JP5052049B2

JP5052049B2 - パターン修正方法およびパターン修正装置

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Publication number: JP5052049B2
Application number: JP2006167402A
Authority: JP
Inventors: 孝誌小池; 茂夫清水
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2006-06-16
Filing date: 2006-06-16
Publication date: 2012-10-17
Anticipated expiration: 2026-06-16
Also published as: JP2007334123A

Description

この発明はパターン修正方法およびパターン修正装置に関し、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およびパターン修正装置に関する。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およびパターン修正装置に関する。

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、その塗布径は塗布針先端の平坦面の寸法で決まり、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すると、フィルムと基板との隙間に毛細管現象で修正インクが吸い込まれ、基板を汚染することも考えられる。

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、かつ、欠陥部周辺の汚染が小さ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ことである。

この発明に係るパターン修正方法および装置は、基板上に形成された微細パターンの欠陥部をフィルムで覆い、該フィルムの孔を介して欠陥部に修正液を塗布するパターン修正方法および装置において、欠陥部をフィルムで覆う前に、フィルムに第１のレーザ光を照射して孔を開け、フィルムの孔を含む範囲に第１のレーザ光よりも低パワーの第２のレーザ光を照射して孔の周りに付着した異物を除去し、フィルムの孔の開口部の幅はフィルムの厚みよりも小さいことを特徴とする。

また、この発明に係る他のパターン修正方法および装置は、基板上に形成された微細パターンの欠陥部をフィルムで覆い、該フィルムの孔を介して欠陥部に修正液を塗布するパターン修正方法および装置において、基板に対してフィルムを相対的に移動させ、フィルムの孔を欠陥部の上方に位置合わせした後、フィルムを下降させて欠陥部を覆い、フィルムの孔の開口部の幅はフィルムの厚みよりも小さいことを特徴とする。

また、この発明に係るさらに他のパターン修正方法および装置は、基板上に形成された微細パターンの欠陥部をフィルムで覆い、該フィルムの孔を介して欠陥部に修正液を塗布するパターン修正方法および装置において、孔の開口部よりも大きな先端面を有する塗布針の先端部に修正液を付着させ、塗布針の先端面で孔の開口部を閉蓋するようにして塗布針の先端面をフィルムの表面に１回のみ接触させることにより、修正液を欠陥部に塗布し、フィルムの孔の開口部の幅はフィルムの厚みよりも小さいことを特徴とする。

この発明に係るパターン修正方法およびパターン修正装置では、孔を開けたフィルムをマスクとして用いるので、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、フィルムの孔の開口部の幅をフィルムの厚みよりも小さくするので、修正液が孔内に保持され易くなり、修正液がフィルムと基板の隙間に侵入することによって基板が汚染されるのを防止することができる。

この発明に係るパターン修正方法では、欠陥位置から離れた位置で、あるいは欠陥部にレーザ光が照射されない状態で、レーザ光を用いてフィルムに孔を開ける。フィルムとして、たとえば薄膜のポリイミドフィルムを使用する。孔の開口部は、短軸と長軸を有する四角形状である。フィルムの厚さをＦｔとし、孔の開口部の短軸の長さ（幅）をＳｗとすると、ＦｔとＳｗはＳｗ＜Ｆｔの関係にある。これにより、修正ペーストを孔内に保持する力が強くなるので、孔に塗布された修正ペーストがフィルムと基板との隙間に吸い込まれることなく、孔とほぼ同じ形状のパターンを得ることができる。このとき、フィルムは基板に密着させるのではなく、基板上に置く方が好ましい。

なお、安定性を増すためには、ＦｔとＳｗの関係をＳｗ＜Ｆｔ／２にするとよい。Ｓｗ＜Ｆｔの関係を実現するためには、フィルムの膜厚を厚くする、あるいは、孔の短軸の長さＳｗを短くすることで対応する。このように設定することで、孔内に塗布された修正ペーストが孔内に保持され易くなり、基板とフィルムの隙間に働く毛細管現象の力よりも強ければ、その隙間に修正ペーストが流れることを防止することができる。

