JP2009134096A - Pattern correction method and pattern correction apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、微細パターンの修正方法及び修正装置に関し、とくにカラーテレビ、パーソナルコンピュータに使用されるカラー液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の構造部材であるカラーフィルター（ＣＦ）の製造工程において、ピンホール欠陥及び、異物など不具合部分の修正に好適なパターン修正方法及び修正装置に関する。 The present invention relates to a fine pattern correction method and correction device, and in particular, in a manufacturing process of a color filter (CF) which is a structural member of a color liquid crystal display (LCD) used in a color television and a personal computer, The present invention relates to a pattern correction method and correction apparatus suitable for correcting a defective part such as a foreign object.
従来、パーソナルコンピュータや、薄型カラーテレビの発達に伴い、カラーＬＣＤの需要が増加しており、低価格化や大型化が進展している。そこで、部材の中でもコスト比重が高いカラーフィルターには一層のコストダウンが要求されている。一方、基板の大型化の進展に対して、ＬＣＤやカラーフィルター工程で高い歩留りを維持する事は困難になりつつある。 Conventionally, with the development of personal computers and thin color televisions, the demand for color LCDs has increased, and the price and size have increased. Therefore, among the members, a further cost reduction is required for a color filter having a high cost specific gravity. On the other hand, it is becoming difficult to maintain a high yield in the LCD and color filter process as the size of the substrate increases.
カラーフィルターは、透明基板上に、カラー表示に不可欠な、例えば、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）各色の着色層と、カラーＬＣＤの表示コントラスト向上の目的で設けられる金属皮膜やＢｋ（黒）の遮光層とを、所定のパターンに配列したものであり、多くの製造方法が知られている。以下に幾つかの方法を説明する。 For example, R (red), G (green), and B (blue) colored layers on a transparent substrate and a metal film provided on the transparent substrate for the purpose of improving the display contrast of the color LCD. And Bk (black) light-shielding layers are arranged in a predetermined pattern, and many manufacturing methods are known. Several methods are described below.
カラーフィルターの製造方法として染色法、顔料分散法、電着法、印刷法などが知られている。 As a method for producing a color filter, a dyeing method, a pigment dispersion method, an electrodeposition method, a printing method, and the like are known.
染色法は、透明基板上に染色性高分子材料を塗布し、所定形状にフォトリソ法でパターニングした後、染色液に浸漬して着色する工程をＲ、Ｇ、Ｂ各色で繰り返し、着色層を形成する方法である。 In the dyeing method, a dyeable polymer material is applied onto a transparent substrate, patterned into a predetermined shape by a photolithographic method, and then colored by dipping in a dyeing solution to form a colored layer by repeating each of the colors R, G, and B. It is a method to do.
顔料分散法は、透明基板上に顔料を分散した感光性樹脂材料を、スピンコータなどで塗布後、フォトリソ法でパターニングする工程を、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色で繰り返し、着色層を形成する方法である。 The pigment dispersion method is a method in which a photosensitive resin material in which a pigment is dispersed on a transparent substrate is applied with a spin coater or the like and then patterned with a photolithographic method to repeat a color layer for each color of R, G, and B to form a colored layer. .
電着法は、透明基板上に透明電極パターンを形成した後、顔料、樹脂、電解液等の入った電着塗装液に浸漬して電着する工程を各色で繰り返し、着色層を得る方法である。 The electrodeposition method is a method of obtaining a colored layer by forming a transparent electrode pattern on a transparent substrate, then immersing it in an electrodeposition coating solution containing a pigment, a resin, an electrolytic solution, etc. and performing electrodeposition for each color. is there.
印刷法は、顔料が分散された熱硬化型インキを、パターニングを施した版に転移させた後、透明基板上に、直接印刷若しくは、オフセット印刷によってパターン形成する工程を各色で繰り返して、着色層を形成する方法である。 In the printing method, after a thermosetting ink in which a pigment is dispersed is transferred to a patterned plate, a process of forming a pattern by direct printing or offset printing on a transparent substrate is repeated for each color, and a colored layer. It is a method of forming.
必要に応じて、これらの方法による着色層形成前に、透明基板上にＣｒ等の金属膜や黒色（Ｂｋ）顔料からなる遮光層パターンが形成される。 If necessary, a light shielding layer pattern made of a metal film such as Cr or a black (Bk) pigment is formed on the transparent substrate before forming the colored layer by these methods.
前記の方法によって、カラーフィルターの製造は可能であるが、現状は、良好な色特性や、位置精度、コストなどから、顔料分散法が良く用いられている。但し、どの製造方法であっても、基板の大型化に伴うカラーフィルター面内のゴミや異物の増加によって、全くの無欠陥でカラーフィルターを製造することが困難になり、大型基板使用などの材料コスト上昇と合わせて考慮すると、将来に渡るコスト低減が難しい状況になりつつある。 Although the color filter can be manufactured by the above method, at present, the pigment dispersion method is often used because of good color characteristics, positional accuracy, cost, and the like. However, in any manufacturing method, it is difficult to manufacture a color filter with no defects due to the increase in dust and foreign matter in the color filter surface as the substrate becomes larger. Considering this together with cost increases, it is becoming difficult to reduce costs in the future.
そこで、カラーファイルターに発生したパターン欠陥部を修正して良品化し、全体的な製造コストを低減させることが、製造歩留まりの向上と共に重要となってくる。ここで、
パターン欠陥部または欠陥とは、パターンの一部が欠落したピンホール欠陥や、インキや異物が付着し、パターンの連続性が損なわれた付着欠陥、色の均一性が損なわれた色欠陥、それら異常部分を取り除いた箇所のことを指す。
Thus, it is important to improve the manufacturing yield by correcting the pattern defect portion generated in the color filter to make it non-defective and reducing the overall manufacturing cost. here,
A pattern defect or defect is a pinhole defect in which a part of the pattern is missing, an adhesion defect in which ink or foreign matter is adhered and the continuity of the pattern is impaired, a color defect in which the color uniformity is impaired, or the like The point where the abnormal part is removed.
現在行われているほとんどの微小パターンの修正においては、欠陥部を紫外〜赤外レーザー光照射を用いて適当な大きさに取り除く作業が行なわれる。（以下レーザーリペアと称する）
たとえばカラーフィルターの遮光層や着色層にピンホール等の色ヌケが発生した場合には、修正を行う前に欠陥部を含めた周辺を、ある一定の領域レーザーリペアした後、パターンに応じた修正を行う。レーザー照射の大きさは３０μｍから１００μｍで、形状は正方形、長方形、平行四辺形などがある。欠陥部の形状や大きさを画一的にすることで、塗布する修正インキ量の定量化や修正手順の作業標準化ができる利点がある。
In most of the fine pattern corrections currently being carried out, an operation of removing the defective portion to an appropriate size using ultraviolet to infrared laser light irradiation is performed. (Hereafter referred to as laser repair)
For example, if color spots such as pinholes occur in the light-shielding layer or colored layer of the color filter, the area including the defective part is repaired to a certain area before repairing, and then the correction according to the pattern is performed. I do. The size of the laser irradiation is 30 μm to 100 μm, and the shape includes a square, a rectangle, a parallelogram, and the like. By making the shape and size of the defective portion uniform, there is an advantage that the amount of correction ink to be applied can be quantified and the operation standard of the correction procedure can be standardized.
このように色抜けによる欠陥だけではなく、パターン表面に付着した異物やパターン膜中に埋め込まれた異物の除去を行う方法として、特許文献１に開示されているようにレーザー光照射で異物を除去し再度着色する方法が提案されている。 In this way, as a method of removing not only defects due to color loss but also foreign matters adhering to the pattern surface and foreign matters embedded in the pattern film, foreign matters are removed by laser light irradiation as disclosed in Patent Document 1. A method of coloring again has been proposed.
例えばカラーフィルターの遮光層や着色層にピンホール等の色ヌケが発生した場合や、レーザーリペア後のパターン欠陥部の修正には、特許文献２に加持されているように適切な色濃度を有する修正用インキを修正用針先につけた後、修正部に塗布して乾燥させて修正する方法や、修正用インキの供給にディスペンサ方式を用いて修正する方法が知られている。 For example, when color leakage such as pinholes occurs in the light shielding layer or coloring layer of the color filter, or for correction of a pattern defect portion after laser repair, the color density has an appropriate color density as described in Patent Document 2. There are known a method of applying correction ink to a correction needle tip, and then applying the ink to a correction portion and drying it for correction, and a method of correcting using a dispenser system for supplying correction ink.
また、特許文献３及び４に開示されているように、インクジェットヘッドから、修正用インキをピンホール等色ヌケ部に吐出し、修正する方法が提案されている。しかし、このような修正箇所に直接インキを導入する方法は、微小な修正箇所にインキを正確に導入する事が難しいばかりでなく、基板上でのインキの広がりや膜厚のバラツキを制御することは難しい。この為、インキを導入した後のレーザー光照射によるトリミング（整形）作業や膜厚を整えるための部分的な研磨作業を行う必要があった。 In addition, as disclosed in Patent Documents 3 and 4, a method for correcting by ejecting correction ink from an ink jet head to a pinhole color spot is proposed. However, the method of directly introducing ink to such correction locations not only makes it difficult to accurately introduce ink to minute correction locations, but also controls the spread of ink on the substrate and variations in film thickness. Is difficult. For this reason, it is necessary to perform a trimming (shaping) operation by laser light irradiation after introducing the ink and a partial polishing operation for adjusting the film thickness.
