的樹脂等。另外，也可以通過設置膠粘帶等來粘附性好地密封開口。注意，作為用於密封件的材料，優選使用與排出的包含成膜材料的組合物沒有反應性的材料。
另外，通過使用閥門或旋塞閥等阻斷連接著的通路(配管)，來密封設置在材料供應室和材料儲藏室之間的材料供應口、以及氣體供排部中的氣體供排口即可。
借助于使用本發明的本實施方式，在使用液滴排出裝置的液滴排出方法中可以去除加壓室內的氣泡以防止排出不良，而不廢棄大量的材料。
因此，通過使用本發明的本實施方式的液滴排出方法來製造的導電層等佈線、絕緣層，可以防止由於排出不良導致的斷線等形狀不良。通過使用根據本發明的本實施方式來形成的佈線或絕緣層，可以以低成本且成品率好地製造高可靠性的半導體器件和顯示器件。
實施方式3
在本實施方式中，使用圖4A和4B說明一種液滴排出方法，該液滴排出方法去除加壓室內的氣泡以防止排出不良，而不廢棄大量的材料。具體而言，本實施方式是在實施方式1的液滴排出裝置中設置振動機構的實例。因此，與實施方式1相同的部分或具有相同的功能的部分與實施方式1同樣，而省略其重複說明。
圖4A和4B示出本實施方式的液滴排出裝置的框圖。
如圖4A所示，液滴排出裝置100具有加壓室101、包括材料供應通路103和材料供應室104的材料供應部102、材料儲藏室107、針對加壓室101的排出控制機構105、控制由點劃線包圍的加壓室101及材料供應部102內的壓力的壓力控制機構106、以及針對加壓室101的振動機構109。加壓室101設置有排出口150，該噴射口150可以由密封件151密封。
本實施方式提供以下步驟：在排出作為材料的包含成膜材料的組合物之前使連接著的加壓室101、材料供應通路103、以及材料供應室104內處於減壓狀態，以去除存在於加壓室101內的氣泡。
密封除在氣體供排部的氣體供排口以外的連接到外部的流道如設置在加壓室101的噴射口150和設置在材料供應室104的材料供應口等，並且使用設置在氣體供排部的泵等壓力控制機構減壓加壓室、材料供應通路、以及材料供應室。
從被密封件密封而成為密閉空間的加壓室101、材料供應通路103、材料供應室104由氣體供排部排出氣體。通過由氣體供排部排氣，加壓室101、材料供應通路103、材料供應室104內被減壓。之後，密封設置於氣體供排部的氣體供排口的旋塞閥，以使加壓室101、材料供應通路103、以及材料供應室104處於減壓狀態。
因為氣泡的體積Vb與加壓室101、材料供應通路103、以及材料供應室104內的壓力Pt成反比例，從而Vb＝C/Pt。另一方面，因為施加到氣泡的浮力F與氣泡的體積Vb和材料的密度ρ i成比例，從而F＝C×ρ i/Pt。注意，C是常數。當減壓加壓室101、材料供應通路103、以及材料供應室104內時，壓力Pt減少，因而施加到氣泡的浮力F增大。結果，存在於材料內的氣泡受浮力，從加壓室101向存在材料液態表面的材料供應室104上浮(移動)。
因此，可以從加壓室101內去除氣泡。另外，在材料供應室104內，氣泡浮出到材料液態表面並破裂或作為泡沫留在材料液態表面，從而可大幅度降低氣泡流入(進入)到加壓室101內的危險性。
在本實施方式中，在減壓狀態下使用振動機構109使加壓室101振動，以便進一步高效地去除氣泡。圖4A示出使用振動機構109使加壓室101振動的實例，而圖4B示出設置除了使加壓室101振動以外還使材料供應部102(材料供應室104及材料供應通路103)聯動振動的振動機構109的實例。像這樣，振動機構既可以僅設置在加壓室，又可以也設置在材料供應部等。通過振動，可以使被加壓室內的凹凸形狀捕捉的氣泡移動，而高效地從加壓室去除氣泡。
將支撐設置有加壓室的噴頭部的支撐台形成為在上下左右方向能夠旋轉的活動式而作為振動機構即可，並且可以僅在上下方向活動或僅在左右方向活動。
