JP2008288264A - パターン修正方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】10μm前後の細線で電極断線部などを修正することができ、欠陥部周辺の汚染が小さく、任意形状の修正パターンを安定して得ることが可能なパターン修正方法を提供する。
【解決手段】このパターン修正方法では、フィルム3の表面にレーザ光を照射して複数の直線状の溝3bからなる欠陥部2aに応じた形状の凹部3cを形成するとともに各溝3bの底に貫通孔3aを形成し、凹部3cの開口部を欠陥部2aに所定の隙間を開けて対峙させ、凹部3cおよび貫通孔3aを含む所定の範囲でフィルム3を基板1に押圧するとともに貫通孔3aを介して欠陥部2aに修正ペースト10を塗布し、フィルム3の復元力でフィルム3を基板1から剥離させる。したがって、貫通孔3aによって修正ペースト10の液量を制限できるので、修正ペースト10がフィルム3と基板1の間に侵入することを抑制できる。
【選択図】図7
【解決手段】このパターン修正方法では、フィルム3の表面にレーザ光を照射して複数の直線状の溝3bからなる欠陥部2aに応じた形状の凹部3cを形成するとともに各溝3bの底に貫通孔3aを形成し、凹部3cの開口部を欠陥部2aに所定の隙間を開けて対峙させ、凹部3cおよび貫通孔3aを含む所定の範囲でフィルム3を基板1に押圧するとともに貫通孔3aを介して欠陥部2aに修正ペースト10を塗布し、フィルム3の復元力でフィルム3を基板1から剥離させる。したがって、貫通孔3aによって修正ペースト10の液量を制限できるので、修正ペースト10がフィルム3と基板1の間に侵入することを抑制できる。
【選択図】図7
Description
この発明はパターン修正方法に関し、特に、基板上に形成された微細パターンの欠陥部を修正するパターン修正方法に関する。より特定的には、この発明は、フラットパネルディスプレイの製造工程において発生する電極のオープン欠陥を修正するパターン修正方法に関する。
近年、プラズマディスプレイ、液晶ディスプレイ、ELディスプレイなどのフラットパネルディスプレイの大型化、高精細化に伴い、ガラス基板上に形成された電極や液晶カラーフィルタなどに欠陥が存在する確率が高くなっており、歩留まりの向上を図るため欠陥を修正する方法が提案されている。
たとえば、液晶ディスプレイのガラス基板の表面には電極が形成されている。この電極が断線している場合、塗布針先端に付着させた導電性の修正ペースト(修正液)を断線部に塗布し、電極の長さ方向に塗布位置をずらしながら複数回塗布して電極を修正する(たとえば特許文献1参照)。
また、欠陥部を覆うようにフィルムを設け、欠陥部とフィルムとをレーザ光を用いて略同時に除去し、除去した部分にフィルムをマスクとして修正インク(修正液)を塗布し、その後、フィルムを剥離除去する方法がある(たとえば特許文献2,3参照)。
特開平8−292442号公報
特開平11−125895号公報
特開2005−95971号公報
しかしながら、電極を修正する方法では、塗布針先端に導電性の修正ペーストを付着させ、断線部に修正ペーストを転写するため、その塗布径は先端部を平らに加工する面で決まり、10μm前後の塗布径を実現するのは困難であり、これを用いた細線形成も同様に難しかった。
一方、フィルムをマスクとして使用する方法では、10μm前後の細線で電極断線部などを修正することが可能であるが、修正インクを孔に塗布した時点で、フィルムと基板との隙間に毛細管現象で修正インク、あるいはその溶媒が吸い込まれ、基板を汚染することも考えられる。
また、修正パターンは直線状とは限らず、任意形状(たとえば、L字やコの字形状)の修正パターンが要求される場合があるが、任意形状の修正パターンを安定に形成する方法は開示されていない。
それゆえに、この発明の主たる目的は、10μm前後の細線で電極断線部などを修正することができ、欠陥部周辺の汚染が小さく、任意形状の修正パターンを安定して得ることが可能なパターン修正方法を提供することである。
この発明に係るパターン修正方法は、基板上に形成された微細パターンの欠陥部を修正するパターン修正方法において、フィルムにレーザ光を照射して複数の直線状の溝からなる欠陥部に応じた形状の凹部を形成するとともに各溝の底に貫通孔を形成し、凹部の開口部を欠陥部に所定の隙間を開けて対峙させ、凹部を含む所定の範囲でフィルムを基板に押圧するとともに複数の貫通孔を介して欠陥部に修正液を塗布し、フィルムの復元力でフィルムを基板から剥離させることを特徴とする。
好ましくは、各溝は他の溝につながっている。
また好ましくは、複数の貫通孔のうちの少なくとも1つの貫通孔の対応の溝の長さ方向の長さは、対応の溝の長さと略同じである。