そこで、特許文献５に開示されているように、修正インキをあらかじめフィルム上に加工した感光性着色フィルムを必要部位に熱転写した後、露光、現像、乾燥させて修正する方法や、特許文献６に開示されているように修正用着色フィルムの熱転写時にレーザーを用いて部分的に熱圧着する方法など、いわゆるフィルム転写方式による修正方法が用いられている。
フィルム転写方式による修正では、あらかじめ修正インキが一定の膜厚に形成されている着色フィルムを用いる事から、修正パターンの膜厚が均一であり、インキを直接修正部に塗布する場合に比べ修正時間の短縮ができる利点がある。しかし、修正用フィルムに用いる着色層は、熱溶融または軟化させる必要があり、すでに基板上にパターニングする際に用いた材料と異なる材料を用いる必要があった。 The correction by the film transfer method uses a colored film in which the correction ink is formed in a certain film thickness in advance, so the correction pattern has a uniform film thickness and the correction time is shorter than when ink is applied directly to the correction area. There is an advantage that can be shortened. However, the colored layer used for the correction film needs to be melted or softened, and a material different from the material already used for patterning on the substrate has to be used.
また、広範囲の白抜けなどの修正は短時間で行なう事ができるが、パターニングを必要とする修正では、転写時または転写後の形状修正（トリミング）が必要であり修正に時間がかかってしまっていた。特に、転写時にレーザー照射を用いてトリミングする場合、支持基材であるフィルム材料を同時に転写してしまう欠点や、修正用フィルムを介して基材を観察し、修正箇所を決める必要があり、修正位置の精度低下やパターンの連続性をそこなう場合があった。 In addition, a wide range of white spots can be corrected in a short time. However, corrections that require patterning require shape correction (trimming) at the time of transfer or after transfer, which takes time. It was. In particular, when trimming using laser irradiation at the time of transfer, it is necessary to determine the correction location by observing the base material through the film for correction and the defects that simultaneously transfer the film material as the support base material. In some cases, the accuracy of the position is lowered and the continuity of the pattern is lost.
本発明の課題は、従来のフィルム転写方式を用いたパターン修正方法の不具合を解決し、パターン修正部の正確な位置決めや修正用フィルムの転写後のトリミングを必要としない高精度なパターン修正方法およびパターン修正装置を提供するものである。 An object of the present invention is to solve the problems of a conventional pattern correction method using a film transfer method, and to perform a high-accuracy pattern correction method that does not require accurate positioning of a pattern correction portion or trimming after transfer of a correction film, and A pattern correction apparatus is provided.
本発明の請求項１に係る発明は、パターンが施された基板表面のパターン欠陥部にインキを転写してパターン欠陥を修正するパターン修正方法において、あらかじめフィルム上に修正インキ膜をパターニング形成したテープ状の修正フィルムを作製し、前記修正フィルムのパターニングされた修正インキ膜を前記パターン欠陥部に加熱転写してパターン欠陥を修正することを特徴とするパターン修正方法である。 The invention according to claim 1 of the present invention is a pattern correction method for correcting a pattern defect by transferring ink to a pattern defect portion on the surface of a substrate on which a pattern has been formed. The pattern correction method is characterized in that a pattern-like correction film is prepared, and the correction ink film patterned on the correction film is heated and transferred to the pattern defect portion to correct the pattern defect.
また本発明の請求項２に係る発明は、前記修正フィルムは、インキ剥離性基材上に修正用インキを塗布して予備乾燥状態にした後、必要とするパターンを凹部とする除去版を接触させて非パターン領域を版凸部へ移行させることで前記インキ剥離性基材上にパターニングされた修正インキ膜とし、その後さらに加圧転写を用いて前記修正フィルム上にパターニングされた修正インキ膜を形成しテープ状にしたものであることを特徴とする請求項１に記載するパターン修正方法である。 In the invention according to claim 2 of the present invention, the correction film is applied with a correction ink on an ink-releasable substrate to be in a pre-dried state, and then contacted with a removal plate having a required pattern as a recess. The modified ink film patterned on the ink-peelable substrate by moving the non-pattern area to the plate convex part, and then the modified ink film patterned on the modified film using pressure transfer The pattern correction method according to claim 1, wherein the pattern correction method is formed into a tape shape.
また、本発明の請求項３に係る発明は、前記インキ剥離性基材として、シリコーン樹脂基材又は基材表面にシリコーン層を設けた離形フィルムを用いることを特徴とする請求項２に記載するパターン修正方法である。 In the invention according to claim 3 of the present invention, a silicone resin substrate or a release film having a silicone layer provided on the substrate surface is used as the ink peelable substrate. This is a pattern correction method.
また、本発明の請求項４に係る発明は、パターンが施された基板表面の前記パターン欠陥部で、前記修正フィルムを基板表面と平行に保持し、光学手段を用いて観測しながら前記修正用フィルム表面の修正インキ膜のパターンと基板表面の前記パターン欠陥部の位置合わせを行うことを特徴とする請求項１〜３何れか１項に記載のパターン修正方法である。 In the invention according to claim 4 of the present invention, the correction film is held in parallel with the substrate surface at the pattern defect portion on the surface of the substrate on which the pattern is applied, and the correction film is observed using optical means. 4. The pattern correction method according to claim 1, wherein the pattern of the correction ink film on the film surface and the pattern defect portion on the substrate surface are aligned.
次に、本発明の請求項５に係る発明は、あらかじめフィルム上に修正インキ膜を連続的にパターニング形成したテープ状の修正フィルムを用いて、前記修正フィルムのパターニングされた修正インキ膜をパターン欠陥部に加熱転写してパターン欠陥を修正するパターン修正装置であって、少なくとも基板表面の観察を行う観察プローブ、観察プローブ下部へ前記修正用フィルムを連続的に供給するフィルム搬送系、修正インキ膜の加熱転写を行うための加熱ローラーを搭載していることを特徴とするパターン修正装置である。 Next, the invention according to claim 5 of the present invention uses a tape-like correction film in which a correction ink film is continuously patterned on a film in advance, and the correction ink film patterned on the correction film is subjected to a pattern defect. A pattern correction apparatus for correcting pattern defects by heating and transferring to a part, an observation probe for observing at least the substrate surface, a film transport system for continuously supplying the correction film to the lower part of the observation probe, and a correction ink film A pattern correction apparatus including a heating roller for performing heat transfer.
次に、本発明の請求項６に係る発明は、前記パターンが施された基板は、フラットパネルディスプレイ向けのカラーフィルターであることを特徴とする請求項１〜４何れか１項
に記載のパターン修正方法である。
Next, the invention according to claim 6 of the present invention is the pattern according to any one of claims 1 to 4, wherein the substrate on which the pattern is applied is a color filter for a flat panel display. It is a correction method.
また、本発明の請求項７に係る発明は、前記パターンが施された基板はフラットパネルディスプレイ向けのカラーフィルターであることを特徴とする請求項５記載のパターン修正装置である。 The invention according to claim 7 of the present invention is the pattern correction device according to claim 5, wherein the substrate on which the pattern is applied is a color filter for a flat panel display.
本発明のパターン修正方法によれば、あらかじめフィルム上にインキ膜を連続的にパターニング形成したテープ状の修正フィルムを作製し、前記修正フィルムのパターニングされたインキ膜を前記パターン欠陥部に加熱転写してパターン欠陥を修正することを特徴とすることで、直接修正インキを用いる方法に比べて、修正後のパターン膜厚を均一にできる為、局所的な研磨加工を必要とせず、さらにすでにパターン化されたインキ膜を転写する為、レーザーによるトリミングが不要となり、修正に要する時間やコストを低減することが可能な高精度なパターン修正方法とすることが可能となる。 According to the pattern correction method of the present invention, a tape-shaped correction film in which an ink film is continuously patterned on a film is prepared in advance, and the patterned ink film of the correction film is heated and transferred to the pattern defect portion. Compared with the method using direct correction ink, the pattern film thickness after correction can be made uniform, which eliminates the need for local polishing and makes it already patterned. Since the transferred ink film is transferred, trimming with a laser is not required, and it is possible to provide a highly accurate pattern correction method capable of reducing time and cost required for correction.