以下、図面を用いてこの発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、この発明の一実施の形態によるパターン修正方法の修正対象の基板１を示す図である。図１において、基板１の表面に微細パターンである電極２が形成されており、電極２にはオープン欠陥部（断線部）２ａが発生している。電極２は、基板１の表面に埋没したものでもよいし、基板１の表面上に突出したものでもよい。

このパターン修正方法では、図２に示すように、欠陥部２ａに対応した形状の孔３ａの開いたフィルム３がマスクとして使用される。孔３ａが欠陥部２ａに位置合わせされた状態で、フィルム３が基板１の表面に付着した状態で配置される。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があれば良く、たとえば、５ｍｍ〜１５ｍｍ程度にスリットしたロール状フィルムを使用する。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の開口部は、たとえば、短軸長がＳｗ、長軸長がＳｌの長方形状であり、欠陥部２ａの両端に位置する正常な電極面２ｂにも修正ペーストを塗布できるように、孔３ａは欠陥部２ａよりも長く形成される。これにより、修正部の抵抗値の低減化、修正部の密着性の向上などの効果的が期待できる。

孔３ａは、フィルム３にレーザ光を照射することによって形成される。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。図３に示すように、レーザ部４は、観察光学系５の上部に固定され、観察光学系５の下端に固定した対物レンズ５ａからフィルム３にレーザ光が照射される。孔３ａ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）により整形され、対物レンズ５ａで集光されたレーザ光の断面形状になる。孔３ａの形状および寸法は、可変スリットにより決定される。

フィルム３に孔３ａを開ける工程は、欠陥部２ａから離れた位置で、あるいは欠陥部２ａにレーザ光が照射されないように、フィルム３の下方に遮蔽板６を挿入して行なわれる。このように、フィルム３単体でレーザ加工を行なうので、欠陥部２ａにフィルム３を付着または密着した状態で孔３ａをレーザ加工していた従来のように欠陥部２ａおよびその近傍を損傷することはない。

孔３ａの形成が終了した時点では、孔３ａ周りのフィルム３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を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。レーザ部５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。

次に、たとえば画像処理結果に基づいて基板１に対してフィルム３を相対的に移動させ、図４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が対峙した状態にし、その後、フィルム３を下降させて基板１の表面に置く。なお、フィルム３をＵ字形状にし、Ｕ字形状の下端が基板１に付着するようにフィルム３を下降して、フィルム３を基板１の表面に置いてもよい。フィルム３と基板１とが接する面は、密着した状態にはなく、基板１の表面にフィルム３が置かれて付着している状態にある。

次に、図５（ａ）（ｂ）に示すように、フィルム３をマスクとして孔３ａを介して欠陥部２ａに修正ペースト７を塗布する。図５（ａ）（ｂ）は図２のＶ−Ｖ線断面を示したものであり、特に図５（ａ）は電極２が基板１表面に埋没した例を示し、図５（ｂ）は電極２が基板１の表面上に突出した例を示し、既に孔３ａの上部から修正ペースト７が塗布された状態を表している。

図６（ａ）〜（ｃ）は、修正ペースト７の塗布方法を例示する図である。図６（ａ）の方法では、塗布針１０の先端部に修正ペースト７を付着させ、その塗布針１０の先端面１０ａで孔３ａを閉蓋するようにして修正ペースト７を欠陥部２ａに塗布する。図６（ｂ）の方法では、マイクロディスペンサ１１を用いて修正ペースト７を孔３ａに充填することにより修正ペースト７を欠陥部２ａに塗布する。図６（ｃ）の方法では、塗布ノズル１２の先端を孔３ａの一方端から他方端に移動させながら、霧状にした修正ペースト７を塗布ノズル１２の先端から噴出することにより、修正ペースト７を欠陥部２ａに塗布する。また、図示しないが、インクジェットのようにノズルから修正ペースト７の液滴を孔３ａ内に飛ばすことにより、修正ペースト７を欠陥部２ａに塗布してもよい。修正ペースト７としては、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、金属コロイドを用いる。また、修正ペースト７としては、孔３ａを修正ペースト７で満たすことができるような流動性を有するものを使用することが好ましい。