また好ましくは、複数の貫通孔のうちの少なくとも1つの貫通孔の対応の溝の長さ方向の長さは、対応の溝の長さと略同じである。
また好ましくは、フィルムの表面にレーザ光を照射して凹部および複数の貫通孔を形成した後、フィルムの表裏を反転させて凹部の開口部を欠陥部に対峙させる。
この発明に係るパターン修正方法では、フィルムにレーザ光を照射して複数の直線状の溝からなる欠陥部に応じた形状の凹部を形成するとともに各溝の底に貫通孔を形成し、凹部の開口部を欠陥部に所定の隙間を開けて対峙させ、凹部を含む所定の範囲でフィルムを基板に押圧するとともに複数の貫通孔を介して欠陥部に修正液を塗布する。したがって、凹部と同形状の任意形状の修正パターンを形成することができ、10μm前後の細線で電極断線部などを修正することができる。また、貫通孔によって溝に流入する修正液の量を制限することができ、フィルムと基板の間に修正液が侵入して欠陥部周辺が汚染されるのを防止することができる。
実施の形態について説明する前に、この発明の基礎となるパターン修正方法について説明する。図1は、修正対象の基板1を示す図である。図1において、基板1上には微細パターンである電極2が形成され、電極2にはオープン欠陥部(断線欠陥部)2aが発生している。
このパターン修正方法では、図2に示すように、欠陥部2aに応じた形状の孔3aの開いたフィルム3をマスクとして使用する。欠陥部2aに孔3aを位置合わせした状態で、フィルム3は基板1の上面に隙間Gを開けて対峙される。フィルム3は、たとえば薄膜のポリイミドフィルムであり、その幅はマスクとして使用するのに十分な幅であればよく、たとえば、5mm〜15mm程度にスリットしたロール状フィルムである。フィルム3の厚さFtは、その下が透けて見える程度のものが好ましく、たとえば10〜25μm程度である。
図2に示すように、孔3aは、たとえば、短軸長がSwで長軸長がSlの長方形形状である。欠陥部2aの両端に位置する正常な電極面2bにも修正ペーストが塗布されるように、長軸長Slは欠陥部2aよりも長く設定される。これにより、修正部の抵抗値を低減するとともに、修正部の密着性を高めることができる。
孔3aは、フィルム3の表面にレーザ光を照射することにより形成される。レーザとしては、YAG第3高調波レーザやYAG第4高調波レーザ、あるいはエキシマレーザなどのパルスレーザを用いる。たとえば、図3に示すように、レーザ部4は観察光学系5の上部に設けられ、観察光学系5の下端に対物レンズ6が設けられる。フィルム3は、2本の固定ローラ7により、対物レンズ6と基板1の間に張り渡される。レーザ光は、レーザ部4から観察光学系5および対物レンズ6を介してフィルム3に照射される。孔3aの形状および大きさは、たとえばレーザ部4に内蔵される可変スリット(図示せず)により決定され、孔3aは対物レンズ6で集光されたレーザ光の断面形状に加工される。このとき、レーザアブレーションにより発生する異物(ごみ)が基板1上に落下しないように、遮蔽板8をフィルム3と基板1の間に配置することが好ましい。
このように、欠陥部2aにフィルム3が付着、あるいは密着した状態でレーザ光による孔3aの加工を行なわないので、電極2や欠陥部2aの近傍をレーザパワーによって損傷することはない。また、フィルム3を浮かした状態で孔3aを開けるので、フィルム3の裏面に異物が付着することを抑制することができる。
孔3aの形成が終了した時点では、孔3a周りのフィルム3上面には、孔3a部を除去(レーザアブレーション)した際に発生した異物(ごみ)が飛散しており、異物の除去のため、孔3aを中心としたその周りの広い範囲に弱いパワーでレーザ光を照射してもよい。このとき、レーザをYAG第2高調波レーザに切り替えて、弱いレーザパワーで孔3aを中心とする広い範囲にレーザ光を照射すれば、異物のみを除去することも可能であり、新たに異物が発生することを防止することができる。なお、フィルム3を反転させる機構を設ければ、フィルム3の裏面も同様に処理することができる。レーザ部4としては、孔3aを開けるためのレーザ光と、異物を除去するためのレーザ光の2種類のレーザ光のうちのいずれかのレーザ光を選択的に出射できるものを使用するとよい。
フィルム3は、図示しないフィルム供給リールから供給され、固定ローラ7を経由して図示しないフィルム巻き取りリールで回収される。フィルム3は、図示しないXYZステージにより、XYZ方向に移動可能とされる。XYZステージは、欠陥部2aと孔3aとの位置調整に使用される。