また本発明では、前記修正用フィルム上にインキ膜をパターニングする方法として、インキ剥離性基材上に修正用インキを塗布し、予備乾燥状態にした後、必要とするパターンを凹部とする除去版を接触させて非パターン領域を版凸部へ移行させることで、インキ剥離性基材上にパターニングされた修正インキ膜を得、その後加圧転写を用いて修正用フィルムに修正インキ膜をパターニングすることで、１０μｍ幅程度の精密なパターニングを可能とするばかりでなく、修正に要する時間やコストを低減することができる高精度なパターン修正方法とすることが可能となる。 Further, in the present invention, as a method for patterning an ink film on the correction film, a correction plate is applied on an ink-peelable base material, preliminarily dried, and then a removal plate having a required pattern as a recess. To obtain a modified ink film patterned on the ink-peelable substrate by patterning the modified ink film on the correction film using pressure transfer. As a result, not only precise patterning with a width of about 10 μm can be achieved, but also a highly accurate pattern correction method capable of reducing time and cost required for correction can be achieved.
また、本発明では前記インキ剥離性基材として、シリコーン樹脂基板又は基材表面にシリコーン層を設けた離形フィルムを用いることで、容易に修正用フィルムへ連続的に修正インキ膜をパターニングすることが可能となり、安価なパターン修正方法とすることができる。 In the present invention, as the ink releasable base material, by using a release film having a silicone resin substrate or a silicone layer on the base material surface, the correction ink film can be easily and continuously patterned on the correction film. Therefore, an inexpensive pattern correction method can be obtained.
また、本発明では、パターンが施された基板表面の前記パターン欠陥部で、前記修正フィルムを基板表面と平行に保持し、光学手段を用いて観測しながら前記修正用フィルム表面の修正インキ膜のパターンと基板表面の前記パターン欠陥部の位置合わせを行うことで、微細なパターンや広範囲なパターンの修正を精度良く行うことが可能となる高精度なパターン修正方法とすることができる。 Further, in the present invention, the correction film on the surface of the correction film is maintained at the pattern defect portion on the surface of the substrate on which the pattern is applied, while maintaining the correction film in parallel with the substrate surface and observing using optical means. By aligning the pattern and the pattern defect portion on the surface of the substrate, it is possible to provide a highly accurate pattern correction method that enables accurate correction of a fine pattern or a wide range of patterns.
また本発明では、あらかじめフィルム上に修正インキ膜を連続的にパターニング形成したテープ状の修正フィルムを用いて、前記修正フィルムのパターニングされた修正インキ膜を前記パターン欠陥部に加熱転写してパターン欠陥を修正するパターン修正装置であって、少なくとも基板表面の観察を行う観察プローブ、観察プローブ下部へ前記修正用フィルムを連続的に供給するフィルム搬送系、修正インキ膜の加熱転写を行うための加熱ローラーを搭載している事で、従来のパターン修正装置と比較し、安価で修正にかかる時間が少なく、精度の良いパターン修正装置を提供する事が可能となった。 Further, in the present invention, using a tape-shaped correction film in which a correction ink film is continuously patterned on a film in advance, the pattern correction defect is obtained by heating and transferring the pattern correction ink film of the correction film to the pattern defect portion. A pattern correction device for correcting at least a substrate surface, an observation probe for observing at least the substrate surface, a film transport system for continuously supplying the correction film to the lower part of the observation probe, and a heating roller for performing heat transfer of the correction ink film As a result, it is possible to provide a highly accurate pattern correction device that is less expensive and takes less time for correction than conventional pattern correction devices.
さらに本発明では、前記パターンが施された基板がフラットパネルディスプレイ向けのカラーフィルターであることで、カラーフィルター製造の歩留まり向上やコスト削減を実現する事ができる。 Furthermore, in the present invention, since the substrate on which the pattern is applied is a color filter for a flat panel display, it is possible to improve the yield of manufacturing color filters and reduce costs.
以下に、本発明によるパターン修正方法およびパターン修正装置を、一実施形態に基づいて、図１及び図２を参照して説明する。 A pattern correction method and a pattern correction apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2 based on an embodiment.
図１は、本発明のパターン修正方法の一実施形態によるパターン修正のプロセスの概略説明図である。（ａ）はインキ剥離性基材への修正用インキの塗工プロセス、（ｂ）は除去版を用いてインキ剥離性基材上のインキ膜をパターニングするプロセス、（ｃ）はインキ剥離性基材上のインキ膜を加圧転写を用いて修正フィルム上にパターニングされたインキ膜として形成するプロセス、（ｄ）はパターン修正機による修正位置決めと加熱ローラーによるインキ膜の基板表面への加熱転写プロセス、（ｅ）は欠陥が修正された基板表面のパターンを示す。また図２は、本発明のパターン修正装置であるパターン修正装置の概略図である。 FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of a pattern correction process according to an embodiment of the pattern correction method of the present invention. (A) is a process of applying a correction ink to an ink peelable substrate, (b) is a process of patterning an ink film on an ink peelable substrate using a removal plate, and (c) is an ink peelable group. The process of forming the ink film on the material as an ink film patterned on the correction film using pressure transfer, (d) is the process of correcting the positioning by the pattern correction machine and the heat transfer process of the ink film to the substrate surface by the heating roller , (E) shows a pattern on the substrate surface in which the defect is corrected. FIG. 2 is a schematic diagram of a pattern correction apparatus which is a pattern correction apparatus according to the present invention.
まず、図１（a）に示すように、塗工ヘッド２０１を用いてインキ剥離性基材２０２の一部分へ修正インキを塗工し、室温で数分間放置することにより予備乾燥状態の修正インキ膜１０５を得る。 First, as shown in FIG. 1 (a), a correction ink film is applied to a part of an ink-peelable substrate 202 using a coating head 201 and left at room temperature for several minutes to prepare a corrected ink film in a pre-dried state. 105 is obtained.
次に、図１（ｂ）に示すように、固定された除去版２０３に予備乾燥状態の修正インキ膜１０５を重ね、片側から剥離することにより、インキ剥離性基材２０２上にパターニングされた修正インキ膜１０５を得る。 Next, as shown in FIG. 1 (b), the modified ink film 105 in a pre-dried state is overlaid on the fixed removal plate 203, and the modification is patterned on the ink-peelable substrate 202 by peeling from one side. An ink film 105 is obtained.
その後、図１（ｃ）に示すように、修正用フィルム１０４をインキ剥離性基材２０２の一部に押し付け、剥離することにより修正用フィルム１０４表面にパターニングされた修正インキ膜１０５を得る。 Thereafter, as shown in FIG. 1C, the correction film 104 is pressed against a part of the ink-peeling substrate 202 and peeled to obtain a correction ink film 105 patterned on the surface of the correction film 104.
修正用フィルム１０４表面に形成される、修正用パターンは、基板２００表面に形成された既存パターン１０８のパターンの一部であり、必要によって同一のパターンを連続して形成してもよいし、例えば異なるパターンを交互に設けてもよい。 The correction pattern formed on the surface of the correction film 104 is a part of the pattern of the existing pattern 108 formed on the surface of the substrate 200. If necessary, the same pattern may be continuously formed. Different patterns may be provided alternately.
このようにして得た修正用フィルム１０４を、図１（ｄ）に示すように、図２に示す本発明のパターン修正装置に装着し、観察プローブ１００の観察範囲に修正用フィルム１０４を搬送する。前もって、記録しておいた修正箇所の位置情報を基に、ＸＹΘステージ１１１により基板２００の修正箇所を同じく観察範囲に位置させる。自動で、あるいは観察プローブ１００に設けられた光学系やＣＣＤ観察部１０２を用い観察しながら修正用フィルム１０４表面のパターンが修正箇所の直上にくるように、ＸＹΘステージ１１１の位置調整を行い、修正位置を決定する。 The correction film 104 thus obtained is mounted on the pattern correction apparatus of the present invention shown in FIG. 2 as shown in FIG. 1 (d), and the correction film 104 is conveyed to the observation range of the observation probe 100. . Based on the position information of the correction location recorded in advance, the correction location of the substrate 200 is similarly positioned in the observation range by the XYΘ stage 111. The position of the XYΘ stage 111 is adjusted and corrected so that the pattern on the surface of the correction film 104 comes directly above the correction location while observing automatically or using the optical system provided in the observation probe 100 or the CCD observation unit 102. Determine the position.
なお、修正する既存パターン１０８中のパターン欠陥部が異物付着による欠陥であった場合や、パターン欠陥部と修正インキ膜１０５の形状が合致しない場合は、既存の修正装置に設けられているレーザー照射装置によるトリミングを行い、異物の除去や欠陥部形状の規格化を行っておく必要がある。 In addition, when the pattern defect part in the existing pattern 108 to be corrected is a defect due to foreign matter adhesion, or when the pattern defect part and the shape of the correction ink film 105 do not match, the laser irradiation provided in the existing correction apparatus It is necessary to perform trimming by an apparatus to remove foreign matter and standardize the shape of the defect portion.