另外，在使加壓室101、材料供應通路103、以及材料供應室104內處於減壓狀態，並且將氣泡從包含成膜材料的組合物內放出到介面之後，打開氣體供排口的旋塞閥且使用壓力控制機構106供應氣體，而使加壓室101、材料供應通路103、以及材料供應室104內處於常壓或加壓狀態。然後，在去除密封件151之後，可以通過對加壓室101施加電壓來從噴射口排出包含成膜材料的組合物。
另外，作為密封件可以使用任何材料和形狀的，而只要密封開口即可，優選是具有撓性的材料，可以使用凝膠狀或橡膠狀的樹脂等。另外，也可以通過設置膠粘帶等來粘附性好地密封開口。注意，作為用於密封件的材料，優選使用與排出的包含成膜材料的組合物沒有反應性的材料。
另外，通過使用閥門或旋塞閥等阻斷連接著的通路(配管)，來密封設置在材料供應室和材料儲藏室之間的材料供應口、以及氣體供排部中的氣體供排口即可。
借助于使用本發明的本實施方式，在使用液滴排出裝置的液滴排出方法中可以去除加壓室內的氣泡以防止排出不良，而不廢棄大量的材料。
因此，通過使用本發明的本實施方式的液滴排出方法來製造的導電層等佈線、絕緣層，可以防止由於排出不良導致的斷線等形狀不良。通過使用根據本發明的本實施方式來形成的佈線或絕緣層，可以以低成本且成品率好地製造高可靠性的半導體器件和顯示器件。
實施方式4
在本實施方式中，使用圖5說明一種液滴排出方法，該液滴排出方法去除加壓室內的氣泡以防止排出不良，而不廢棄大量的材料。具體而言，詳細內容說明於實施方式1中所示的液滴排出裝置。因此，與實施方式1相同的部分或具有相同的功能的部分與實施方式1同樣，而省略其重複說明。
圖5示出在本實施方式中的液滴排出裝置的框圖。如圖5所示，液滴排出裝置120具有加壓室121、包括材料供應通路123和材料供應室124的材料供應部122、材料儲藏室127、針對加壓室121的排出控制機構125、控制由點劃線包圍的加壓室121及材料供應部122內的壓力的壓力控制機構126、減少在材料儲藏室127內的壓力的減壓機構130、開和關材料供應口132的旋塞閥135、以及針對加壓室121的振動機構129。
材料供應室124設置有氣體供排部128中的氣體供排口136及材料供應口132。在本實施方式中，材料供應室124具有空間且從材料儲藏室127供應作為材料的包含成膜材料的組合物。據此，通過由氣體供排部128向材料供應室124內供應氣體或從材料供應室124內排出氣體，來控制加壓室121、材料供應部122(材料供應通路123及材料供應室124)的壓力。例如，當使用在氣體供排部128的泵等壓力控制機構126來排氣時，可以使加壓室121、材料供應部122(材料供應通路123及材料供應室124)內處於減壓狀態，而當供應氣體時，可以使加壓室121、材料供應部122(材料供應通路123及材料供應室124)內處於加壓狀態。另外，還具有液面控制機構131，該液面控制機構131控制供應給噴射口133的材料和空氣的液介面。也可以如本實施方式那樣將液面控制機構131作為連接到材料供應室的連介面(也稱為液面調節口)，而共通使用氣體供排部128的氣體供排口136。
本實施方式提供以下步驟：在排出作為材料的包含成膜材料的組合物之前使連接著的加壓室121、材料供應通路123、以及材料供應室124內處於減壓狀態，以去除存在於加壓室121內的氣泡。
密封氣體供排部128的氣體供排口136以外的連接到外部的流道如設置在加壓室121的噴射口133和設置在材料供應室的材料供應口132等，並且使用設置在氣體供排部128的泵等壓力控制機構126減壓加壓室、材料供應通路、以及材料供應室。
從被密封件134密封而成為密閉空間的加壓室121、材料供應通路123、材料供應室124由氣體供排部128排出氣體。通過由氣體供排部128排氣，加壓室121、材料供應通路123、材料供應室124內被減壓。之後，使用旋塞閥密封在氣體供排部的氣體供排口136，以使加壓室121、材料供應通路123、以及材料供應室124處於減壓狀態。