次に、たとえば画像処理結果、あるいは、それぞれの位置座標データに基づいて基板1に対してフィルム3を相対的に移動させ、図2に示すように、欠陥部2aの上方にフィルム3の孔3aを位置決めしてフィルム3と基板1が隙間Gを開けて対峙した状態にする。この工程は手動で行なっても構わない。フィルム3は一定の張力によって張られた状態にある。隙間Gは、フィルム3を支持する支点(たとえば図3に示した固定ローラ7)の間隔やフィルム3の厚さによって異なるが、たとえば10〜1000μm程度に設定される。基板1の表面に凹凸がある場合、基板1に対峙したフィルム3が、基板1とは接触しない程度の隙間Gを保ってもよいし、孔3aを含む微小範囲が、欠陥部2aと接触しないような隙間Gを保つようにしてもよい。
修正ペーストの塗布手段としては、たとえば、図4に示す塗布針9が用いられる。塗布針9の先端部は尖っているが、その先端は平坦に加工されている。塗布針9先端の平坦面9aの直径は、たとえば、30〜100μm程度であり、孔3aの大きさに合わせて最適な直径のものを選択して使用する。孔3aが平坦面9aにすべて収まるような塗布針9を選択して使用することが好ましい。このような塗布針9を用いれば、1回の塗布動作で孔3a全体に修正ペースト10を充填することができる。
塗布針9先端の平坦面9aの周りに修正ペースト10が付着した状態で、平坦面9aで孔3aの開口部を閉蓋するようにして塗布針9を上方から押し付けると、フィルム3が変形して孔3aの周りの微小範囲のフィルム3が欠陥部2aの周囲に付着し、欠陥部2aに修正ペースト10が充填される。塗布針9は、図示しないガイド(直動軸受)上を上下に進退可能にしたものであり、塗布針9を含む可動部の自重のみでフィルム3を押す。塗布針9が下降してフィルム3に接触して、フィルム3を基板1に接触させた後もさらに下降させようとしても、塗布針9がガイドに沿って上方に退避するので、塗布針9の平坦面9aは過負荷とならない。塗布針9の駆動手段(図示せず)は、制御手段(図示せず)により、時間管理されて制御される。
孔3aを含む微小範囲のフィルム3が欠陥部2aの周囲に接触する時間は、塗布針9がフィルム3を押している間だけであり、修正ペースト10がフィルム3と基板1(欠陥部2a近傍)との隙間に毛細管現象で流れる前に、塗布針9を上方に退避させる。塗布針9がフィルム3から離れれば、フィルム3の弾性で元の状態に戻り、孔3aを含む微小範囲のフィルム3は欠陥部2aの周囲から離れる。そのため、フィルム3が基板1に接触する時間は極わずかである。
図5は、塗布針9を上方に退避させた状態を示し、フィルム3は基板1から離れた状態に復帰しており、欠陥部2aには、孔3aの形状と略同形状の修正層10Aが残る。また、余分に塗布された修正ペースト10はフィルム3の表面に残る。このように、フィルム3をマスクとして修正を行なうので、塗布針9による塗布形状よりも微細な修正層10A(パターン)を得ることが可能となる。
塗布された修正ペースト10には、修正ペースト10の仕様に合わせて紫外線硬化、加熱硬化処理、あるいは乾燥処理が施される。図5の状態で硬化処理を行なってもよい。
また、レーザ照射による熱分解反応で金属膜を析出する必要があれば、欠陥部2aの上方からフィルム3を除去した後で連続発振のレーザで硬化処理(金属膜析出処理)を行なってもよい。この場合、レーザ部4がパルス発振と連続発振の切替えができるタイプであれば機構は簡単になるが、切替えができない場合には、レーザ部4とは別の図示しない連続発振レーザから観察光学系5にレーザ光を導入できるようにしてもよい。あるいは、観察光学系5とは別の光学系を用意してレーザ照射を行なってもよい。
このような方法で欠陥部2aの修正を行なえば、塗布された修正ペースト10が基板1とフィルム3との隙間に毛細管現象で吸い込まれることも無く、孔3aよりも広い範囲に渡って基板1を汚染する心配もなくなる。また、塗布が終了した時点で、フィルム3は欠陥部2aや基板1から完全に離れているため、その後の工程でフィルム3を除去する際には、フィルム3が修正層10Aに接触して修正層10Aを崩す心配がない。
修正ペースト10の粘度が大きければ、基板1とフィルム3との隙間に毛細管現象で吸い込まれる可能性は低くなるが、逆に流動性が悪くなって、孔3a全体に入らないため、欠陥部2aに修正ペースト10が付着しないことも想定される。それに対して、前述の方法では、塗布時のみ孔3a近傍のフィルム3を基板1に押圧するので、毛細管現象の影響を最小限に留めることができる。したがって、修正ペースト10の粘度は小さくても構わない。
また、1つの欠陥部2aを修正する際、1回の塗布で修正を完了する方が好ましい。その理由は、塗布回数が多くなると、孔3aに付着する修正ペースト10の量が多くなって、フィルム3と基板1との隙間に修正ペースト10が吸い込まれる、あるいは修正層10Aの形状が崩れる可能性も考えられるからである。一方、複数回同じ位置に塗布することで修正層10Aの膜厚を厚くすることもできるので、使用する修正ペースト10の仕様に合わせて塗布回数を決めることが望ましい。
