DE3908068A1

DE3908068A1 - Verfahren zum herstellen von leiterbahnen auf einer substratplatte fuer fluessigkristallzellen

Info

Publication number: DE3908068A1
Application number: DE19893908068
Authority: DE
Inventors: Stefan Dr Brosig
Original assignee: Nokia Unterhaltungselektronik Deutschland GmbH
Current assignee: Nokia Deutschland GmbH
Priority date: 1989-03-13
Filing date: 1989-03-13
Publication date: 1990-09-20
Anticipated expiration: 2009-03-14
Also published as: DE3908068C2

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Lei terbahnen auf einer Subtratplatte für Flüssigkristallzellen. Eine Substratplatte ist eine ebene Platte aus einem meist durch sichtigen Material, auf die verschiedene Schichten, die zum Teil strukturiert sind, aufgebracht sind. Von Interesse sind in Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung nur Verfahrens schritte, die zum Herstellen eines strukturierten Leitungs musters, hier Leiterbahnen genannt, dienen.

STAND DER TECHNIK

Zum Herstellen von Leiterbahnen auf einer Substratplatte für Flüssigkristallzellen besteht seit Jahren ein Standardverfah ren. Gemäß diesem Verfahren wird eine Fotolackschicht auf eine Substratplatte aufgebracht, die bereits mit einer leit fähigen Schicht, insbesondere einer Ito-Schicht, versehen ist. Die Fotolackschicht wird mit einem Muster belichtet, das dem gewünschten Leiterbahnenmuster entspricht. Als Fotolacke ha ben sich Positiv-Fotolacke durchgesetzt, d.h. solche, bei denen die belichteten Bereiche mit Hilfe eines Lösungsmittels abgewaschen werden können. Die Positiv-Fotolacke sind in der Regel Harze, die nach dem Belichten durch einen alkalischen Entwickler abwaschbar sind. Bei Verwendung von Positiv-Foto lacken wird überall dort belichtet, wo keine Leiterbahn er wünscht ist. Bei Verwendung von Negativ-Fotolacken wird da gegen in den Bereichen gewünschter Leiterbahnen belichtet.

Wenn die Fotolackschicht in denjenigen Bereichen, die nicht den Leiterbahnbereichen entsprechen, abgewaschen worden ist, wird die freigelegte leitfähige Schicht mit einem Lösungsmit tel entfernt. Zum Entfernen freigelegter Ito-Schichten ist z.B. Salzsäure als Lösungsmittel geeignet.

Nach diesem Schritt liegen Leiterbahnen mit darüberliegender Fotolackschicht vor. In einem Endschritt werden diese noch vorhandenen Bereiche der Fotolackschicht durch Behandeln mit einem Lösungsmittel abgewaschen. Zum Entfernen der üblichen Positiv-Fotolacke wird eine stark alkalische Flüssigkeit, z.B. 20%ige Natronlauge verwendet.

Bevor weitere Schichten auf die Substratplatte aufgebracht werden, wird gemäß dem Stand der Technik zuvor untersucht, ob Kurzschlüsse zwischen benachbarten Leiterbahnen vorhanden sind. Substratplatten mit Kurzschlüssen gelangen zum Ausschuß, ebenso wie solche Platten, die während des Prüfverfahrens auf Kurzschlüsse versehentlich beschädigt werden.

Es besteht allgemein das Problem, das Verfahren zum Herstel len von Leiterbahnen auf Substratplatten für Flüssigkristall zellen so zu führen, daß möglichst wenig Ausschuß anfällt.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Das erfindungsgemäße Verfahren unterscheidet sich vom bekann ten dadurch, daß nicht erst nach dem Endschritt auf Kurz schlüsse überprüft wird, sondern vor diesem. Dies bringt meh rere Vorteile mit sich. Der erste Vorteil ist der, daß der Endschritt für Substratplatten mit kurzgeschlossenen Leiter bahnen gar nicht ausgeführt zu werden braucht, falls vorge sehen ist, derartige Platten nicht weiterzubearbeiten, wie bisher üblich. Es ergibt sich somit eine Arbeitsersparnis.

Ein erheblich größerer Vorteil liegt aber darin, daß die Leiterbahnen während der Kurzschlußprüfung noch durch die darüberliegende Fotolackschicht geschützt sind. Selbst wenn das Verfahren zum Überprüfen auf Kurzschlüsse weniger sorg fältig ausgeführt wird als bisher, kommt es daher dennoch zu weniger Beschädigungen der Leiterbahnen.

Der allergrößte Vorteil stellt sich jedoch dann ein, wenn, wie dies eine vorteilhafte Weiterbildung angibt, das noch Vorhandensein der Fotolackschicht über den Leiterbahnen dazu verwendet wird, Substratplatten mit kurzgeschlossenen Leiter bahnen zu reparieren. Bei Platten mit Kurzschlüssen wird näm lich zunächst optisch die Kurzschlußstelle gesucht, die in der Regel sehr einfach gefunden werden kann, da ja die Lei terbahnen bekannt sind, zwischen denen der Kurzschluß besteht. Dann wird die noch über den Leiterbahnen liegende Fotolack schicht im Kurzschlußbereich entfernt und der dadurch freige legte Kurzschlußbereich wird durch Anwenden eines Lösungs mittels entfernt. Erst wenn auf diese Art und Weise der Kurz schluß beseitigt ist, wird der Endschritt ausgeführt.