因為氣泡的體積Vb與加壓室121、材料供應通路123、以及材料供應室124內的壓力Pt成反比例，從而Vb＝C/Pt。另一方面，因為施加到氣泡的浮力F與氣泡的體積Vb和材料的密度ρ i成比例，從而F＝C×ρ i/Pt。注意，C是常數。當減壓加壓室121、材料供應通路123、以及材料供應室124內時，壓力Pt減少，因而施加到氣泡的浮力F增大。結果，存在於材料內的氣泡受浮力，從加壓室121向存在材料液態表面的材料供應室124上浮(移動)。
因此，可以從加壓室121內去除氣泡。另外，在材料供應室124內，氣泡浮出到材料液態表面並破裂或作為泡沫留在材料液態表面，從而可大幅度降低氣泡流入(進入)到加壓室121內的危險性。
在本實施方式中，在減壓狀態下使用振動機構129使加壓室121振動，以便進一步高效地去除氣泡。振動機構既可以僅設置在加壓室，又可以設置在材料供應部等。通過振動，可以使被加壓室內的凹凸形狀捕捉的氣泡移動，而將氣泡高效地從加壓室去除。
將支撐設置有加壓室的噴頭部的支撐台形成為在上下左右方向能夠旋轉的活動式而作為振動機構即可，以便能夠使加壓室傾斜來使存在於加壓室及材料供應通路內的氣泡移動到材料供應室，並且可以僅在上下方向活動或僅在左右方向活動。
另外，在使加壓室121、材料供應通路123、以及材料供應室124內處於減壓狀態，並且將氣泡從包含成膜材料的組合物內放出到介面之後，打開設置在氣體供排口136的旋塞閥且使用壓力控制機構126供應氣體，而使加壓室121、材料供應通路123、以及材料供應室124內處於常壓或加壓狀態，然後去除密封件134。之後，可以通過對加壓室121施加電壓來從噴射口133排出包含成膜材料的組合物。
在使用壓電元件的排出方法中，材料的排出量依賴於施加給設置在加壓室的壓電元件的電壓波形。因此，可以通過選擇所施加的電壓波形，而適當地調節排出量。圖7示出可用于本發明的電壓波形的實例。
圖7A至7C都示出了為了一次排出所需的外加電壓波形。圖7A是連續的兩個梯形波，被稱為雙脈衝。圖7A的電壓波形是外加電壓Vp為60V、時間t1為25μs、t2為3μs、t3為10μs的實例。圖7B是一個梯形波。圖7B的電壓波形是外加電壓Vp為60V、時間tr為3μs、tp為8μs、tf為3μs的實例。在圖7C中，當降低外加電壓時通過二步降低。圖7C的電壓波形是外加電壓Vp為60V、Vd為50V、時間tr為3μs、tp為15μs、tf為30μs的實例。另外，排出量也受液滴排出裝置的噴頭形狀的影響，所以可以通過選擇噴頭形狀和外加電壓波形來控制排出量。
另外，在對材料供應室124供應材料之前，也可以在材料儲藏室127去除作為材料的包含成膜材料的組合物中的氣泡(也稱為脫氣)。通過密封作為控制供應或排出氣體的旋塞閥的旋塞閥135來使材料儲藏室127和材料供應室124隔絕，並且使材料儲藏室127成為密閉空間，由減壓機構130使材料儲藏室127處於減壓狀態。通過使材料儲藏室127內材料內的氣泡處於減壓狀態，氣泡浮出到材料液態表面，從而可以減少或去除在材料內的氣泡。像這樣，通過在對材料供應室124供應材料之前，也在材料儲藏室127去除材料內的氣泡，可以進一步減少材料內的氣泡。材料儲藏室127的減壓控制如下進行即可：通過在材料儲藏室127設置氣體排出口並且通過該氣體排出口使用泵等排出氣體，來減少材料儲藏室127內的壓力。在去除氣泡後，開放材料儲藏室127，使它回到常壓狀態即可。