また、修正ペースト10としては、電極2の欠陥部2aを修正する場合、金、銀などの金属ナノ粒子を用いた金属ナノペーストや金属錯体溶液(たとえば、パラジウム錯体溶液)、金属コロイドを用いることができる。
孔3aの大きさは、塗布針9の平坦面9aで孔3aの開口部全体を1回で押圧できる程度にすることが望ましく、たとえば、塗布針9の平坦面9aの径が50μmであれば、孔3aの長軸長Slは50μm以下となる。なお、孔3aの開口部の短軸長Swとフィルム3の厚さFtとがFt>Swの関係を満たすようにすれば、孔3a内に入った修正ペースト10を孔3a内に留める力(付着力)F1が、フィルム3と基板1との隙間に作用する毛細管現象による吸引力F2よりも大きくなり、修正ペースト10がフィルム3と基板1との隙間に吸い込まれることを防止することができる。ただし、上記力F1,F2は修正ペースト10の表面張力や粘度、基板1やフィルム3の濡れ性に依存して変化するので、修正の安定性を増すためには、Ft/2>Swの関係を満たすようにする方がより好ましい。
以上が本願発明の基礎となるパターン修正方法の説明である。前述の説明では修正層10Aの形状は直線としているが、実際にはコの字形状やL字形状など任意形状の修正層10Aが必要になる場合がある。たとえば、欠陥部2aを迂回してコの字形状の修正層10Aで修正する場合には、図6(a)に示すように、フィルム3にコの字形状の孔3aをレーザ照射によって形成する。固定スリットを通してレーザ照射で形成する場合には一括してコの字形状の孔3aが得られるが、2軸可変スリットを用いて加工を行なう場合には、孔3aは3つの孔3a1,3a2,3a3に区分けして形成される。
コの字形状の修正層10Aで修正する場合であっても、塗布針9は、その平坦面9aがコの字形状の孔3a全体を覆うことが可能なものを用いる。図6(a)中の2点鎖線で示す円は平坦面9aの大きさを表す。図4で示したように、修正ペースト10が先端に付着した塗布針9で、孔3aを含むフィルム3を押圧すれば、図6(b)に示すようなコの字形状のパターン(修正層10A)を一回の塗布動作で形成することができる。ただし、使用する修正ペースト10の粘度や種類によっては、図6(c)に示すように、修正層10Aの角部10Aaが膨らんでしまい、修正品位が劣化する。これは、角部10Aaには複数の孔(たとえば、孔3a1と孔3a2)から修正ペースト10が流れ込むからである。
ここで、孔3aの長軸の長さが100μmのように長い場合には、孔3aの長軸の方向に複数回に分けて塗布針9で塗布することも考えられるが、前述した理由により、孔3a全体を閉蓋可能な大きな径(この場合には100μm以上)を持つ塗布針9を用いて、1回の塗布で修正することが好ましい。
しかしながら、塗布針9の平坦面9aの面積が大きくなると、1回で塗布される修正ペースト10の量が多くなる。平坦面9aの径が50μmから100μmに変わった場合、平坦面9aの面積は4倍になるので、4倍を超える修正ペースト10が孔3aを含むフィルム3の表面に塗布される。このため、必要以上に孔3a内部に修正ペースト10が送り込まれて、塗布針9の平坦面9bが大きいほど、描画パターンが膨らむことが想定される。本願発明では、この問題の解決が図られる。
[実施の形態1]
図7は、この発明の実施の形態1によるパターン修正方法を示す図であって、塗布針9で押圧する側からフィルム3を見た図である。このパターン修正方法では、フィルム3の基板2側の表面に欠陥部2aの形状に応じて決められた修正層10Aの形状(この場合、コの字形状)に略等しい開口部を持つ凹部3cが形成される。凹部3cは、それぞれコの字の3辺に対応する3つの直線状の溝3bからなる。各溝3bの略中央には微小な貫通孔3aが形成される。貫通孔3aの幅は溝3bの幅以下であり、貫通孔3aの長さは溝3よりも短い。
図7は、この発明の実施の形態1によるパターン修正方法を示す図であって、塗布針9で押圧する側からフィルム3を見た図である。このパターン修正方法では、フィルム3の基板2側の表面に欠陥部2aの形状に応じて決められた修正層10Aの形状(この場合、コの字形状)に略等しい開口部を持つ凹部3cが形成される。凹部3cは、それぞれコの字の3辺に対応する3つの直線状の溝3bからなる。各溝3bの略中央には微小な貫通孔3aが形成される。貫通孔3aの幅は溝3bの幅以下であり、貫通孔3aの長さは溝3よりも短い。
