CN103293719B - 激光加工装置及激光加工方法 - Google Patents
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Abstract
一种激光加工装置及激光加工方法，在形成对液晶基板上的配线进行修正的旁通配线时，抑制因过度除去绝缘膜而产生的短路。在步骤（S1）中，利用峰值功率高的脉冲激光，将形成对基板上的缺陷进行修正的配线的路径的彩色滤光片以在绝缘膜上残留其一部分厚度的方式除去。在步骤（S2）中，利用峰值功率低的CW激光，将在形成对缺陷进行修正的配线的路径的绝缘膜上残留有一部分厚度的彩色滤光片除去。在步骤（S3）中，利用脉冲激光实施配线所需的触点加工。在步骤（S4）中，利用CW激光实施CVD加工，在对缺陷进行修正的路径上形成旁通配线。本发明可应用于激光加工装置。
Description
技术领域
本发明涉及激光加工装置及激光加工方法，尤其是涉及可不损伤配线上的绝缘膜而将液晶基板的彩色滤光片除去，对配线的缺陷进行修正的激光加工装置及激光加工方法。
背景技术
在液晶基板中，在对配线上带有绝缘膜和彩色滤光片的COA基板（ColorfilteronArray）上的配线进行修正加工中，通常采用在由脉冲激光对配线连接用的路径进行激光照射而将彩色滤光片除去后，进行利用CVD（ChemicalVaporDeposition）进行的贴膜的配线连接。
但是，在该修正加工中，在基于脉冲激光进行的彩色滤光片的除去加工时，处于彩色滤光片与配线间的绝缘膜会被除去，或未残留足够的绝缘膜，在与其它的线交叉而进行配线连接的附膜加工时，会发生电气短路。
为了防止这样的短路，寻求将配线上的绝缘膜残留而仅将彩色滤光片等薄膜正确地除去的加工方法。
对于将薄膜等物质除去的加工，提案有使用变换成紫外线区域的波长的脉冲激光，通过调节激光频率、扫描速度、能量强度的条件而进行加工，仅将薄膜正确地除去（参照专利文献1、2）。
专利文献1：（日本）特开平9－152568号公报
专利文献2：（日本）特开2007－72116号公报
但是，存在于液晶基板的配线上的彩色滤光片与配线之间的绝缘膜相对于成为上层的彩色滤光片，下层的绝缘膜的厚度较小，为个位数程度，因此，即使以将彩色滤光片除去的方式设定加工条件，若利用峰值功率高的脉冲激光进行除去，则通过除去到下层的绝缘膜，有时不能残留对于绝缘足够的绝缘膜，若进行基于与其它线交叉的CVD加工的修正，有时在交叉部分会发生短路，因此，不能进行可靠性高的修正加工。
另外，虽然考虑通过使用峰值能量低的CW（ContinuousWave）激光，不产生对绝缘膜的损伤而除去彩色滤光片的方法，但在仅使用CW激光除去时，由于彩色滤光片的层过厚，因此不能将彩色滤光片充分地除去。
发明内容
本发明是鉴于这样的情况而设立的，尤其是在将液晶基板的彩色滤光片除去时，利用峰值功率高的脉冲激光除去到残留有不达到绝缘膜的一部分的状态后，利用峰值功率低的CW激光除去残留的一部分彩色滤光片，由此，抑制对绝缘膜的损伤，可将彩色滤光片除去，抑制绝缘膜的损伤导致的短路等不良情况，实现可靠性高的缺陷修正。
本发明的激光加工装置，对基板上的被薄膜覆盖的配线的缺陷进行修正，其中，包括：脉冲激光部，其将对所述配线的缺陷进行修正的路径的薄膜除去到在其厚度方向上残留一部分薄膜的状态；CW（ContinuousWave）激光部，其在利用所述脉冲激光部将对所述配线的缺陷进行修正的路径的所述薄膜除去到在厚度方向残留一部分薄膜的状态后，将所述一部分的残余薄膜除去。