修正用フィルム１０４の搬送系の位置を下げ、あるいは、ステージ全体の高さを修正用フィルム１０４にあわせ、加熱した熱転写ローラー１０７を修正用フィルム１０４上から押し付けた後、ふたたび修正用フィルム１０４と基板２００を引き離すことで、図１（ｅ）に示すように、修正用フィルム１０４表面の修正インキ膜１０５を既存パターン１０８中の修正箇所へ転写を行う。 After the position of the conveyance system of the correction film 104 is lowered, or the height of the entire stage is adjusted to the correction film 104 and the heated thermal transfer roller 107 is pressed from above the correction film 104, the correction film 104 and the substrate are returned again. By separating 200, the correction ink film 105 on the surface of the correction film 104 is transferred to the correction portion in the existing pattern 108 as shown in FIG.
最後に必要により、修正した基板１０９をオーブン等の加熱装置を用いて加熱、または修正箇所のみにＩＲヒーターなどの局所的な加熱手段を用いて、修正インキ膜１０５の硬化を促進させパターン修正を完了する。 Finally, if necessary, the corrected substrate 109 is heated using a heating device such as an oven, or a local heating means such as an IR heater is used only at the corrected portion to accelerate the curing of the corrected ink film 105 to correct the pattern. Complete.
次に、本発明のパターン修正装置について説明する。 Next, the pattern correction apparatus of the present invention will be described.
観察プローブ１００は、レンズ、ミラー等の光学系と、光源導入部１０１や修正箇所観察の為のＣＣＤ観察部１０２から構成される。ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）観察部１０２は、観察プローブ１００へ導入され、基板１０９表面で反射された光や、透過光を対物レンズやハーフミラーを介して観察プローブ１００に組み込まれたＣＣＤ素子を用いて観察するものであり、入射光に基づいて画像を検出するものであればよく、ＣＣＤ素子搭載回路をパーソナルコンピュータやモニターに接続してパターン欠陥部の位置の確認、表面観察に用いる。 The observation probe 100 includes an optical system such as a lens and a mirror, a light source introduction unit 101, and a CCD observation unit 102 for observing a correction location. A CCD (Charge Coupled Device) observation unit 102 uses a CCD element that is introduced into the observation probe 100 and reflects the light reflected by the surface of the substrate 109 or the transmitted light into the observation probe 100 via an objective lens or a half mirror. Any device that detects an image based on incident light may be used, and a CCD element-mounted circuit is connected to a personal computer or a monitor, which is used for confirmation of the position of a pattern defect portion and surface observation.
この転写・観察プローブ１００は、ＸＹΘステージ１１１上に保持されるが、観察プローブ１００自身へＸ軸方向もしくはＸ軸Ｙ軸方向への移動手段を持たせ、基板上で動かしても良く、光学系による観察の為の焦点合わせのため高さ方向への動作を可能とする。さらに、例えば大まかに修正箇所を探す場合には、インキ剥離性基材２０２が観察視界から外れるような位置に観察プローブ１００やインキ剥離性基材２０２の搬送系を移動させるのが好ましい。 The transfer / observation probe 100 is held on the XYΘ stage 111. However, the observation probe 100 itself may have a moving means in the X-axis direction or the X-axis Y-axis direction, and may be moved on the substrate. Enables movement in the height direction for focusing by observation. Furthermore, for example, when roughly searching for a correction location, it is preferable to move the observation probe 100 or the transport system of the ink peelable substrate 202 to a position where the ink peelable substrate 202 is out of the observation field of view.
加熱ローラー１０７は、一般的なハロゲンヒーターを組み込んだゴムローラーや誘電加熱ローラーを使用することができるが、主に硬度３０〜６０（デュロメーターＡスプリング式）のゴムを金属ローラーに巻いたものを用いる事ができる。修正用フィルム１０４と修正インキ膜１０５の剥離性により異なるが、８０℃〜１４０℃の温度を維持し加熱加圧をおこなう。ニップ圧は、０．０８ＭＰａ〜０．２５ＭＰａの範囲で、ニップ面積、ローラー搬送速度やインキ組成、インキ膜厚を考慮し、最適な設定を行う必要があり、好ましくは０．１５ＭＰａの加圧を行う。 The heating roller 107 can be a rubber roller or a dielectric heating roller incorporating a general halogen heater, but mainly uses a rubber having a hardness of 30 to 60 (durometer A spring type) wound around a metal roller. I can do things. Although it differs depending on the peelability between the correction film 104 and the correction ink film 105, heating and pressurization are performed while maintaining a temperature of 80 ° C to 140 ° C. The nip pressure must be set in the range of 0.08 MPa to 0.25 MPa in consideration of the nip area, the roller conveyance speed, the ink composition, and the ink film thickness, and preferably a pressure of 0.15 MPa is applied. Do.
巻き出し部１０３、及び巻き取り部１０６は、スリット加工された修正用フィルム１０４の巻き取りロールから順にフィルムを送り出し、使用後巻き取るために設置される。それぞれ巻き取りロールで供給される原反を設置または、巻き取るため直径３ｃｍから２０ｃｍの巻き取りを装着できるマウンターと、軸となるシリンダー、回転やテンションを制御してフィルム基材を搬送するためのモーターやテンションを制御する為のブレーキを備える。修正対象となる基板に使用するインキの数に合わせて、一行から複数行の修正用フィルムをセットし使用できる構造とすることも可能である。 The unwinding unit 103 and the winding unit 106 are installed in order to sequentially feed the film from the winding roll of the correction film 104 that has been slit, and to wind it after use. A mounter that can be equipped with a take-up roll with a diameter of 3 cm to 20 cm in order to install or take up the raw material supplied by a take-up roll, a cylinder that serves as a shaft, and a film base for controlling rotation and tension. A brake is provided to control the motor and tension. Depending on the number of inks used for the substrate to be corrected, it is also possible to have a structure in which one to a plurality of lines of correction films can be set and used.
ＸＹΘステージ１１１は、ボールねじやリニアモーター等で駆動するものを用いることができ、金属製、石製などのものを用いることができるが、少なくとも水平を保ったまま往復運動や回転を制御できる物を用いる。また、基板２００を減圧により吸着固定できるが、吸着による表面の凹凸を防ぐためにエッジ付近のみ吸着孔を設ける方法や、多孔質性材料を用いた吸着表面を用いる方法を選択することができる。
さらに、本発明のパターン修正方法に用いる材料及びその適用手順について以下に詳しく説明する。
The XYΘ stage 111 can be driven by a ball screw, a linear motor, or the like, and can be made of metal, stone, etc., but can control reciprocating motion and rotation while maintaining at least the level. Is used. In addition, the substrate 200 can be adsorbed and fixed by reducing the pressure, but a method of providing an adsorption hole only near the edge or a method of using an adsorption surface using a porous material can be selected in order to prevent surface irregularities due to adsorption.
Further, materials used in the pattern correction method of the present invention and application procedures thereof will be described in detail below.
インキ剥離性基材２０２は、シリコーン樹脂の成型体または、プラスチック等の可撓性基材表面を加工し用いることが可能である。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、シクロオレフィンポリマー、ポリイミド、ナイロン、アラミド、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、トリアセチルセルロースなどのフィルムやシートを基材として用いることができる。 The ink releasable base material 202 can be used by processing a surface of a flexible base material such as a molded body of silicone resin or plastic. For example, a film or sheet of polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyethersulfone, cycloolefin polymer, polyimide, nylon, aramid, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, triacetyl cellulose, or the like can be used as a base material. .
前記したプラスチック等の可撓性基材への表面加工としては、前記基材へシリコーンオイル、シリコーンワニスで代表される離型剤を塗っても良いし、あるいはシリコーンゴムの薄膜層を形成してもよい。また同じ目的でフッ素系樹脂、フッ素系ゴムも利用されうるし、フッ素樹脂微粉末をシリコーンゴムあるいは、普通のゴムに混ぜて剥離性を出すなど
の使い方をしてもよい。
As the surface treatment on the flexible base material such as plastic as described above, a release agent represented by silicone oil or silicone varnish may be applied to the base material, or a thin film layer of silicone rubber may be formed. Also good. For the same purpose, fluorine-based resins and fluorine-based rubbers may be used, or the fluororesin fine powder may be mixed with silicone rubber or ordinary rubber to obtain releasability.
これらシリコーン系の塗膜は通常フィルム基材との密着が低いが、熱硬化または紫外線硬化性のアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、または最表面に設けるシリコーン層に対してより基材との接着性の高い樹脂層を、アンカー層としてあらかじめフィルム基材上に設け、その上層に設けることもできる。 These silicone-based coatings usually have low adhesion to the film substrate, but are more adhesive to the substrate with respect to thermosetting or UV-curable acrylic resins, epoxy resins, or silicone layers on the outermost surface. It is also possible to provide a high resin layer as an anchor layer on the film substrate in advance and to provide it as an upper layer.
いずれも適度のインキ受容性を有すると同時に、一度受容したインキの完全なインキ剥離性を有することが望ましい。 It is desirable that both of them have an appropriate ink receptivity and at the same time have a complete ink peelability of the ink once received.