図8(a)は、図7のVIIIA−VIIIA線断面図であって、溝3bの長さ方向の中心線を含む断面を示す図である。図8(a)において、凹部3cの開口部は、所定の隙間を開けて欠陥部2aに対峙される。フィルム3には一定の張力が与えられ、基板1に対してフィルム3が略平行に配置される。基板1とフィルム3の隙間はたとえば100μm程度とされる。
次に、図8(b)に示すように、塗布針9先端の平坦面9aの周りに修正ペースト10が付着した状態で、平坦面9aで貫通孔3aおよび凹部3cを覆うようにして塗布針9を上方から押し付けると、フィルム3が変形して凹部3cの周りの微小範囲のフィルム3が欠陥部2aの周囲に付着し、欠陥部2aに修正ペースト10が充填される。このとき、凹部3cに流れる修正ペースト10の液量は、微小な貫通孔3aにより絞られて減少するので、欠陥部2aとフィルム3との隙間に修正ペースト10が吸い込まれるのを抑制することができる。
また、塗布針9が凹部3cを含む微小範囲のフィルム3を上方から押圧した際、凹部3cを含む微小範囲のフィルム3が欠陥部2aの周囲に接触する時間は、塗布針9がフィルム3を押圧している間だけであり、修正ペースト10がフィルム3と基板1(欠陥部2a近傍)との隙間に毛細管現象で流れる前に、塗布針9を上方に退避させる。塗布針9がフィルム3から離れれば、フィルム3の弾性で元の状態に戻り、凹部3cを含む微小範囲のフィルム3は欠陥部2aの周囲から離れる。
このような方法で微細パターンを形成すれば、塗布される修正ペースト10が多くても、欠陥部2aに流れる修正ペースト10を減少させることができるので、パターンが大きく膨らんだり、フィルム3と基板1との隙間に修正ペースト10が吸い込まれて基板1を汚染することを抑制できる。この場合には、コの字形状の角部が膨らむことなく、図6(b)に示すようなパターンが得られる。
図8(b)に示すように、塗布針9の平坦面9aに付着した修正ペースト10を塗布する場合には、図7の2点鎖線で示すように、凹部3cおよび孔3a全体を閉蓋することが可能な平坦面9aを持つ塗布針9を用いる。なお、修正ペースト10の粘度が高く、貫通孔3aから凹部3cに流れ難い場合には、貫通孔3aを対応の溝3bの延在方向に長く形成すればよい。
図9(a)〜(c)は、この実施の形態1の変更例を示す図であって、図7と対比される図である。図9(a)では、フィルム3の基板1側の表面に、直角に配置された2つの直線状の溝3bからなるL字型の凹部3cが形成され、各溝3bの略中央に貫通孔3aが形成される。この場合は、L字型の修正パターンを形成することができる。
図9(b)では、フィルム3の基板1側の表面に、十字型に配置された4つの直線状の溝3bからなる十字型の凹部3cが形成され、各溝3bの略中央に貫通孔3aが形成される。この場合は、十字型の修正パターンを形成することができる。
図9(c)では、フィルム3の基板1側の表面に、四角形状に配置された4つの直線状の溝3bからなる四角形の環状の凹部3cが形成され、各溝3bの略中央に貫通孔3aが形成されている。この場合は、四角形の環状の修正パターンを形成することができる。なお、貫通孔3aだけで環状のマスクを形成することは構造上できないが、図9(c)のように四角の各辺を溝3bとすることで可能となる。
図10は、この実施の形態1の他の変更例を示す図であって、図7と対比される図である。図10では、コの字の3辺のうち中央の1辺のみが溝3bとその中央に形成された貫通孔3aで構成され、平行な2辺の各々は直線状の開口部を持つ貫通孔3aで構成される。コの字形状のように描画するパターンの総長さが長くなる場合には、全ての辺に絞りを入れて修正ペースト10の流入量を抑制すると、使用する修正ペースト10によっては、パターン抜けが生じる可能性がある。そのような場合には、少なくとも1つの辺の全体を貫通孔3aで構成して、修正ペースト10の流入量を補正することも可能である。なお、図10の例では、貫通孔3aと溝3bは、角部で重なった状態とされ、貫通孔3aから流入した修正ペースト10の一部は溝3bにも流れ、コの字全体に修正ペースト10が行き渡る。
なお、図9(a)〜(c)で示した変更例においても、図10で示したように、一部の辺を貫通孔3aで構成して、修正ペースト10の流入量を調整しても構わない。
[実施の形態2]
図11(a)(b)は、この発明の実施の形態2によるパターン修正装置の要部の構成および動作を示す断面図である。図11(a)において、帯状のフィルム3は、図示しないフィルム供給リールから供給され、固定ローラ12を経由して対物レンズ6と基板1の間に導かれ、固定ローラ11aで折り返されて基板1の上方を通過し、固定ローラ11bを経由して図示しないフィルム巻き取りリールに回収される。固定ローラ12と11aで支持される上方フィルム3Aと、固定ローラ11aと11bで支持される下方フィルム3Bは、基板1に対して略平行に対峙した状態にされる。これらは、フィルム供給ユニット13の主要部品となり、図示しないXYZステージにより、XYZ方向に移動可能とされる。XYZステージは、欠陥部2aと溝3bとの位置調整に使用される。また、フィルム供給ユニット13に回転手段(θ機構)を持たせてあってもよい。