本发明的激光加工方法，为对基板上的被薄膜覆盖的配线的缺陷进行修正的激光加工装置的激光加工方法，其中，利用脉冲激光将对所述配线的缺陷进行修正的路径的薄膜除去到在其厚度方向残留一部分薄膜的状态，在利用所述脉冲激光将对所述配线的缺陷进行修正的路径的薄膜除去到在厚度方向残留一部分薄膜的状态后，利用CW（ContinuousWave）激光将所述一部分的残留薄膜除去。
本发明的一方面，利用脉冲激光将对所述配线的缺陷进行修正的路径的薄膜除去到在其厚度方向上残留有一部分薄膜的状态，在利用所述脉冲激光将对所述配线的缺陷进行修正的路径的所述薄膜除去到在其厚度方向上残留有一部分薄膜的状态后，利用CW（ContinuousWave）激光将所述一部分的残留薄膜除去。
因此，利用峰值功率高的脉冲激光将配线的缺陷部位的薄膜除去到在薄膜的厚度方向上残留一部分薄膜的状态，因此，不会对成为薄膜的下层的绝缘膜造成损伤，能够除去大部分的薄膜。另外，之后，利用峰值功率低的CW激光将在厚度方向残留有一部分的薄膜除去，因此，不会对存在于薄膜的下层的绝缘膜造成损伤，并且能够无残留地将薄膜除去。
作为结果，不会不必要地除去绝缘膜，故而能够防止由于将绝缘膜不必要地除去引起的修正配线的短路，能够实现可靠性高的配线的缺陷修正。
在利用所述CW激光部除去了所述薄膜后，所述脉冲激光部将对所述配线的缺陷进行修正的路径上的、设于所述薄膜与所述配线间的绝缘膜除去，在利用所述脉冲激光部将所述绝缘膜除去后，所述CW激光部通过利用CVD（ChemicalVaporDeposition）进行贴膜而连接对配线缺陷进行修正的路径。
因此，通过使用除去薄膜和绝缘膜的脉冲激光部和CVD用的CW激光部，不会对存在于薄膜的下层的绝缘膜造成损伤，并且能够无残留地将薄膜除去。
利用所述脉冲激光部除去的、成为所述配线的缺陷部位的一部分薄膜残留的状态可以设定为残留有可由所述CW激光部除去的一部分薄膜的状态。
因此，通过使用CVD用的CW激光部，不会对存在于薄膜的下层的绝缘膜造成损伤，并且能够无残留地将薄膜除去。
所述基板上的薄膜可为液晶基板上的彩色滤光片。
由此，能够在利用峰值功率高的脉冲激光将作为薄膜的彩色滤光片的一部分残留而进行除去后，利用峰值功率低的CW激光将彩色滤光片的残留的一部分除去，因此，不会对绝缘膜造成损伤，并且能够无残留地将薄膜除去。
所述CW激光部可以构成为，在利用所述脉冲激光部将对所述配线的缺陷进行修正的路径的薄膜除去到在厚度方向残留一部分薄膜的状态后，将所述一部分的残留薄膜除去时，与通过利用所述CVD贴膜而将对配线的缺陷进行修正的路径连接时相比，所述CW激光部的扫描速度更高，且激光功率更强。
由此，不会对比薄膜的下层的绝缘膜造成损伤，并且能够无残留地将薄膜除去。
根据本发明，在对基板上的被薄膜覆盖的配线的缺陷进行修正时，不会对基板上的薄膜的下层、即配线的上层的绝缘膜造成损伤，能够将薄膜除去，因此，能够防止因绝缘膜被除去而产生的短路，能够提高缺陷修正的可靠性。
附图说明
图1是说明应用了本发明的激光加工装置的一实施方式的结构例的框图；
图2是说明图1的激光加工装置的缺陷修正处理的流程图；
图3是说明液晶基板的配线的缺陷修正部位的图；
图4是说明除去彩色滤光片的处理的液晶基板的俯视图；
图5是说明除去彩色滤光片的处理的液晶基板的侧视图；
图6是说明触点加工处理的液晶基板的俯视图；
图7是说明CVD加工处理的液晶基板的俯视图；
图8是说明CVD加工处理的液晶基板的侧视图。
标记说明
1：激光加工装置
2：液晶基板
11：CW激光振荡器
12：激光照射强度均一化光学系
13：脉冲激光振荡器
14：激光照射强度均一化光学系
15：可变缝隙
16：成像加工光学系
16a：物镜
16b：微动工作台
17：气体单元