具体的なシリコーンとしては、ジメチルポリシロキサンの各種分子量のもの、その他メチルハイドロジエンポリシロキサン、メチルフェニルシリコーンオイル、メチル塩素化フェニルシリコーンオイル、あるいはこれらポリシロキサンと有機化合物との共重合体など、変成したものを用いることができる。 Specific silicones include dimethylpolysiloxanes with various molecular weights, other methylhydropolysiloxanes, methylphenylsilicone oils, methylchlorinated phenylsilicone oils, or copolymers of these polysiloxanes with organic compounds. Can be used.
シリコーンゴムとしては、二液型のジオルガノポリシロキサンと架橋剤としての三官能性以上のシラン、またはシロキサン及び硬化触媒を組み合わせたもの、あるいは一液型ではジオルガノポリシロキサンとアセトンオキシム、各種メトキシシラン、メチルトリアセトキシシラン等の組み合わせなどが用いられ、その他ゴム硬度を調節するためのポリシロキサンが適宜用いられる。 Silicone rubber is a combination of two-component diorganopolysiloxane and a tri- or higher functional silane as a crosslinking agent, or a combination of siloxane and a curing catalyst, or one-component diorganopolysiloxane, acetone oxime, and various methoxys. Combinations of silane, methyltriacetoxysilane, and the like are used, and other polysiloxanes for adjusting rubber hardness are appropriately used.
また、インキ剥離性基材２０２として、前記したプラスチック等の可撓性基材に無機膜を設けた後、シランカップリング剤による表面処理を施したものを用いることもできる。 Moreover, after providing an inorganic film | membrane to flexible base materials, such as above-mentioned plastics, as the ink peelable base material 202, what surface-treated with the silane coupling agent can also be used.
シランカップリング剤としては、トリメトキシシラン類、トリエトキシシラン類などを用いることができる。このシランカップリング剤の一部位は、ビニル基、エポキシ基、アミノ基、メタクリル基、メルカプト基などの有機化合物との反応性基を持つものから選ぶことができ、あるいはアルキル基やその一部にフッ素原子が置換されたものやシロキサンが結合して、表面自由エネルギーの小さな表面を形成できる置換基が結合したものを用いることができる。前者の反応性基を有するシランカップリング剤を用いる場合には、シランカップリング剤で基材表面を処理した後、所定の表面自由エネルギーになるような他のモノマー成分を塗工して、結合させることができる。反応性基を有するシランカップリング剤としては、ビニルメトキシシラン、ビニルエトキシシラン、ｐ−スチリルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、２−（３、４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシランなどを用いることができ、モノマーとして、スチレン、エチレングリコールジグリシジルエーテル、トリメチルプロパントリグリシジルエーテル、ラウリルアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートなどを用いることができる。また、反応性基を有さないシランカップリング剤としてはメチルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン、ｎ−オクチルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシランなどを用いることができる。但し、アルキル基に限定されるものではない。 As the silane coupling agent, trimethoxysilanes, triethoxysilanes, and the like can be used. One part of this silane coupling agent can be selected from those having a reactive group with an organic compound such as a vinyl group, an epoxy group, an amino group, a methacryl group, a mercapto group, or an alkyl group or a part thereof. Those in which fluorine atoms are substituted and those in which siloxane is bonded and bonded to a substituent capable of forming a surface having a small surface free energy can be used. When the former silane coupling agent having a reactive group is used, the surface of the substrate is treated with the silane coupling agent, and then another monomer component is applied so as to obtain a predetermined surface free energy. Can be made. Examples of the silane coupling agent having a reactive group include vinyl methoxy silane, vinyl ethoxy silane, p-styryl trimethoxy silane, 3-glycidoxypropyl trimethoxy silane, 2- (3,4 epoxy cyclohexyl) ethyl trimethoxy silane. , 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, etc., and styrene, ethylene glycol diglycidyl ether, trimethylpropane triglycidyl ether, lauryl acrylate, dipentaerythritol hexa Acrylate or the like can be used. As the silane coupling agent having no reactive group, methyltrimethoxysilane, n-hexyltrimethoxysilane, n-octyltrimethoxysilane, dodecyltrimethoxysilane and the like can be used. However, it is not limited to an alkyl group.
前記シランカップリング剤を前記したプラスチック等の可撓性基材に固定化する方法としては、シランカップリング剤を使用した公知の表面処理方法を用いることができる。例えば、シランカップリング剤を水、酢酸水溶液、水−アルコール混合液、あるいはアルコール溶液に希釈させた溶液を調製する。この溶液を公知の塗工方法であるグラビアコーター、ロールコーター、ダイコーター等を用いて基材表面に塗工し、次いで乾燥させることでシランカップリング剤を固定化できる。また、反応性基を有するシランカップリング剤を用いた場合には、次いで他のモノマー成分を同様に塗工して結合させることができる。 As a method for immobilizing the silane coupling agent on a flexible substrate such as the above-described plastic, a known surface treatment method using a silane coupling agent can be used. For example, a solution obtained by diluting a silane coupling agent in water, an acetic acid aqueous solution, a water-alcohol mixed solution, or an alcohol solution is prepared. The silane coupling agent can be fixed by coating this solution on the surface of the substrate using a known coating method such as a gravure coater, roll coater, die coater, etc., and then drying. When a silane coupling agent having a reactive group is used, other monomer components can then be applied and bonded in the same manner.
前記シランカップリング剤を基材上に固定化するためには、あらかじめ基材上にＳｉＯ2や、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2もしくはこれらの複合膜が設けられていることが好ましい。これら無機酸化膜は既知の蒸着法やスパッタ法を用いて設けたものを用いることができる。 In order to immobilize the silane coupling agent on the substrate, it is preferable that SiO 2 , TiO 2 , ZrO 2 or a composite film thereof is provided on the substrate in advance. As these inorganic oxide films, those provided by using a known vapor deposition method or sputtering method can be used.
また、前記無機酸化膜を設ける方法として、一般式Ｍ（ＯＲ）ｎで表される金属アルコキシド（ＭはＳｉ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｚｒなどの金属、ＲはＣＨ3、Ｃ2Ｈ5などのアルキル基）を水、アルコールの共存下で加水分解反応および縮重合反応させて得られたゲル溶液を表面にコーティング後、加熱することで無機酸化物膜を設ける、いわゆるゾル−ゲル法を用いることができる。さらに、上記ゾル−ゲル法で用いる金属アルコキシド溶液中にあらかじめ上記シランカップリング剤を添加しておくこともできる。この場合、表面性改質に特に効果が得られる。 As a method of providing the inorganic oxide film, a metal alkoxide represented by the general formula M (OR) n (M is a metal such as Si, Ti, Al, Zr, R is an alkyl such as CH 3 or C 2 H 5). It is possible to use a so-called sol-gel method in which an inorganic oxide film is formed by coating a gel solution obtained by hydrolyzing and condensation polymerization in the presence of water and alcohol on the surface and then heating. it can. Furthermore, the silane coupling agent can be added in advance to the metal alkoxide solution used in the sol-gel method. In this case, an effect is particularly obtained for surface property modification.
上述したようにして得られるインキ剥離性基材２０２は、表面に修正用インキを滴下した際の接触角が、１０°以上９０°以下となるのが好ましく、より好ましくは２０°以上７０°以下である。この接触角が１０°より小さいと後工程でのインキ剥離性が低下してパターンの欠陥（再現性不良等）が発生しやすくなり、接触角が７０°より大きいとインキ液膜を形成する際にハジキが生じて、均一なインキ液膜を形成することが困難になる。 The ink releasable substrate 202 obtained as described above preferably has a contact angle of 10 ° or more and 90 ° or less, more preferably 20 ° or more and 70 ° or less when the correction ink is dropped on the surface. It is. If this contact angle is less than 10 °, ink releasability in the subsequent process is lowered and pattern defects (such as poor reproducibility) are likely to occur. If the contact angle is greater than 70 °, an ink liquid film is formed. As a result, it becomes difficult to form a uniform ink film.
インキ剥離性基材２０２上に連続的に形成されたインキ膜１０５をパターニングする為の除去版２０３としては、無アルカリガラス等の低膨張ガラス表面に感光性樹脂を用いてマスクパターンを形成した後、既存のドライエッチング処理やウエットエッチング処理、もしくはサンドブラスト処理を用いて、２μｍから３０μｍの版深を設けた凹凸版を用いることができる。 As a removal plate 203 for patterning the ink film 105 continuously formed on the ink-peelable substrate 202, a mask pattern is formed on the surface of a low expansion glass such as alkali-free glass using a photosensitive resin. An uneven plate having a plate depth of 2 μm to 30 μm can be used by using an existing dry etching process, wet etching process, or sand blast process.
また、除去版２０３にはナイロン、アクリル、シリコーン樹脂、スチレン−ジエン共重合体などからなるものを用いることもできる。またエチレン−プロピレン系、ブチル系、ウレタン系ゴムなどのゴム製の版を用いることもできる。このような樹脂製の凹凸版は、すでに凸版印刷やフレキソ印刷用に用いられており、予め作製した型に所定の樹脂を流し込んで版とする、あるいは彫刻によっても作製することができるが、感光性樹脂を用いる方法がより高精度のものを作製できる。 The removal plate 203 may be made of nylon, acrylic, silicone resin, styrene-diene copolymer, or the like. Also, rubber plates such as ethylene-propylene, butyl, and urethane rubbers can be used. Such resin concavo-convex plates are already used for relief printing and flexographic printing, and can be produced by pouring a predetermined resin into a previously produced mold or by engraving. It is possible to manufacture a method using a functional resin with higher accuracy.