図11(a)(b)は、この発明の実施の形態2によるパターン修正装置の要部の構成および動作を示す断面図である。図11(a)において、帯状のフィルム3は、図示しないフィルム供給リールから供給され、固定ローラ12を経由して対物レンズ6と基板1の間に導かれ、固定ローラ11aで折り返されて基板1の上方を通過し、固定ローラ11bを経由して図示しないフィルム巻き取りリールに回収される。固定ローラ12と11aで支持される上方フィルム3Aと、固定ローラ11aと11bで支持される下方フィルム3Bは、基板1に対して略平行に対峙した状態にされる。これらは、フィルム供給ユニット13の主要部品となり、図示しないXYZステージにより、XYZ方向に移動可能とされる。XYZステージは、欠陥部2aと溝3bとの位置調整に使用される。また、フィルム供給ユニット13に回転手段(θ機構)を持たせてあってもよい。
まず、上方フィルム3Aの表面にレーザ光を照射して溝3bと貫通孔3aを形成する。このとき、レーザアブレーションにより発生するごみが基板1上に落下しないように遮蔽板8を上下に並行に張り渡されたフィルム3A,3Bの間に配置してもよい。遮蔽板8が無い場合でも、下方フィルム3Bがごみを受けるため、ごみが直接基板1上に落下することはない。
図12(a)は上方フィルム3Aを上方から見た図であり、図12(b)は図12(a)のXIIB−XIIB線断面図である。溝3bは、欠陥2aを修正するパターン形状と略等しい開口部を持つコの字形状の凹部3cの一辺を構成する。予めレーザパワーとレーザショット回数を把握しておけば、容易に溝3bを形成できる。レーザ照射形状を設定するレーザスリット形状(図示せず)を調整して、幅がSwで長さがSlの溝3bを形成する。
溝3bを形成した後、そのままの位置関係を保った状態で、スリット形状を変えて、幅がSwで長さがSmの貫通孔3aを溝3bの底の略中央に形成する。貫通孔3aの長さSmは、修正ペースト10の粘度や塗布針9の平坦面9aの大きさなどを考慮して決められ、孔3aの幅は溝3bの幅Sw以下に設定される。図12(a)(b)の例では、溝3bの幅と孔3aの幅は同じである。
このように、溝3bを形成した後、フィルム3とレーザ照射位置を変えずに、そのままの位置でレーザ加工のスリットの長さを変えるだけで加工を行なうことができ、溝3bと貫通孔3aの位置合わせを省略することができる。また、位置調整があったとしても微小であり好都合である。なお、貫通孔3aを形成した後に溝3bを形成してもよく、貫通孔3aと溝3bの形成順は問わない。溝3bおよび貫通孔3aを形成する工程を3回繰り返すことにより、コの字形状の凹部3cと3つの貫通孔3aを形成する。
図13は、図12(a)のXIII−XIII線断面図であって、溝3bおよび貫通孔3aの断面形状を示す図である。貫通孔3aおよび溝3bの断面形状は、フィルム3の裏面(レーザ貫通面)に近づくにつれて細くなるテーパ状となる。このことはレーザ加工の特徴でもある。溝3bの深さDtは、フィルム3の厚さFtよりも小さく、たとえば、フィルム3の厚さFtの1/3程度とされる。また、貫通孔3aは、レーザ照射面側の幅をSwとした場合、レーザが貫通する側の幅Sw1は、レーザ加工の特徴からSw>Sw1となる。幅Swを小さくしすぎたり、使用するフィルム3が厚過ぎると、孔3aは貫通できなくなるので、幅Swとフィルム3の厚さFtを把握した上で溝3bと貫通孔3aの寸法を設定する。
溝3bと貫通孔3aの形成が完了した後に、図11(b)に示すように、フィルム3を図中R方向(時計針回転方向)に巻き取り、フィルム3のレーザ照射面が下を向くようにフィルム3を反転させる。次いで、画像処理結果に基づいて基板1に対してフィルム3を相対移動させ、溝3bと欠陥部2aを位置合わせして基板1とフィルム3が対峙した状態にする。この工程は手動で行なっても構わない。
フィルム3は、一定の張力によって張られた状態にある。隙間Gは、フィルム3を支持する支点(たとえば固定ローラ11a,11b)の間隔やフィルム3の厚さによって異なるが、たとえば10〜1000μm程度に設定される。基板1の表面に凹凸がある場合、基板1に対峙したフィルム3が、基板1とは接触しない程度の隙間Gを保ってもよいし、溝3bを含む微小範囲が、欠陥部2aと接触しないような隙間Gを保つようにしてもよい。その後、上下のフィルム3に挟まれた空間に塗布手段を挿入して、図8(a)(b)で示した方法で、貫通孔3aの上方から修正ペースト10を塗布して修正が行なわれる。