18：原料气体供给和排气单元
22：控制部
22a：功率控制部
22b：扫描速度控制部
具体实施方式
［激光加工装置的结构例］
图1是表示适用本发明的激光加工装置的一实施方式的结构例的图。
图1的激光加工装置1为利用激光加工对基板等加工对象物的配线缺陷进行修正的装置。另外，以下，作为加工对象物的一例，列举液晶基板2进行说明。
激光加工装置1包括：CVD加工用的CW激光振荡器11、激光照射强度均一化光学系12、ZAP加工用的脉冲激光振荡器13、激光照射强度均一化光学系14、可变缝隙15、成像加工光学系16、气体单元17、原料气体供给和排气单元18、支架19、XY工作台20、观察光学系21及控制部22。
CW激光振荡器11例如由CW（ContinuousWave）激励的Q开关Nd：YLF激光器构成，使第四谐波的激光（以下，也称为CW激光）振荡、射出。
激光照射强度均一化光学系12为用于使通过可变缝隙15的CW激光的强度分布大致均一的光学系。例如，激光照射强度均一化光学系12利用光束扩展器将CW激光的光束径扩大，使强度差小的光束中央部向可变缝隙15的开口射入，由此，将通过可变缝隙15的CW激光的空间方向的强度分布平均化。另外，激光照射强度均一化光学系12通过电流计等使激光束摆动，将通过可变缝隙15的CW激光的时间方向的强度分布平均化。
脉冲激光振荡器13例如由脉冲激励的Q开关Nd：YLF激光器构成，使第三谐波的激光（以下，称为脉冲激光）振荡、射出。
激光照射强度均一化光学系14具有与激光照射强度均一化光学系12同样的结构，使通过可变缝隙15的脉冲激光的空间方向及时间方向的强度分布大致均匀。另外，激光照射强度均一化光学系14具备用于调节脉冲激光的照射功率密度的光衰减器。
以下，在不需要特别区分CW激光和脉冲激光的情况下，仅称为激光。
可变缝隙15设有两组两枚为一组的刀口，通过调整各组刀口的间隔，能够改变矩形开口的大小。另外，可变缝隙15具有使整体绕光轴旋转的机构。
成像加工光学系16为使通过可变缝隙15的激光在液晶基板2的表面成像的光学系。成像加工光学系16例如由物镜16a、成像透镜(未图示)、分色镜(未图示)、形成激光的光路的镜子(未图示)、测定通过可变缝隙15后的激光的输出的激光输出测定器(未图示)等构成。另外，成像加工光学系16具备微动工作台16b，其为了对基于激光形成的可变缝隙15的开口的像即照射点在液晶基板2上以规定速度进行扫描而使物镜16a微动。
气体单元17将用于运输原料气体的载流气体及吹扫气体向原料气体供给和排气单元18供给。另外，气体单元17将从原料气体供给和排气单元18的吸引口吸引的气体中含有的原料气体进行热分解，由过滤器捕捉。另外，向液晶基板2的加工部供给的原料气体的浓度在控制部22的控制的基础上，通过调节原料气体的容器的温度而调节产生的原料气体的浓度，或调节吹扫气体及载流气体的流量来进行调节。
原料气体供给和排气单元18将载流气体及吹扫气体向液晶基板2的加工部供给。原料气体利用载流气体向液晶基板2的加工部供给。吹扫气体从液晶基板2的加工部除去空气。另外，原料气体供给和排气单元18具备以原料气体不向外部泄漏的方式进行吸引的吸引口，将所吸引的气体向气体单元17供给。由此，液晶基板2的加工部附近的空间被保持在原料气体环境中。而且，液晶基板2的加工部附近的空间通过在保持原料气体环境中的状态下向加工部照射CW激光，在加工部堆积CVD膜。
另外，原料气体供给和排气单元18具备透过激光的窗板。吹扫气体也起到防止该窗板被CVD加工的作用。