修正インキ膜１０５の材料としては、溶媒に画像パターン形成材料を溶解又は分散させたものを用いることができる。例えば、カラーフィルターにおいて赤色、緑色、青色からなるカラーパターン（着色層）やブラックマトリックス等が形成されている基板を修正する場合、顔料成分と樹脂成分を溶媒中に溶解、分散させることにより修正インキとする事が出来る。 As the material of the correction ink film 105, a material obtained by dissolving or dispersing an image pattern forming material in a solvent can be used. For example, when correcting a substrate on which a color pattern (colored layer) consisting of red, green and blue or a black matrix is formed in a color filter, the correction ink is prepared by dissolving and dispersing the pigment component and the resin component in a solvent. Can be.
修正インキに用いる顔料には、例えば、赤、緑、青の各色で使用できる顔料として次のものが挙げられる。顔料の種類は、カラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）Ｎｏ．で示す。まず、赤色顔料として、９７、１２２、１２３、１４９、１６８、１７７、１８０、１９２、２０８、２０９、２１５などが挙げられ、緑色顔料として７、３６などが挙げられ、青色顔料として、１５、１５：１、１５：３、１５：６、２２、６０、６４などが挙げられる。また、これら赤、緑及び青顔料の色調整及びインキの流動性を改善するために、次に挙げる顔料を必要量添加することができる。例えば、黄顔料として、１７、８３、１０９、１１０、１２８などが挙げられ、紫顔料として、１９、２３などが挙げられ、白顔料として、１８、２１、２７、２８などが挙げられ、橙顔料として、３８、４３などが挙げられる。顔料は、単体以外に、顔料を予め分散剤、有機溶剤に分散させた顔料分散体であっても良い。 Examples of the pigment used in the correction ink include the following pigments that can be used in red, green, and blue colors. The type of pigment is a color index (CI) No. It shows with. First, 97, 122, 123, 149, 168, 177, 180, 192, 208, 209, and 215 are listed as red pigments, 7, 36 and the like are listed as green pigments, and 15, 15 as blue pigments. : 1, 15: 3, 15: 6, 22, 60, 64 and the like. Further, in order to improve the color adjustment of these red, green and blue pigments and the fluidity of the ink, the following pigments can be added in necessary amounts. For example, yellow pigments include 17, 83, 109, 110, 128, purple pigments include 19, 23, and white pigments include 18, 21, 27, 28, and orange pigments. 38, 43 and the like. In addition to the simple substance, the pigment may be a pigment dispersion in which the pigment is previously dispersed in a dispersant or an organic solvent.
また、ブラックマトリックス修正用の修正インキに用いられる黒色顔料としては、カーボンブラックやチタンブラックが単独又は混合して用いられる。 Moreover, as a black pigment used for the correction ink for black matrix correction, carbon black or titanium black is used alone or in combination.
修正インキの樹脂成分には、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂からなる群から選ばれる１つ以上のものが使用される。溶剤には、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤及び炭化水素系溶剤などが使用される。エステル系溶剤として、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エトキシエチルプロピオネート、アルコール系溶剤として、１−ブタノール、３メトキシ−３メチル−１ブタノール、１−ヘキサノール、１，３ブタンジオール、１−ペンタノール、２−メチル１−ブタノール、４−メチル−２−ペンタノール、エーテル系溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールターシャリーブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールブチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールブチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、炭化水素系溶剤として、ソルベッソ１００、ソルベッソ１５０（製品名エクソン化学社製）などが挙げられる。 As the resin component of the correction ink, one or more selected from the group consisting of polyester resins, acrylic resins, epoxy resins, melamine resins, and benzoguanamine resins are used. As the solvent, an ester solvent, an alcohol solvent, an ether solvent, a hydrocarbon solvent, or the like is used. As ester solvents, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethoxyethyl propionate, as alcohol solvents, 1-butanol, 3methoxy-3methyl-1butanol, 1-hexanol, 1,3 butanediol, 1-pentanol, 2-methyl 1-butanol, 4-methyl-2-pentanol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol tertiary butyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol butyl ether, ethylene glycol ethyl as ether solvents Ether, ethylene glycol methyl ether, diethylene glycol butyl ether, diethylene glycol ethyl ether, hydrocarbon As agent, Solvesso 100, Solvesso 150 (trade name, manufactured by Exxon Chemical Co., Ltd.) and the like.
さらに分散剤として、非イオン性界面活性剤例えばポリオキシエチレンアルキルエーテル等、イオン性界面活性剤例えばアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリ脂肪酸塩、脂肪酸塩アルキルリン酸塩、及びテトラアルキルアンモニウム塩等、その他、有機顔料誘導体、及びポリエステルなどを単独、あるいは二種類以上を混合して使用することができる。 Further, as a dispersant, nonionic surfactant such as polyoxyethylene alkyl ether, ionic surfactant such as sodium alkylbenzene sulfonate, poly fatty acid salt, fatty acid salt alkyl phosphate, tetraalkyl ammonium salt, etc. Organic pigment derivatives and polyesters can be used alone or in admixture of two or more.
また、インキ剥離性基材上へ修正インキを均一に塗工する為に、レベリング剤を用いることも可能である。例えばケイ素および／またはフッ素の原子を含む材料例えばフッ素樹脂、及びシリコーン樹脂が使用される。フッ素樹脂系としては、含フッ素モノマーもしくはオリゴマー（低分子化合物）、シリコーン樹脂系としては、含ケイ素モノマーまたはオリゴマー（低分子化合物）を使用することができる。レベリング剤を添加しない場合あるいは少ない場合は、濡れ性の低いインキ剥離性基材上でインキが撥いてしまい、多い場合はインキのインキ剥離性基材への密着や耐性を確保することが困難になる為、添加量はインキ組成物全重量に対し好ましくは０．０１重量％〜５重量％、より好ましくは０．０５重量％〜２重量％である。 In addition, a leveling agent can be used to uniformly apply the correction ink onto the ink-peelable substrate. For example, materials containing silicon and / or fluorine atoms such as fluororesin and silicone resin are used. A fluorine-containing monomer or oligomer (low molecular compound) can be used as the fluororesin system, and a silicon-containing monomer or oligomer (low molecular compound) can be used as the silicone resin system. When the leveling agent is not added or when there is little, the ink repels on the ink-peelable substrate with low wettability, and when it is large, it is difficult to ensure adhesion and resistance of the ink to the ink-peelable substrate. Therefore, the addition amount is preferably 0.01% to 5% by weight, more preferably 0.05% to 2% by weight, based on the total weight of the ink composition.
インキ剥離性基材２０２上へ修正インキ膜１０５を形成する塗工方法は、既存のコーティング方法から選択して使用することができるが、インキ液膜を予備乾燥した膜厚が０．５μｍ〜３μｍとなるのが好ましい。インキ液膜がこの範囲より薄いと、乾燥が進行してしまい易く、インキ剥離性基材から剥がれ易くなりすぎてしまう。一方修正インキ膜１０５の膜厚が大きいと乾燥しにくくなり、表面に膜が張るなどの不具合が生じ、乾燥ムラが起き易くなるなど均一なパターニングが困難になってしまう。 The coating method for forming the corrected ink film 105 on the ink-peelable substrate 202 can be selected from existing coating methods, but the film thickness obtained by pre-drying the ink liquid film is 0.5 μm to 3 μm. It is preferable that If the ink liquid film is thinner than this range, drying is likely to proceed, and the ink film is easily peeled off from the ink-peelable substrate. On the other hand, when the thickness of the correction ink film 105 is large, it is difficult to dry, and problems such as the film being stretched on the surface occur, and uniform patterning becomes difficult, for example, uneven drying tends to occur.
本発明のパターン修正方法においては、修正インキの粘度や溶媒の乾燥性に応じて公知の塗工方法を用いることができる。例えばディッピング、ロールコート、グラビアコート、リバースコート、エアナイフコート、コンマコート、ダイコート、スクリーンコート、スプレーコート、グラビアオフセット、インクジェット等が挙げられる。中でも、ダイコート、ギャップコート、ロールコート、アプリケータコート、インクジェットは均一なインキ液膜を形成することができ、さらにその中でも細くスリット加工された搬送フィルム基材上へ形成する場合は、装置が簡素であり高い粘度のインクも塗布することができ、膜厚の均一性が高いダイコートが最も効率的で好適な形成方法である。 In the pattern correction method of the present invention, a known coating method can be used according to the viscosity of the correction ink and the drying property of the solvent. Examples include dipping, roll coating, gravure coating, reverse coating, air knife coating, comma coating, die coating, screen coating, spray coating, gravure offset, and ink jet. Above all, die coating, gap coating, roll coating, applicator coating, and inkjet can form a uniform ink liquid film, and among them, the device is simple when forming on a thin slit-processed transport film substrate In addition, a high-viscosity ink can be applied, and die coating having a high film thickness uniformity is the most efficient and preferred forming method.