このとき、貫通孔3aの断面は、上に行くほど先細るハの字形状になっているので、貫通孔3a内の修正ペースト10には、より細くなる側、つまり貫通孔3aの上方側に毛細管現象で引く力が働く。したがって、修正ペースト10がフィルム3と基板1との隙間に流れることを抑制することができ、結果として、描画形状の安定化を図ることができる。
なお、図14に示すように、溝3b内に複数(図では2つ)の貫通孔3aを形成してもよい。これにより、溝3bが長い場合でも、修正ペースト10を溝3b全体に均一に供給することができる。また、この場合でも、レーザ部4とフィルム3を溝3bの長さ方向に微小距離だけ相対移動させることにより、複数の貫通孔3aを容易に形成することができる。
[実施の形態3]
実施の形態2では、フィルム3が上下に存在するので、塗布時には、上下のフィルム3の間に塗布手段を挿入する必要があり、上下のフィルム3の間隔を狭くすることはできない。そのため、高倍率の対物レンズ6を用いて、欠陥部2aと凹部3cとの位置合わせをすることが難しい。また、この場合、フィルム2枚越しに欠陥部2aを観察するため、位置調整が難しくなることが想定される。そこで、この実施の形態3では、上方フィルム3Aの一部を機械的に移動させて、下方フィルム3Bの貫通孔3aを露出させてから、貫通孔3aを介して欠陥部2aに修正ペースト10を塗布する。
実施の形態2では、フィルム3が上下に存在するので、塗布時には、上下のフィルム3の間に塗布手段を挿入する必要があり、上下のフィルム3の間隔を狭くすることはできない。そのため、高倍率の対物レンズ6を用いて、欠陥部2aと凹部3cとの位置合わせをすることが難しい。また、この場合、フィルム2枚越しに欠陥部2aを観察するため、位置調整が難しくなることが想定される。そこで、この実施の形態3では、上方フィルム3Aの一部を機械的に移動させて、下方フィルム3Bの貫通孔3aを露出させてから、貫通孔3aを介して欠陥部2aに修正ペースト10を塗布する。
図15(a)〜(d)は、この発明の実施の形態3によるパターン修正装置の要部の構成および動作を示す断面図であり、図15(b)は図15(a)のXVB−XVB線断面図であり、図15(d)は図15(c)のXVD−XVD線断面図である。図15(a)において、フィルム供給ユニット15には、着脱可能なフィルム供給リールおよびフィルム巻き取りリール(図示せず)が装着される。フィルム供給リールから供給されるフィルム3は、固定ローラ16〜18を経由して対物レンズ6と基板1の間に導かれ、固定ローラ19で折り返されて基板1の上に導かれ、固定ローラ20を経由してフィルム巻き取りリールに巻き取られる。
固定ローラ17,18は、可動部材21に固定され、一定範囲で上下方向に移動可能とされる。図15(a)では、可動部材21は上方の位置に固定された状態にある。この状態では、固定ローラ17,18の間の区間L1の上方フィルム3Aと、固定ローラ19,20の間の区間L2の下方フィルム3Bとは、一定の間隔、たとえば約10mm前後を保って略平行に張られた状態にあり、また、基板1に対しても略平行に配置されている。フィルム供給ユニット15の区間L2の部分(フィルム配置部15a)は、対物レンズ6の下方に挿入されてフィルム3をマスクとした修正に使用される。
また、区間L1の上方フィルム3Aの下には、平板部材と2本の爪22aからなるフック22が配置されている。フック22は、上方フィルム3Aとは直角方向で基板1に対して略平行の方向(上方フィルム3Aの幅方向)に移動可能とされる。図15(a)では、フック22は上方フィルム3Aとは接触しておらず、一定の隙間が確保される。
この状態で、区間L1の略中央の上方フィルム3Aに、レーザ光を照射して欠陥部2aの形状に応じた形状の凹部3cと、凹部3cを構成する各溝3b内に溝3bよりも短い貫通孔3aを1個、または複数個形成する。この時、フック22が遮蔽板の代わりとして機能して、レーザアブレーションにより発生する異物(ごみ)を受けるので、基板1を汚染することを防止することができる。このとき、フック22の上面にごみを受ける凹部(図示せず)を形成してあってもよい。
凹部3cおよび孔3aの形成が終了した時点では、フィルム3のレーザ照射面には、レーザアブレーションした際に発生したごみが飛散している。ごみの除去のため、凹部3cおよび孔3aを中心として、その周りの広い範囲に弱いパワーでレーザ光を照射する工程を入れてもよい。このとき、YAG第2高調波レーザに切り替えて、弱いレーザパワーで凹部3cおよび孔3aを中心とする広い範囲を照射すれば、ごみのみを除去することも可能であり、新たにごみが発生することを防止することができる。