另外，CW激光在除去对液晶基板2的配线的缺陷进行修正的路径上的彩色滤光片时，在从原料气体和排气单元18不供给载流气体及吹扫气体的状态下进行照射。即，液晶基板2的构成为，成为表面的最上层由彩色滤光片构成，朝向下层依次为绝缘膜及配线层。在修正配线的缺陷时，在对配线的缺陷进行修正的路径上的彩色滤光片被除去后，仅对修正缺陷的路径中的、与产生缺陷的配线相接的区域，在因触点加工而使绝缘膜破裂的状态下，以跨过其它的绝缘膜的方式通过CVD重新设置旁通配线，由此，进行缺陷修正。
如上所述，在用于形成对配线的缺陷进行修正的旁通配线的路径中，首先，除去彩色滤光片，但是，彩色滤光片的除去可以使用脉冲激光及CW激光中的任一种。更详细地说，对于修正缺陷的路径的彩色滤光片，首先，通过峰值功率高的脉冲激光除去彩色滤光片，直到在绝缘膜上残留有一部分的彩色滤光片的状态（在绝缘膜上残留一部分厚度的彩色滤光片的状态）。而且，通过峰值功率低的CW激光，除去在绝缘膜上残留有其一部分厚度的彩色滤光片。这样，通过除去彩色滤光片，对于与绝缘膜接近的部分，使用峰值功率低的CW激光，因此能够抑制对绝缘膜的损伤，能够无剩余地将彩色滤光片除去。作为结果，之后，即使通过CVD在修正缺陷的路径上形成旁通配线，由于除了应该连接产生缺陷的配线的位置以外，绝缘膜有效地残留，故而即使以跨过其它配线的方式连接修正用的旁通配线，也能够维持彼此绝缘的状态，因此，能够防止旁通配线和以与旁通配线交叉的方式存在的配线的短路，能够实现可靠性高的缺陷修正。
支架19搭载于XY工作台20上，固定液晶基板2的位置。
XY工作台20在控制部22的控制的基础上，使支架19沿水平方向移动，进行被支架19保持的液晶基板2的加工位置的定位。
控制部22例如由计算机或各种处理器等构成，进行激光加工装置1的各部的控制。更详细地说，控制部22控制气体单元17，调节原料气体的浓度以及吹扫气体及载流气体的流量。另外，控制部22具备功率控制部22a及扫描速度控制部22b。功率控制部22a调节CW激光振荡器11的Q开关频率及CW激光的脉冲幅度等。另外，功率控制部22a控制激光照射强度均一化光学系12的光衰减器，调节CW激光的照射功率密度。另外，功率控制部22a调节脉冲激光振荡器13的Q开关频率及脉冲激光的脉冲幅度等。另外，功率控制部22a控制激光照射强度均一化光学系14的光衰减器，调节脉冲激光的照射功率密度。
扫描速度控制部22b控制成像加工光学系16的微动工作台16b，调节照射点的扫描速度。另外，扫描速度控制部22b控制XY工作台20，使液晶基板2的水平方向的位置移动。
［缺陷修正处理］
以下，参照图2的流程图对图1的激光加工装置的激光加工进行的液晶基板2的配线的缺陷修正处理进行说明。
在步骤S1中，控制部22控制脉冲激光振荡器13、及激光照射强度均一化光学系14，产生脉冲激光，经由可变缝隙15及成像加工光学系16，以在绝缘膜上残留一部分厚度的彩色滤光片的方式除去修正液晶基板2的配线的缺陷的路径的彩色滤光片。此时，控制部22控制XY工作台20，控制被支架19保持的液晶基板2的加工位置。
即，例如，在液晶基板2上的缺陷位置为图3的缺陷位置51所示的情况下，利用脉冲激光，以在绝缘膜上残留其一部分的厚度的方式除去图4所示的区域61所示的用于形成对缺陷进行修正用的旁通配线的路径上的彩色滤光片。更详细地说，如图5的图4中的AA剖面图所示，以残留彩色滤光片71的区域61中的、由图中的右上方的斜线部所示的区域61中、成为彩色滤光片71的一部分厚度的下层部61b的方式，利用脉冲激光仅除去上层部61a。
另外，图3、图4是液晶基板2的俯视图，图5是图4中的区域61的AA剖面图。如图5所示，液晶基板2在构成区域61之前的阶段，在绝缘膜72－1上形成栅极线配线53－2，在其上以覆盖栅极线配线53－2的方式形成绝缘膜72－2，在绝缘膜72－2的上层以层叠彩色滤光片71的方式形成。