使用溶劑來調節包含成膜材料的組合物的粘度等。在此情況下，可以對加壓室供應溶劑和包含成膜材料的液態組合物的混合物；或者先對加壓室供應溶劑並脫氣，再供應包含成膜材料的組合物，然後混合，再脫氣也可以。換句話說，先將溶劑從材料供應室填充到材料供應通路和加壓室，並且密封噴射口來使它們處於減壓狀態。包含在溶劑中的氣泡浮出到材料供應室的液態表面，從加壓室被去除。之後，與溶劑同樣地供應包含成膜材料的組合物，並且與先期供應的溶劑混合。再次密封噴射口，以使加壓室、材料供應通路、以及材料供應室處於減壓狀態。在作為所排出的材料的混合有成膜材料及溶劑的組合物中包含的氣泡浮出到材料供應室的液態表面，從加壓室被去除。像這樣，也可以多次進行去除氣泡的步驟。
另外，作為密封件可以使用任何材料和形狀的，而只要密封開口即可，優選是具有撓性的材料，可以使用凝膠狀或橡膠狀的樹脂等。另外，也可以通過設置膠粘帶等來粘附性好地密封開口。注意，作為用於密封件的材料，優選使用與排出的包含成膜材料的組合物沒有反應性的材料。
另外，通過使用閥門或旋塞閥等阻斷連接著的通路(配管)，來密封設置在材料供應室和材料儲藏室之間的材料供應口、以及設置在氣體供排部的氣體供排口即可。
借助于使用本發明的本實施方式，在使用液滴排出裝置的液滴排出方法中可以去除加壓室內的氣泡以防止排出不良，而不廢棄大量的材料。
因此，通過使用本發明的本實施方式的液滴排出方法來製造的導電層等佈線、絕緣層，可以防止由於排出不良導致的斷線等形狀不良。通過使用根據本發明的本實施方式來形成的佈線或絕緣層，可以以低成本且成品率好地製造高可靠性的半導體器件和顯示器件。可以通過使用這種半導體器件和顯示器件來製造各種各樣的電子設備。
作為根據本發明的電子設備，可以舉出電視裝置(也簡單地稱為電視或電視接收器)、影像拍攝裝置如數碼相機和數碼攝像機等、移動電話裝置(也簡單地稱為移動電話機或手機)、攜帶型資訊終端如PDA等、攜帶型遊戲機、電腦的監視器、電腦、音頻重放裝置如汽車音響設備等、以及具有記錄介質的圖像重放裝置等如家用遊戲機等。
實施方式5
在本實施方式中，使用圖6說明一種液滴排出方法，該液滴排出方法去除加壓室內的氣泡以防止排出不良，而不廢棄大量的材料。具體而言，詳細內容說明於實施方式1中所示的液滴排出裝置。因此，與實施方式1相同的部分或具有相同的功能的部分與實施方式1同樣，而省略其重複說明。
圖6示出用於液滴排出方法的液滴排出裝置的一種方式。液滴排出裝置1403的每個噴頭1405、1412連接到控制機構1407，並且通過由電腦1410控制它們，而可以描畫預先程式設計好的圖形。關於描畫的時機，例如以形成於基板1400上的標記1411為基準來進行即可。或者，也可以以基板1400的邊緣為基準確定基準點。然後由成像機構1404檢測該基準點，在圖像處理機構1409變換為數位信號，電腦1410識別該資料信號而產生控制信號，並且將該控制信號發送到控制機構1407。作為成像機構1404，可以使用利用電荷耦合元件(CCD)或互補金屬氧化物半導體的圖像感測器等。當然，要形成在基板1400上的圖形的資訊是存入到存儲介質1408的，並且基於該資訊將控制信號發送到控制機構1407，從而可以分別控制液滴排出裝置1403的每個噴頭1405、1412。所排出的材料從作為材料供應源的材料供應室1413和1414經過配管分別供應到噴頭1405、1412。另外，控制機構1407用作排出控制機構。
噴頭1405內部具有如虛線1406所示那樣包括充填液態材料的空間和噴嘴的結構。雖然未圖示，噴頭1412也具有與噴頭1405同樣的內部結構。若將噴頭1405和噴頭1412的噴嘴設置為具有互不相同的大小，則可以以不同的寬度同時描畫不同的材料。一個噴頭可以分別排出導電材料或有機、無機材料等來描畫，在對如層間膜那樣較大區域進行描畫的情況下，可以從多個噴嘴同時排出相同的材料來描畫，以便提高生產率。在使用大型基板的情況下，噴頭1405和1412可以在基板上按箭頭方向自如地掃描，並且可以自由地設定描畫的區域，從而可以在一個基板上描畫多個相同的圖形。