塗工ヘッド２０１は、あらかじめインキ剥離性基材２０２とのギャップを設定しておく
ことができ塗布時に最適な塗工位置に保持する。ダイコーターを用いる場合、このギャップとインキ剥離性基材２０２の搬送速度や修正インクの固形分比や吐出量によって膜厚の制御を行う。
The coating head 201 can set a gap with the ink releasable substrate 202 in advance, and holds it at an optimal coating position at the time of application. In the case of using a die coater, the film thickness is controlled by the gap, the conveying speed of the ink-peelable substrate 202, the solid content ratio of the correction ink, and the discharge amount.
インキ剥離性基材２０２上へ修正インキ液膜を形成した後に、前記インキ液膜を予備乾燥するが、この予備乾燥は自然乾燥させるのが簡単な方法である。しかし、冷風もしくは温風乾燥、マイクロ波、減圧乾燥などを用いることも可能である。また、紫外線、電子線などの放射線を用いることもできる。 After the correction ink liquid film is formed on the ink-peelable substrate 202, the ink liquid film is preliminarily dried. This predrying is a simple method of natural drying. However, it is also possible to use cold air or hot air drying, microwave, reduced pressure drying, or the like. In addition, radiation such as ultraviolet rays and electron beams can be used.
この予備乾燥では、インキ液膜の粘度またはチキソトロピー性、脆性を上げることを目的とする。予備乾燥による乾燥が不十分な場合は、後工程で除去版を押し当てて修正インキ膜１０５を剥離、転写してパターニングする際に、修正インキ膜１０５が断裂して不良が発生してしまう。逆に乾燥が行き過ぎた場合は、修正インキ膜表面のタック性が無くなり、前記除去版の版凸部に修正インキ膜１０５が移行、転写されない。そのため、使用するインキの組成によって乾燥時間や雰囲気温度を変えて乾燥状態を調節するが、乾燥した修正インキ膜１０５に対して０．５％から５％の溶剤の残留が認められる状態が好ましい。いわゆるドライフィルムといわれるｐｐｍオーダーの溶剤残留量では乾燥が行き過ぎであり、インキが転写されない不具合や、版の押し付けによりインキ膜が部分的に剥離してゴミの原因になったりする不具合があるため、予備乾燥状態の修正インキ膜１０５の条件として適さない。 The purpose of this preliminary drying is to increase the viscosity, thixotropy and brittleness of the ink liquid film. In the case where drying by preliminary drying is insufficient, the correction ink film 105 is torn and transferred to perform patterning by pressing and removing the corrected ink film in a subsequent process to cause a defect. On the other hand, when the drying is excessive, the surface of the correction ink film is not tacky, and the correction ink film 105 is not transferred and transferred to the plate convex portion of the removed plate. Therefore, although the drying state is adjusted by changing the drying time and the atmospheric temperature depending on the composition of the ink to be used, a state in which 0.5% to 5% of the solvent remains in the dried corrected ink film 105 is preferable. Since the residual amount of solvent on the order of ppm called so-called dry film is too dry, there is a problem that the ink is not transferred and there is a problem that the ink film partially peels due to pressing of the plate and causes dust. It is not suitable as a condition for the modified ink film 105 in the pre-dried state.
修正用フィルム１０４は、可撓性基材表面を用いることが可能である。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、シクロオレフィンポリマー、ポリイミド、ナイロン、アラミド、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、トリアセチルセルロースなどのフィルム、シートを基材として用いることができる。さらに光透過性の基材を用いることにより、パターンの重ね合わせ時にアライメントを容易とすることができる。 The correction film 104 can use a flexible substrate surface. For example, films and sheets of polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyether sulfone, cycloolefin polymer, polyimide, nylon, aramid, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, triacetyl cellulose, and the like can be used as a base material. . Further, by using a light-transmitting substrate, alignment can be facilitated during pattern superposition.
必要によって、修正用フィルム１０４表面にインキ剥離性基材２０２と同様な材料を用いて基板２００上への修正インキ液膜１０５の転写を行いやすくすることも可能である。ここで、インキ剥離性基材２０２から修正インキ液膜１０５を剥離して修正用フィルム１０４へ修正インキ液膜１０５をうまく転写するため、インキ剥離性基材２０２にシリコーン樹脂系を用いた場合は、修正用フィルム１０４表面にはインキ剥離性基材２０２より転写性の低いシランカップリング処理を行うことが好ましい。 If necessary, the correction ink liquid film 105 can be easily transferred onto the substrate 200 using the same material as the ink-peelable substrate 202 on the surface of the correction film 104. Here, in the case where a silicone resin system is used for the ink releasable base material 202 in order to peel the correction ink liquid film 105 from the ink releasable base material 202 and successfully transfer the corrected ink liquid film 105 to the correction film 104. The surface of the correction film 104 is preferably subjected to a silane coupling treatment having a transferability lower than that of the ink peelable substrate 202.
修正用フィルム１０４は、長尺の巻き取りロールで供給され、表面の加工を行った後、修正パターンの大きさに応じて０．５ｍｍ〜２ｍｍの幅にスリットして使用する。 The correction film 104 is supplied by a long take-up roll, processed on the surface, and then slit to a width of 0.5 mm to 2 mm depending on the size of the correction pattern.
以下に、本発明のパターン修正方法の具体的実施例について説明する。 Specific examples of the pattern correction method of the present invention will be described below.
修正用インキの調整を以下のようにおこなった。メタクリル酸２０部、メチルメタクリレート１０部、ブチルメタクリレート５５部、ヒドロキシエチルメタクリレート１５部を、乳酸ブチル３００部に溶解し、窒素雰囲気下でアゾビスイソブチルニトリル０．７５部を加えて７０℃にて５時間の反応によりアクリル共重合樹脂を得た。アクリル共重合樹脂を樹脂濃度が１０％になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＡＣ）で希釈し、アクリル共重合樹脂液とした。このアクリル共重合樹脂液８０．１ｇに対し、ＲＧＢ用顔料を各１９．０ｇ及びカーボンブラックを３５．０ｇ、分散剤０．９ｇを添加し、３本ロールにて混練し、Ｒ，Ｇ、Ｂ、Ｂｋの各着色ペーストを得た。さらにこれら着色ペーストにプロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）、を加え、顔料濃度がＲ、Ｇ、Ｂでは１２〜１５％、またＢｋでは２３〜３５％になるよう調整し、レベリング剤としてメガファックＦ−４８３ＳＦ（大日本インキ化学工業社製）を０．２％重量部添加し各修正インキを作製した。 The correction ink was adjusted as follows. 20 parts of methacrylic acid, 10 parts of methyl methacrylate, 55 parts of butyl methacrylate, and 15 parts of hydroxyethyl methacrylate are dissolved in 300 parts of butyl lactate, and 0.75 part of azobisisobutylnitrile is added under a nitrogen atmosphere, and 5 parts at 70 ° C. An acrylic copolymer resin was obtained by reaction over time. The acrylic copolymer resin was diluted with propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMAC) so as to have a resin concentration of 10% to obtain an acrylic copolymer resin liquid. To the acrylic copolymer resin liquid 80.1 g, 19.0 g of RGB pigment, 35.0 g of carbon black, and 0.9 g of a dispersant were added and kneaded with three rolls to obtain R, G, B , Bk colored pastes were obtained. Further, propylene glycol monomethyl ether (PGME) was added to these colored pastes, and the pigment concentration was adjusted to 12 to 15% for R, G and B, and 23 to 35% for Bk, and MegaFac F- as a leveling agent was adjusted. Each correction ink was produced by adding 0.2% by weight of 483SF (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.).
次に、インキ剥離性基材として、基材厚約１２０μｍのシリコーン系離形ポリエステルフィルム：Ｋ１５０４（東洋紡績社製、シリコーン系中剥離タイプ）を３０ｃｍ角で用意した。 Next, a silicone-based release polyester film K1504 (manufactured by Toyobo Co., Ltd., silicone-based intermediate release type) having a substrate thickness of about 120 μm was prepared as a 30 cm square as an ink-peelable substrate.
作製した各修正インキをそれぞれインキ剥離性基材上にダイコーターで膜厚１．２μｍになるように２０ｃｍ角の領域に塗工し、３００秒室温で放置後予備乾燥インキ膜を得た。 Each of the prepared correction inks was coated on a 20 cm square region with a die coater on an ink-peelable substrate and allowed to stand at room temperature for 300 seconds to obtain a pre-dried ink film.
次に、修正用フィルムとして、基材厚約１２０μｍのシリコーン系離形ポリエステルフィルム：Ｋ１５７１（東洋紡績社製、シリコーン系重剥離タイプ）を幅３ｍｍ長さ２０ｍに加工し、巻き取りロールを得た。 Next, as a correction film, a silicone-based release polyester film having a substrate thickness of about 120 μm: K1571 (manufactured by Toyobo Co., Ltd., silicone-based heavy release type) was processed into a width of 3 mm and a length of 20 m to obtain a winding roll. .