另外，在图3、图4中表示，在液晶基板2上，数据线配线52－1、52－2及栅极线配线53－1～53－4隔着绝缘膜(未图示)分别沿水平方向及垂直方向配线的状态。另外，数据线配线52－1上的栅极线53－2的图中左侧的虚线所示的圆形标记表示数据线配线52－1断线的缺陷位置51。
在步骤S2中，控制部22控制CW激光振荡器11及激光照射强度均一化光学系12，使其产生CW激光，经由可变缝隙15及成像加工光学系16，除去液晶基板2的配线的缺陷位置51的修正所需的彩色滤光片71的区域61中的、通过步骤S1的处理未被脉冲激光除去并残留在绝缘膜72－2上的一部分的厚度的彩色滤光片。此时，控制部22控制XY工作台20，控制由支架19保持的液晶基板2的加工位置。
即，如图5所示，利用CW激光除去彩色滤光片71的区域61中的、未被脉冲激光除去且残留一部分厚度的、图中的右下方的斜线部所示的下层部61b。
因此，利用峰值功率高的脉冲激光仅除去形成对缺陷进行修正的旁通配线的路径的彩色滤光片71的区域61中的、在绝缘膜72－2上残留的彩色滤光片71的一部分厚度的上层部61a，故而能够不对绝缘膜72－2造成损伤而除去大部分彩色滤光片71。另外，利用峰值功率低的CW激光仅除去区域61中的、由脉冲激光除去上层部61a时残留的彩色滤光片71的下层部61b。因此，不会对绝缘膜72－2造成损伤，并且能够无剩余地将彩色滤光片71除去。另外，由于利用CW激光可除去的彩色滤光片71的厚度有限，故而以可由CW激光除去的彩色滤光片71的厚度可作为下层部61b的厚度设定的方式，设定应由脉冲激光除去的上层部61a的厚度。
另外，CW激光部（CW激光装置和CW激光的总称）在除去彩色滤光片71时，相比在后述的修正缺陷的路径上形成配线的CVD加工时，需要将扫描速度设为更高速，且增强激光强度。因此，在利用CW激光部除去彩色滤光片71时，控制部22的扫描速度控制部22b控制成像加工光学系16的微动工作台16b，以将照射点的扫描速度设定为比CVD加工时更高速的方式进行控制，并且，功率控制部22a以将CW激光的激光强度设定为比CVD加工时更强的方式进行控制。
在步骤S3中，控制部22控制脉冲激光振荡器13及激光照射强度均一化光学系14，产生脉冲激光，经由可变缝隙15及成像加工光学系16，除去图6所示的区域61中的、成为修正液晶基板2的配线缺陷的路径的区域61中的、由图中的圆形标记所示的位置81－1、81－2的绝缘膜72－1，进行所谓触点加工（コンタクト加工）。
即，通过该处理，在位置81－1，如图6所示，成为除去了绝缘膜72－2的状态。另外，图6中表示除去了位置81－1的绝缘膜72－2的状态，但是，对位置81－2也同样地进行触点加工，除去绝缘膜72－2。
在步骤S4中，控制部22控制CW激光振荡器11及激光照射强度均一化光学系12，产生CW激光，经由可变缝隙15及成像加工光学系16，对作为修正液晶基板2的配线的缺陷位置51的路径的区域61a，实施用于形成旁通配线的CVD加工。此时，控制部22控制XY工作台20，控制由支架19保持的液晶基板2的加工位置。另外，控制部22根据需要控制气体单元17，对原料气体供给和排气单元18供给用于运输CVD加工时所需的原料气体的载流气体及吹扫气体。