材料供應室1413、1414具有空間並且填充有材料(包含成膜材料的組合物)，該材料被供應給設置在噴頭1405及噴頭1412內的材料供應通路、加壓室、以及噴嘴。在進行排出步驟之前，使用本發明去除在被供應的材料內的氣泡。
使用壓力控制機構1426封閉噴頭1405、1412、以及材料供應室1413、1414中除氣體供排部以外的噴嘴的噴射口等的開口，通過排出氣體，而使設置在噴頭1405、1412內的材料供應通路、以及加壓室處於減壓狀態。
因為氣泡的體積Vb與加壓室、材料供應通路、以及材料供應室1413、1414內的壓力Pt成反比例，從而Vb＝C/Pt。另一方面，因為施加到氣泡的浮力F與氣泡的體積Vb和材料的密度ρ i成比例，從而F＝C×ρ i/Pt。注意，C是常數。當減壓加壓室、材料供應通路、以及材料供應室1413、1414內時，壓力Pt減少，因而施加到氣泡的浮力F增大。結果，存在於材料內的氣泡受浮力，從加壓室向存在材料液態表面的材料供應室1413、1414上浮(移動)。
因此，可以從加壓室內去除氣泡。另外，在材料供應室1413、1414內，氣泡浮出到材料液態表面並破裂或作為泡沫留在材料液態表面，從而可大幅度降低氣泡流入(進入)到加壓室內的危險性。
另外，在使加壓室、材料供應通路、以及材料供應室1413、1414內處於減壓狀態，並且將氣泡從包含成膜材料的組合物內放出到介面之後，使加壓室、材料供應通路、以及材料供應室1413、1414內處於常壓或加壓狀態，去除密封件。之後，通過對加壓室施加電壓來從噴嘴的噴射口排出包含成膜材料的組合物。
另外，作為密封件可以使用任何材料和形狀的，而只要密封開口即可，優選是具有撓性的材料，可以使用凝膠狀或橡膠狀的樹脂等。另外，也可以通過設置膠粘帶等來粘附性好地密封開口。注意，作為用於密封件的材料，優選使用與排出的包含成膜材料的組合物沒有反應性的材料。
另外，通過使用閥門或旋塞閥等阻斷連接著的通路(配管)，來密封設置在材料供應室和材料儲藏室之間的材料供應口、以及設置在氣體供排部的氣體供排口即可。
也可以減壓加壓室、材料供應通路、以及材料供應室內，並且在減壓狀態下使加壓室振動，以便將存在於加壓室內的氣泡高效地移動到材料供應室內並去除。通過振動，可以使被加壓室內的凹凸形狀捕捉的氣泡移動，而將氣泡高效地從加壓室去除。
借助于使用本發明的本實施方式，在使用液滴排出裝置的液滴排出方法中可以去除加壓室內的氣泡以防止排出不良，而不廢棄大量的材料。
因此，通過使用根據本發明的本實施方式的液滴排出方法來製造的導電層等佈線、絕緣層，可以防止由於排出不良導致的斷線等形狀不良。通過使用根據本發明的本實施方式來形成的佈線或絕緣層，可以以低成本且成品率好地製造高可靠性的半導體器件和顯示器件。可以通過使用這種半導體器件及顯示器件來製造各種各樣的電子設備。
實施方式6
在本實施方式中，使用圖8說明一種液滴排出裝置，該液滴排出裝置可以實現一種液滴排出方法，其去除加壓室內的氣泡以防止排出不良，而不廢棄大量的材料。與實施方式1至5相同的部分或具有相同的功能的部分與實施方式1至5同樣，而省略其重複說明。
圖8示出在本實施方式中的液滴排出裝置800的概略圖。如圖8所示，液滴排出裝置800由具有加壓室、包括材料供應通路和材料供應室的材料供應部、以及噴射口801的噴頭802；氣體供排口803；第一旋塞閥804；壓力控制機構805；材料供應口806；第二旋塞閥807；材料供應裝置818；材料儲藏室808；減壓機構809；待處理物810；作為密封件的密封板811；洗滌液排出機構812；洗滌液儲藏室813；廢液儲藏室814；減壓機構815；工作臺816；以及掃描單元817表示。
由掃描單元817相對地掃描噴頭部和密封件，並且也相對地掃描噴頭部和工作臺。噴頭部、工作臺、密封件中的至少一個在XYZ方向及θ方向上移動和旋轉。
由第一旋塞閥804開和關氣體供排口803，並且由第二旋塞閥807開和關材料供應口806。