次に、修正ペースト７の仕様に合わせて紫外線硬化処理あるいは加熱硬化処理を施し、その後でフィルム３を基板１から剥離する。図７（ａ）は修正済みの基板１の平面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ線断面図である。図７（ａ）（ｂ）に示すように、欠陥部２ａを覆うように修正層７ａが形成されて修正作業が完了する。なお、必要があれば、フィルム３を剥離した状態で、修正層７ａを局所加熱して本焼成を行なうか、あるいは、基板１全体を炉に入れて本焼成を行ってもよい。

このような工程で欠陥部２ａの修正が行われるが、孔３ａの大きさによっては、塗布された修正ペースト７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、孔３ａよりも広い範囲（図７（ａ）において２点鎖線で囲まれた範囲Ａ）に渡って基板１を汚染する場合も想定される。

図８（ａ）（ｂ）は、孔３ａの短軸長Ｓｗとフィルム３の厚さＦｔの大小関係と基板１の汚染との関係を説明するための図である。図８（ａ）では、フィルム３の厚さＦｔよりも孔３ａの短軸長Ｓｗの方が大きく、Ｆｔ＜Ｓｗの関係にある。この状態で孔３ａに修正ペースト７が塗布されると、修正ペースト７は孔３ａの内部Ｐ（十字ハッチング部）に流れてから、欠陥部２ａに充填される。このとき、孔３ａの壁面３ｂは短軸に比べて低いため、孔３ａの内部Ｐに修正ペースト７を留める力（付着力）が弱い。この付着力は、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に負け、修正ペースト７が隙間に吸い込まれて基板１上に広がる傾向がある。

図８（ｂ）では、フィルム３の厚さＦｔよりも孔３ａの短軸長Ｓｗの方が小さく、Ｆｔ＞Ｓｗの関係にある。この状態で孔３ａに修正ペースト７が塗布されると、修正ペースト７は３ａの内部Ｐ（十字ハッチング部）に流れてから、欠陥部２ａに充填される。このとき、孔３ａの壁面３ｂは短軸に比べて高いため、孔３ａの内部Ｐに修正ペースト７を留める力（付着力）がより強くなる。この付着力は、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に負けることなく、修正ペースト７が隙間に吸い込まれることを防止する。Ｆｔ＞Ｓｗを実現するためには、フィルム３の膜厚を厚くする、あるいは、孔３ａの短軸を狭くすることで対応可能である。

このように、フィルム３の厚さＦｔと孔３ａの短軸長Ｓｗとの関係をＦｔ＞Ｓｗにすることにより、修正ペースト７を孔３ａ内に保持する力を強くすることができるので、孔３ａに塗布された修正ペースト７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して、孔３ａとほぼ同じ形状の修正層７ａを形成することができる。このとき、フィルム３は基板１に密着させるのではなく、基板１上に置くだけであってもよい。

フィルム３の孔３ａの寸法は、修正ペースト７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、修正の安定性を増すためには、Ｆｔ／２＞Ｓｗのようにする方が好ましい。

なお、塗布針１０で修正ペースト７を塗布する場合、１回の塗布で孔３ａに修正ペースト７を充填できるように、孔３ａの長軸長Ｓｌは、塗布針１０の先端面１０ａに収まる範囲に設定するのが好ましい。換言すると、孔３ａの開口部よりも大きな先端面１０ａを有する塗布針１０を使用し、修正ペースト７が付着した先端面１０ａで孔３ａの開口部を閉蓋するようにして塗布針１０の先端面１０ａをフィルム３の表面に１回のみ接触させることにより、修正ペースト７を欠陥部２ａに塗布する。これにより、修正ペースト７がフィルム３と基板１の隙間に広がることを軽減することができる。これに対して、長軸長Ｓｌよりも小さな先端面１０ａの塗布針１０を使用し、塗布針１０の位置をずらしながら複数回塗布すると、修正ペースト７が孔３ａから基板１側に押し込まれ、孔３ａの周りに修正ペースト７が広がる場合があり、好ましくない。

以上の方法によれば、細線パターンを容易に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所への応用も可能となる。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となる。