其结果，通过CVD加工，如图7右下方的斜线部所示，在修正缺陷位置51的路径上形成有旁通配线91。如图8的、图7中的BB剖面图所示，旁通配线91在被触点加工后的位置81－1，除去了绝缘膜72，因此，与数据线配线52－1电连接。另外，虽未作图示，但位置81－2也为同样的结构，故而，旁通配线91成为以修正数据线配线52－1的缺陷的方式电连接的状态。另外，在形成有旁通配线的区域中，在被触点加工后的位置81－1、81－2以外的区域有效地存在绝缘膜72－2。因此，例如，即使成为图7的位置92所示的栅极线配线53－2和旁通配线91交叉的结构，由于在其间存在绝缘膜72－2，故而也形成电气绝缘，能够在防止了短路的状态下形成用于修正数据线配线52－1的缺陷位置51所示的缺陷的旁通配线91。
通过以上的处理，在除去进行液晶基板的缺陷修正处理中的彩色滤光片时，利用峰值功率高的脉冲激光，以在彩色滤光片的下层存在的绝缘膜上残留其一部分厚度的方式除去彩色滤光片后，利用峰值功率低的CW激光除去在绝缘膜上残留有一部分厚度的彩色滤光片，因此，能够降低对绝缘膜的损伤，并且能够无剩余地将彩色滤光片除去。
作为结果，能够抑制在除去彩色滤光片时，被受到损伤的绝缘膜包覆的配线露出的情况，因此，即使旁通配线成为与其它配线交叉的构成，也能够防止短路之类的不良情况的发生。
另外，在以上的说明中，对除去用于形成修复缺陷用的旁通配线的路径的彩色滤光片的例子进行了说明，但也可以应用于相对于绝缘膜具有足够的厚度的薄膜，即在将下层设有绝缘膜的薄膜除去的情况下，对绝缘膜不造成损伤而进行除去的加工处理。
如上所述，根据本发明，在对基板上的被薄膜覆盖的配线的缺陷进行修正时，能够不对基板上的薄膜的下层即配线的上层的绝缘膜造成损伤而除去薄膜，故而在除去薄膜时，绝缘膜也被除去，由此，即使成为旁通配线和其它配线相交叉的构成，也能够防止电气短路，能够提高缺陷修正的可靠性。
另外，在本说明中，执行各种处理的步骤按照所记载的顺序时序性地进行的处理，显然不必一定是时序性的处理，也可以包含并列的或分别执行的处理。
Claims (6)
1.一种激光加工装置，对基板上的被薄膜覆盖的配线的缺陷进行修正，其中，包括：
脉冲激光部，其将对所述配线的缺陷进行修正的路径的薄膜除去到在其厚度方向上残留一部分薄膜的状态；
CW激光部，其在利用所述脉冲激光部将对所述配线的缺陷进行修正的路径的所述薄膜除去到在厚度方向残留一部分薄膜的状态后，将所述一部分的残余薄膜除去。
2.如权利要求1所述的激光加工装置，其中，
在利用所述CW激光部除去了所述薄膜后，所述脉冲激光部将对所述配线的缺陷进行修正的路径上的、设于所述薄膜与所述配线间的绝缘膜除去，
在利用所述脉冲激光部将所述绝缘膜除去后，所述CW激光部通过利用CVD进行贴膜而连接对配线缺陷进行修正的路径。
3.如权利要求1所述的激光加工装置，其中，
利用所述脉冲激光部除去的、对所述配线的缺陷进行修正的路径的一部分薄膜残留的状态，为残留有可由所述CW激光部除去的一部分薄膜的状态。
4.如权利要求1所述的激光加工装置，其中，
所述基板上的薄膜为液晶基板上的彩色滤光片。
5.如权利要求1所述的激光加工装置，其中，
所述CW激光部在利用所述脉冲激光部将对所述配线的缺陷进行修正的路径的薄膜除去到在厚度方向残留一部分薄膜的状态后，将所述一部分的残留薄膜除去时，与通过利用CVD贴膜而将对配线的缺陷进行修正的路径连接时相比，所述CW激光部的扫描速度更高，且激光功率更强。
6.一种激光加工方法，为对基板上的被薄膜覆盖的配线的缺陷进行修正的激光加工装置的激光加工方法，其中，
利用脉冲激光部将对所述配线的缺陷进行修正的路径的薄膜除去到在其厚度方向残留一部分薄膜的状态，
在利用所述脉冲激光部将对所述配线的缺陷进行修正的路径的薄膜除去到在厚度方向残留一部分薄膜的状态后，利用CW激光部将所述一部分的残留薄膜除去。
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