通過開和關第一旋塞閥804且使用壓力控制機構805來控制供應或排出氣體。通過開和關第二旋塞閥807且使用材料供應裝置818來控制從材料儲藏室808到噴頭部的材料供應。另外，也可以關閉第二旋塞閥807且使用減壓機構809來減壓材料儲藏室808內，可以去除包含在材料中的氣泡。
由於密封板811與噴頭部802的噴射口801接觸而密封，所以在密封板811上附著材料。附著在密封板811上的材料由來自洗滌液儲藏室813且從洗滌液排出機構812排出的洗滌液洗滌，並且廢棄到廢液儲藏室814。由減壓機構815排氣廢液儲藏室814，將洗滌液和材料液混合而成的廢液吸引到廢液儲藏室814。壓力控制機構805、減壓機構809、減壓機構815如箭頭所示那樣供應或排出氣體，並且控制連接著的噴頭部802、材料儲藏室808、廢液儲藏室814內的壓力。
氣體供排口803也可以用作液面調節口，該液面調節口調節供應給噴頭部802的材料和空氣之間的液態介面。
在本實施方式中，雖然示出了與工作臺接觸地設置作為密封件的密封板並且與工作臺一起掃描的實例，然而密封板不局限於此，也可以設置在液滴排出裝置內的其他地方並且獨立掃描密封件。另外，同樣地，雖然示出了在本實施方式中洗滌液排出機構也與噴頭部連結地設置為與噴頭部相鄰的實例，然而，也可以設置在液滴排出裝置內的其他地方且獨立掃描洗滌液排出機構。若如本實施方式那樣與工作臺相鄰地設置密封件且與噴頭部相鄰地設置洗滌液排出機構，則無須掃描大範圍並且不妨礙噴頭部的動作，所以優選。
在本實施方式中，在排出作為材料的包含成膜材料的組合物之前，使連接著的噴頭部802內處於減壓狀態，以去除存在於噴頭部802內的氣泡。
由掃描單元817掃描噴頭部802及密封板811中的至少一個，緊貼噴頭部802的噴射口801和密封板811，以密封噴射口801。可以掃描噴頭部802或密封板811，也可以掃描雙方。
也關閉第二旋塞閥807，以使成為僅開著第一旋塞閥804的狀態，並且由壓力控制機構805從噴頭部802內排氣，然後關閉第一旋塞閥804。可以由壓力控制機構805使噴頭部802內處於減壓狀態。在噴頭部802內的材料液中混合存在的氣泡浮出(移動)到材料液態表面並破裂或作為泡沫留在材料液態表面。
因此，可以從噴頭部802，尤其從加壓室內去除氣泡。而且，可以大幅度降低氣泡從材料供應室流入(進入)到加壓室內的危險性。
在本實施方式中，可以在減壓狀態下使用振動機構使噴頭部振動，以便進一步高效地去除氣泡。通過振動，可以使被加壓室內的凹凸形狀捕捉的氣泡移動，而將氣泡高效地從加壓室去除。
可以將支撐設置有加壓室的噴頭部的支撐台形成為在上下左右方向能夠旋轉的活動式而作為振動機構，以便能夠使其傾斜來使存在於加壓室及材料供應通路內的氣泡移動到材料供應室，並且可以僅在上下方向活動或僅在左右方向活動。
在去除在噴頭部802內的材料液中的氣泡之後，打開第一旋塞閥804且使用壓力控制機構805向噴頭部802內供應氣體，從減壓狀態加壓噴頭部802內，以使噴頭部802內處於常壓或加壓狀態。
之後，由掃描單元817相對地掃描噴頭部802及密封板811，從噴射口801分離密封板811。而且，由掃描單元817相對地掃描噴頭部802及工作臺816，以對準噴射口801和待處理物810的排出位置。
然後對噴頭部802內的加壓室施加電壓，從噴射口801排出作為材料的包含成膜材料的組合物。
在將包含成膜材料的組合物排出到待處理物之後，將密封板811位於洗滌液排出機構812下，並且將洗滌液排出到密封板上來洗滌密封板。如上所述，使用減壓機構815將在洗滌後的廢液廢棄到廢液儲藏室814即可。
作為密封件的密封板811可以使用任何材料和形狀的，而只要密封開口即可，優選是具有撓性的材料，可以使用凝膠狀或橡膠狀的樹脂等。另外，也可以通過設置膠粘帶等來粘附性好地密封開口。注意，作為用於密封件的材料，優選使用與排出的包含成膜材料的組合物沒有反應性的材料。