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。

この発明の一実施の形態によるパターン修正方法の修正対象の基板を示す図である。図１に示した基板の上にフィルムを置いた状態を示す図である。図２に示したフィルムに孔を開ける方法を示す図である。図２に示した基板にフィルムを対峙させた状態を示す断面図である。図２に示したフィルムの孔を介して欠陥部に修正ペーストを塗布した状態を示す断面図である。修正ペーストの塗布方法を例示する図である。欠陥部の修正が終了した状態を示す図である。図２に示したフィルムの孔の寸法と基板の汚染との関係を説明するための断面図である。

符号の説明

１基板、２電極、２ａオープン欠陥部、３フィルム、３ａ孔、３ｂ壁面、４レーザ部、５観察光学系、６遮蔽板、７修正ペースト、７ａ修正層、１０塗布針、１０ａ先端面、１１マイクロディスペンサ、１２塗布ノズル。

Claims

基板上に形成された微細パターンの欠陥部をフィルムで覆い、該フィルムの孔を介して前記欠陥部に修正液を塗布するパターン修正方法において、
前記欠陥部を前記フィルムで覆う前に、前記フィルムに第１のレーザ光を照射して前記孔を開け、前記フィルムの前記孔を含む範囲に前記第１のレーザ光よりも低パワーの第２のレーザ光を照射して前記孔の周りに付着した異物を除去し、前記フィルムの前記孔の開口部の幅は前記フィルムの厚みよりも小さいことを特徴とする、パターン修正方法。
基板上に形成された微細パターンの欠陥部をフィルムで覆い、該フィルムの孔を介して前記欠陥部に修正液を塗布するパターン修正方法において、
前記基板に対して前記フィルムを相対的に移動させ、前記フィルムの前記孔を前記欠陥部の上方に位置合わせした後、前記フィルムを下降させて前記欠陥部を覆い、
前記フィルムの前記孔の開口部の幅は前記フィルムの厚みよりも小さいことを特徴とする、パターン修正方法。
基板上に形成された微細パターンの欠陥部をフィルムで覆い、該フィルムの孔を介して前記欠陥部に修正液を塗布するパターン修正方法において、
前記孔の開口部よりも大きな先端面を有する塗布針の先端部に前記修正液を付着させ、前記塗布針の先端面で前記孔の開口部を閉蓋するようにして前記塗布針の先端面を前記フィルムの表面に１回のみ接触させることにより、前記修正液を前記欠陥部に塗布し、
前記フィルムの前記孔の開口部の幅は前記フィルムの厚みよりも小さいことを特徴とする、パターン修正方法。
基板上に形成された微細パターンの欠陥部をフィルムで覆い、該フィルムの孔を介して前記欠陥部に修正液を塗布するパターン修正装置において、
前記欠陥部を前記フィルムで覆う前に、前記フィルムに第１のレーザ光を照射して前記孔を開け、前記フィルムの前記孔を含む範囲に前記第１のレーザ光よりも低パワーの第２のレーザ光を照射して前記孔の周りに付着した異物を除去し、
前記フィルムの前記孔の開口部の幅は前記フィルムの厚みよりも小さいことを特徴とする、パターン修正装置。
基板上に形成された微細パターンの欠陥部をフィルムで覆い、該フィルムの孔を介して前記欠陥部に修正液を塗布するパターン修正装置において、
前記基板に対して前記フィルムを相対的に移動させ、前記フィルムの前記孔を前記欠陥部の上方に位置合わせした後、前記フィルムを下降させて前記欠陥部を覆い、
前記フィルムの前記孔の開口部の幅は前記フィルムの厚みよりも小さいことを特徴とする、パターン修正装置。
基板上に形成された微細パターンの欠陥部をフィルムで覆い、該フィルムの孔を介して前記欠陥部に修正液を塗布するパターン修正装置において、
前記孔の開口部よりも大きな先端面を有する塗布針の先端部に前記修正液を付着させ、前記塗布針の先端面で前記孔の開口部を閉蓋するようにして前記塗布針の先端面を前記フィルムの表面に１回のみ接触させることにより、前記修正液を前記欠陥部に塗布し、
前記フィルムの前記孔の開口部の幅は前記フィルムの厚みよりも小さいことを特徴とする、パターン修正装置。