次に、図15(c)に示すように、フィルム3をフィルム供給リールに巻き取りながら、凹部3cおよび孔3aを区間L2の下方フィルム3Bの略中央まで移動させる。フック22を後方に移動させた後、可動部材21を下降させて、可動部材21に固定された固定ローラ17,18が、固定ローラ19,20よりも下方に位置するようにする。このとき、図示しないフィルム巻き取りリール側はフィルム3が後戻りしないようになっているので、図示しないフィルム供給リールからフィルム3が供給されながら、図15(d)に示すように、上方フィルム3Aはフック22の爪22aに引っ張られて後方に移動し、孔3aを含む下方フィルム3Bが上方から見て露出する。なお、固定ローラ19の両端には鍔があって、フィルム3がローラ19から外れることはない。
図15(c)(d)では、フック22によって上方フィルム3Aが基板1に対してそのままの形状で平行移動しているが、実際には、フック22内のフィルム3は折り重なる。しかし、フィルム3に柔軟性があるため機能上問題はない。
次に、欠陥部2aと凹部3cとの位置合わせを行ない、凹部3cを含む下方フィルム3Bと基板1とが一定の隙間Gを持って対峙するようにする。その後、図4で説明した工程同様に、塗布針9で修正ペースト10を塗布すれば、欠陥部2aの近傍を汚染することなく修正が完了する。
この実施の形態3では、固定ローラ19でフィルム3を折り返し、上方フィルム3Aと下方フィルム3Bとが一定の間隔で上下に配置された状態で、上方フィルム3Aを機械的に横移動させて下方フィルム3Bの1枚で修正を行なうため、欠陥部2aと凹部3cとの位置合わせが容易となる。また、下方フィルム3Bには貫通孔3aが形成されているので、貫通孔3aに対物レンズ6の焦点を合わせれば、凹部3cの位置を容易に判断することができる。
また、下方フィルム3Bの孔3a上方にはフィルム3などの物が無いため、高倍率の対物レンズ(たとえば、20倍)に切り替えて、位置合わせを行なうことが可能となる。また、塗布手段と上方フィルム3Aとの干渉を回避できるので、上方フィルム3Aと下方フィルム3Bとの間隔を狭くすることが可能となり、高倍率の対物レンズへの切り替えも容易になる。
今まで説明してきた方法は、細線パターンを容易に、かつ、安定して形成することができるため、たとえば、液晶パネルのTFT(薄膜トランジスタ)パネルの電極修正のように、10μm以下のパターン形成が必要な場合にも適用可能となる。また、電極以外では、液晶カラーフィルタのブラックマトリックスは高精細化に伴い線幅が20μmを切っており、この修正にも適用可能である。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 基板、2 電極、2a オープン欠陥部、2b 電極面、3 フィルム、3A 上方フィルム、3B 下方フィルム、3a 貫通孔、3b 溝、3c 凹部、4 レーザ部、5 観察光学系、6 対物レンズ、7,11a,11b,12,16〜20 固定ローラ、8 遮蔽板、9 塗布針、9a 平坦面、10 修正ペースト、10A 修正層、13,15 フィルム供給ユニット、15a フィルム配置部、21 可動部材、22 フック、22a 爪。
Claims (4)
- 基板上に形成された微細パターンの欠陥部を修正するパターン修正方法において、
フィルムにレーザ光を照射して複数の直線状の溝からなる前記欠陥部に応じた形状の凹部を形成するとともに各溝の底に貫通孔を形成し、
前記凹部の開口部を前記欠陥部に所定の隙間を開けて対峙させ、
前記凹部を含む所定の範囲で前記フィルムを前記基板に押圧するとともに複数の前記貫通孔を介して前記欠陥部に修正液を塗布し、
前記フィルムの復元力で前記前記フィルムを前記基板から剥離させることを特徴とする、パターン修正方法。 - 各溝は他の溝につながっていることを特徴とする、請求項1に記載のパターン修正方法。
- 前記複数の貫通孔のうちの少なくとも1つの貫通孔の対応の溝の長さ方向の長さは、対応の溝の長さと略同じであることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載のパターン修正方法。
- 前記フィルムの表面にレーザ光を照射して前記凹部および前記複数の貫通孔を形成した後、前記フィルムの表裏を反転させて前記凹部の開口部を前記欠陥部に対峙させることを特徴とする、請求項1から請求項3までのいずれかに記載のパターン修正方法。
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