借助于使用本發明的本實施方式，在使用液滴排出裝置的液滴排出方法中可以去除加壓室內的氣泡以防止排出不良，而不廢棄大量的材料。
因此，通過使用根據本發明的本實施方式的液滴排出裝置來製造的導電層等佈線、絕緣層，可以防止由於排出不良導致的斷線等形狀不良。通過使用根據本發明的本實施方式來形成的佈線或絕緣層，可以以低成本且成品率好地製造高可靠性的半導體器件和顯示器件。
100．．．液滴排出裝置
101．．．加壓室
102．．．材料供應部
103．．．材料供應通路
104．．．材料供應室
105．．．排出控制機構
106．．．壓力控制機構
107．．．材料儲藏室
108．．．氣體供排部
109．．．氣體供排口
110．．．液滴排出裝置
111．．．加壓室
112．．．材料供應部
113．．．材料供應通路
114．．．材料供應室
115．．．排出控制機構
116．．．壓力控制機構
117．．．材料儲藏室
118．．．氣體供排部
119．．．氣體供排口
120．．．液滴排出裝置
121．．．加壓室
122．．．材料供應部
123．．．材料供應通路
124．．．材料供應室
126．．．壓力控制機構
127．．．材料儲藏室
128．．．氣體供排部
129．．．振動機構
129．．．振動機構
130．．．減壓機構
131．．．液面控制機構
132．．．材料供應口
134．．．密封件
135．．．旋塞閥
136．．．氣體供排口
150．．．噴射口
151．．．密封件
160．．．噴射口
161．．．密封件
201．．．加壓室
203．．．材料供應通路
204．．．材料供應室
205．．．氣體供排口
206．．．材料供應口
207．．．噴射口
211．．．空間
212．．．組合物
213a至213e．．．氣泡
220．．．密封板
223．．．減壓狀態
225．．．組合物
226a至226e．．．氣泡
228．．．旋塞閥
800．．．液滴排出裝置
801．．．噴射口
802．．．噴頭
803．．．氣體供排口
804．．．第一旋塞閥
805．．．壓力控制機構
806．．．材料供應口
807．．．第二旋塞閥
808．．．材料儲藏室
809．．．減壓機構
810．．．待處理物
811．．．密封板
812．．．洗滌液排出機構
813．．．洗滌液儲藏室
814．．．廢液儲藏室
815．．．減壓機構
816．．．工作臺
817．．．掃描單元
818．．．材料供應裝置
1400．．．基板
1403．．．液滴排出裝置
1404．．．成像機構
1405．．．噴頭
1410．．．電腦
1411．．．標記
1412．．．噴頭
1413．．．材料供應室
1414．．．材料供應室
1426．．．壓力控制機構
圖1A至1D是說明本發明的液滴排出裝置的示意圖；圖2A和2B是說明本發明的液滴排出裝置的框圖；圖3A和3B是說明本發明的液滴排出裝置的框圖；圖4A和4B是說明本發明的液滴排出裝置的框圖；圖5是說明本發明的液滴排出裝置的框圖；圖6是說明本發明的液滴排出裝置的圖；圖7A至7C是說明可用于本發明的液滴排出裝置的外加電壓波形的圖；圖8是說明本發明的液滴排出裝置的圖。
800．．．液滴排出裝置
801．．．噴射口
802．．．噴頭
803．．．氣體供排口
804．．．第一旋塞閥
805．．．壓力控制機構
806．．．材料供應口
807．．．第二旋塞閥
808．．．材料儲藏室
809．．．減壓機構
810．．．待處理物
811．．．密封板
812．．．洗滌液排出機構
813．．．洗滌液儲藏室
814．．．廢液儲藏室
815．．．減壓機構
816．．．工作臺
817．．．掃描單元
818．．．材料供應裝置

Claims (11)