次に、修正インキ膜をパターニングするための除去版を作製した。３０ｃｍ角の０．７ｍｍ厚透明ガラスを用い、修正対象であるカラーフィルターと同じパターンとなるように、Ｂｋ用版としては線幅２０μｍで６０μｍ角が収まる十字マークを５μｍの深さにエッチングし、ＲＧＢ用版としては４０μｍ角のパターンを５μｍの深さにエッチングしてパターンを用意した。ＲＧＢ及びＢｋのそれぞれのパターン間の距離は加熱ローラーの搬送距離以上に離して設けた。 Next, a removal plate for patterning the corrected ink film was prepared. Using a 30 cm square 0.7 mm thick transparent glass, the cross mark that has a line width of 20 μm and fits a 60 μm square is etched to a depth of 5 μm so as to be the same pattern as the color filter to be corrected, For the RGB version, a 40 μm square pattern was etched to a depth of 5 μm to prepare a pattern. The distance between each of the RGB and Bk patterns was set apart from the transport distance of the heating roller.
別途、上記で作製した修正インキと同等の顔料を使用し、同一ピッチのパターンを有した顔料分散方式で製造されたカラーフィルターを用意し、このカラーフィルターのパターン欠陥部の修正を行った。 Separately, a color filter manufactured by the pigment dispersion method having the same pitch pattern was prepared using the same pigment as the correction ink prepared above, and the pattern defect portion of the color filter was corrected.
用意したカラーフィルターを用いて、光学検査装置で位置データーを取得したＢｋ遮光層と、Ｒ，Ｇ，Ｂの各着色層の異物欠陥に、第３高調波ＹＡＧレーザー光（３５５ｎｍ、２ｍＪ／パルス、ＨＯＹＡ製）を照射して、異物欠陥の除去と、Ｂｋでは６０μｍ角のピンポール、ＲＧＢは４０μｍ角のピンホールをそれぞれ作成した。 Using the prepared color filter, the third harmonic YAG laser beam (355 nm, 2 mJ / pulse, the Bk light-shielding layer whose position data was acquired by the optical inspection device and the foreign matter defect of each of the R, G, and B colored layers. (Made by HOYA) to remove foreign matter defects and create a 60 μm square pin pole for Bk and a 40 μm square pin hole for RGB.
別途、吸着基板に保持したＢｋ及びＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの除去版を、インキ剥離性基材上の予備乾燥インキ膜面に接触させ、ゴム硬度４０（デュロメーターＡスプリング式）のハンドローラーにて加圧後インキ剥離性基材をゆっくりと片側から引き剥がし、インキ剥離性基材上にパターニングされた修正インキ膜を得た。 Separately, the removed plates of Bk, R, G, and B held on the suction substrate are brought into contact with the pre-dried ink film surface on the ink-peelable substrate, and a hand roller having a rubber hardness of 40 (durometer A spring type). After pressurization, the ink peelable substrate was slowly peeled off from one side to obtain a modified ink film patterned on the ink peelable substrate.
このインキ剥離性基材上に配置されたパターニングされた修正インキ膜のパターンの一列を覆うように、修正用フィルムを重ねて加圧した後剥離し、修正用フィルム上に修正インキ膜パターンを転写した。Ｂｋ，Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれ４回の同様な操作を繰り返し、各修正用フィルムを１２０℃のドライヤーで乾燥させたのち、再びロールに巻き取ったものをパターン修正機に配置した。 The correction film is placed on the ink-releasable substrate so as to cover a line of the patterned correction ink film pattern. After pressing the correction film, it is peeled off, and the correction ink film pattern is transferred onto the correction film. did. The same operation was repeated four times for each of Bk, R, G, and B, and each correction film was dried with a 120 ° C. dryer, and then wound again on a roll and placed in a pattern correction machine.
ＸＹΘステージ上に固定されたカラーフィルター基板に対抗するように修正用フィルムを選択して搬送し、ＸＹΘステージを動かして大まかに位置修正して、修正用フィルム上の修正インキ膜のパターンと、観察プローブとをそれぞれ対向する位置に保持した。 The correction film is selected and conveyed so as to oppose the color filter substrate fixed on the XYΘ stage, and the position of the correction ink film on the correction film is observed by moving the XYΘ stage and roughly correcting the position. The probe was held at a position facing each other.
次に、観察プローブによる観察を用いて、修正用フィルム上の修正インキ膜のパターンと、カラーフィルター基板上のＢｋの６０μｍ角およびＲＧＢそれぞれの４０μｍ角のピンホールを重ね、ＸＹΘステージにより詳細に位置合わせを行い、修正位置を確認した後
、観察プローブを上昇退避させ、１２０℃に加熱した加熱ローラーを用い、Ｂｋ，Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの修正インキ膜のパターンをカラーフィルター基板上のピンホール位置に転写し修正した。
Next, using observation with an observation probe, the correction ink film pattern on the correction film and the Bk 60 μm square and RGB 40 μm square pinholes on the color filter substrate are overlapped and positioned in detail on the XYΘ stage. After the alignment and confirmation of the correction position, the observation probe is lifted and retracted, and a heating roller heated to 120 ° C. is used to change the pattern of each of the Bk, R, G, and B correction ink films onto the pinhole on the color filter substrate. Transferred to position and corrected.
修正後のカラーフィルター基板を２００℃２０分で乾燥し、修正パターンの熱硬化を行った後は、修正部と周囲との色差が５以下であり、Ｂｋ，Ｒ，Ｇ，Ｂ共に目視では修正部を認識できないほど、周辺部とのパターンの連続性や平坦性が良好なカラーフィルターを得た。 After the corrected color filter substrate is dried at 200 ° C. for 20 minutes and the correction pattern is thermally cured, the color difference between the correction portion and the surrounding area is 5 or less, and all Bk, R, G, and B are corrected visually. As a result, a color filter having a good pattern continuity and flatness with the peripheral portion was obtained.
本発明のパターン修正方法及びパターン修正装置は、微小なパターンの欠陥を修正する工程に使用することができ、中でもカラーフィルターのパターン修正に用いる事ができる。カラーフィルターは、液晶用に限定するものではなく、ＣＣＤ用カラーフィルターや投影装置用カラーフィルター、有機ＥＬディスプレイ用や電子ペーパー用カラーフィルターに適用しても良い。 The pattern correction method and pattern correction apparatus of the present invention can be used in a process of correcting a minute pattern defect, and in particular, can be used for color filter pattern correction. The color filter is not limited to the liquid crystal, but may be applied to a color filter for CCD, a color filter for projection apparatus, an organic EL display, or a color filter for electronic paper.
１００・・・観察プローブ １０１・・・光源導入部
１０２・・・ＣＣＤ観察部 １０３・・・巻き出し部
１０４・・・修正用フィルム １０５・・・修正インキ膜
１０６・・・巻き取り部 １０７・・・加熱ローラー
１０８・・・既存パターン １１０・・・ＸＹΘステージ
２００・・・基板 ２０１・・・塗工ヘッド ２０２・・・インキ剥離性基材
２０３・・・除去版
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Observation probe 101 ... Light source introduction part 102 ... CCD observation part 103 ... Unwinding part 104 ... Correction film 105 ... Correction ink film 106 ... Winding part 107 .... Heating roller 108 ... Existing pattern 110 ... XYΘ stage 200 ... Substrate 201 ... Coating head 202 ... Ink-peelable substrate 203 ... Removal plate
Claims (7)
あらかじめフィルム上に修正インキ膜をパターニング形成したテープ状の修正フィルムを作製し、前記修正フィルムのパターニングされた修正インキ膜を前記パターン欠陥部に加熱転写してパターン欠陥を修正することを特徴とするパターン修正方法。 In a pattern correction method for correcting a pattern defect by transferring ink to a pattern defect portion on the surface of the substrate on which the pattern has been applied,
A tape-like correction film in which a correction ink film is previously formed by patterning on a film is prepared, and the pattern defect is corrected by heating and transferring the correction ink film patterned on the correction film to the pattern defect portion. Pattern correction method.
インキ剥離性基材上に修正用インキを塗布して予備乾燥状態にした後、必要とするパターンを凹部とする除去版を接触させて非パターン領域を版凸部へ移行させることで前記インキ剥離性基材上にパターニングされた修正インキ膜とし、その後さらに加圧転写を用いて前記修正フィルム上にパターニングされた修正インキ膜を形成しテープ状にしたものであることを特徴とする請求項１に記載するパターン修正方法。 The correction film is
After applying the correction ink on the ink-peelable substrate and preliminarily drying it, the ink is removed by bringing the non-pattern area into the plate convex part by contacting the removal plate with the required pattern as the concave part. 2. A correction ink film patterned on a conductive substrate, and then a correction ink film patterned on the correction film using pressure transfer is further formed into a tape shape. The pattern correction method described in 1.
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