  1. 一種成膜方法，包括如下步驟：對設置有材料供應口和氣體供排口的材料供應室供應包含成膜材料的液態組合物；將該包含成膜材料的液態組合物從該材料供應室通過材料供應通路供應到設置有噴射口的加壓室；密封該噴射口以及該材料供應口；從該材料供應室的該氣體供排口排氣來減壓該材料供應室、該材料供應通路、以及該加壓室；密封該氣體供排口以使加壓室、材料供應通路、以及材料供應室處於減壓狀態；藉由打開該氣體供排口並供應自其氣體來加壓該材料供應室、該材料供應通路、以及該加壓室；打開該噴射口；以及藉由加壓該加壓室以從該噴射口排出該包含成膜材料的液態組合物來形成膜。
  2. 一種成膜方法，包括如下步驟：對設置有材料供應口和氣體供排口的材料供應室供應包含成膜材料的液態組合物；將該包含成膜材料的液態組合物從該材料供應室通過材料供應通路供應到設置有複數個噴射口的加壓室；密封複數個該噴射口以及該材料供應口；從該氣體供排口排氣來減壓該材料供應室、該材料供應通路、以及該加壓室； 密封該氣體供排口以使加壓室、材料供應通路、以及材料供應室處於減壓狀態；藉由打開該氣體供排口並供應自其氣體來加壓該材料供應室、該材料供應通路、以及該加壓室；打開複數個該噴射口；以及藉由加壓該加壓室從複數個該噴射口排出該包含成膜材料的液態組合物來形成膜。
  3. 一種成膜方法，包括如下步驟：對設置有材料供應口和氣體供排口的材料供應室供應包含成膜材料的液態組合物；將該包含成膜材料的液態組合物從該材料供應室通過材料供應通路供應到設置有噴射口的加壓室；密封該噴射口以及該材料供應口；從該材料供應室的該氣體供排口排氣來減壓該材料供應室、該材料供應通路、以及該加壓室，以使存在於該加壓室內的氣泡移動到該材料供應室；密封該氣體供排口以使加壓室、材料供應通路、以及材料供應室處於減壓狀態；藉由打開該氣體供排口並供應自其氣體來加壓該材料供應室、該材料供應通路、以及該加壓室；打開該噴射口；以及藉由加壓該加壓室從該噴射口排出該包含成膜材料的液態組合物來形成膜。
  4. 一種成膜方法，包括如下步驟： 對設置有材料供應口和氣體供排口的材料供應室供應包含成膜材料的液態組合物；將該包含成膜材料的液態組合物從該材料供應室通過材料供應通路供應到設置有複數個噴射口的加壓室；密封複數個該噴射口以及該材料供應口；從該氣體供排口排氣來減壓該材料供應室、該材料供應通路、以及該加壓室，以使存在於該加壓室內的氣泡移動到該材料供應室；密封該氣體供排口以使加壓室、材料供應通路、以及材料供應室處於減壓狀態；藉由打開該氣體供排口並供應自其氣體來加壓該材料供應室、該材料供應通路、以及該加壓室；打開複數個該噴射口；以及藉由加壓該加壓室從複數個該噴射口排出該包含成膜材料的液態組合物來形成膜。
  5. 根據申請專利範圍第1至4項中任一項所述的方法，其中在將該包含成膜材料的液態組合物供應到該加壓室之後，在該材料供應室中的該包含成膜材料的液態組合物上方具有空間。
  6. 根據申請專利範圍第1至4項中任一項所述的方法，其中在該減壓狀態下使該加壓室振動。
  7. 根據申請專利範圍第1至4項中任一項所述的方法，其中該噴射口由密封件、密封板、和膠粘帶中的任一種密封。
  8. 根據申請專利範圍第1至4項中任一項所述的方法，其中將該包含成膜材料的液態組合物從材料儲藏室經由該材料供應口供應到該材料供應室。
  9. 根據申請專利範圍第1至4項中任一項所述的方法，其中該材料供應口和該氣體供排口各自由旋塞閥密封。
  10. 根據申請專利範圍第1至4項中任一項所述的方法，其中該包含成膜材料的液態組合物包含導電材料和絕緣材料中的至少一種。
  11. 根據申請專利範圍第1至4項中任一項所述的方法，其中該包含成膜材料的液態組合物包含具有氟的表面活性劑。
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