Das Entfernen der Fotolackschicht über dem Kurzschlußbereich kann auf verschiedene Arten erfolgen. Bei groben Strukturen erfolgt das Entfernen vorteilhafterweise mechanisch von Hand. Bei feinen Strukturen erfolgt es vorzugsweise mit einer me chanischen Hilfsvorrichtung. Bei sehr feinen Strukturen ist es von Vorteil, den Fotolack oberhalb der Kurzschlußstelle zu belichten. Die Lichtquelle wird dabei z.B. mit Hilfe eines Rotlicht- oder Gelblichtstrahles auf die Kurzschlußstelle justiert und dann wird mit einem UV-Lichtstrahl belichtet, dessen Auftreffstelle mit der Auftreffstelle des Justier strahles übereinstimmt. An der belichteten Stelle wird der Fotolack abgewaschen und dann die Kurzschlußstelle herausge löst. Erst dann erfolgt der Endschritt. Dieses Verfahren ist nur bei Verwendung eines Positiv-Fotolacks ausführbar. Für alle anderen angegebenen Varianten ist es dagegen unerheblich, ob ein Positiv- oder ein Negativ-Fotolack vorliegt.

Fig. 1-3 schematische Teilquerschnitte durch eine Sub stratplatte während dreier Verfahrensschritte zum Herstellen von Leiterbahnen;

Fig. 4 eine perspektivische Teilansicht einer Substrat platte mit zwei Leiterbahnen, zwischen denen Kurzschlüsse bestehen.

WEGE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG

Die Fig. 1-3 veranschaulichen Verfahrensschritte, die das erfindungsgemäße Verfahren mit bekannten Verfahren gemeinsam hat. Daher werden diese Figuren nur kurz erläutert.

Bei dem mit Hilfe von Fig. 1 veranschaulichten Verfahrens schritt wird eine Substratplatte, die mit einer Ito-Schicht 12 und einer Fotolackschicht 13 versehen ist, durch eine Maske 14 hindurch belichtet. Beim Ausführungsbeispiel ist davon ausge gangen, daß der Fotolack ein Positiv-Fotolack ist. Ein sol cher läßt sich in belichteten Bereichen auswaschen. Für die üblichen Fotolacke wird hierzu ein alkalischer Entwickler verwen det. Es ergibt sich dann die in Fig. 2 dargestellte Struktur, gemäß der noch die komplette Ito-Schicht 12 auf der Substrat platte 11 vorhanden ist, die Fotolackschicht 13 jedoch struk turiert ist. Es handelt sich um die von der Maske 14 vermit telte Struktur, die der gewünschten Leiterbahnenstruktur ent spricht. Nach dem Belichten und Entwickeln weist die Foto lackschicht 13 also die Leiterbahnstruktur auf. In Fig. 2 sind zwei Fotolackbahnen 13.1 im Schnitt erkennbar.

Die Substratplatte 11 mit der geschlossenen Ito-Schicht 12 und den Fotolackbahnen 13.1 wird mit verdünnter Salzsäure behandelt, um die Ito-Schicht in allen Bereichen bis auf die Oberfläche der Substratplatte 11 abzutragen, in denen sie nicht durch darüberliegende Fotolackbahnen 13.1 geschützt ist. Nach diesem Abtragen ergibt sich die in Fig. 3 darge stellte Struktur mit Leiterbahnen 12.1 und darüberliegenden Fotolackbahnen 13.1.

Die Abstände zwischen den Leiterbahnen 12.1 können sehr klein sein, z.B. im Bereich einiger 10 µm. Bei diesen kleinen Ab messungen kommt es aus den verschiedensten Gründen vor, daß Stellen, die eigentlich hätten belichtet werden sollen, nicht richtig belichtet sind und sich daher die Fotolackschicht an der betreffenden Stelle nicht ablösen läßt, obwohl dies eigentlich der Fall sein soll, oder daß das Ablösen unvoll ständig erfolgt, obwohl die Belichtung ausreichend war. Bleibt jedoch Fotolack an unerwünschten Stellen zurück, hat dies un erwünschte Leiterbahnbereiche zur Folge, da ja an diesen Stellen das Leiterbahnmaterial wegen des darüberliegenden schützenden Fotolacks nicht abgelöst werden kann.

Im Herstellverfahren erfolgt ein Kurzschluß-Überprüfungs schritt, um Substratplatten mit Kurzschlüssen vom weiteren Normalablauf ausschließen zu können. Gemäß dem Stand der Technik erfolgt die Kurzschlußprüfung nach einem bisher noch nicht erläuterten Schritt, nämlich nach dem Ablösen der Foto lackbahnen 13.1 über den Leiterbahnen 12.1. Bei dem hier er läuterten Verfahren erfolgt jedoch die Kurzschlußprüfung in dem in Fig. 3 dargestellten Zustand. Dies hat den Vorteil, daß die Leiterbahnen 12.1 noch durch die darüberliegenden Fotolackbahnen 13.1 mechanisch geschützt sind. Bei der Kurz schlußprüfung kommt es daher nur in Ausnahmefällen zu Beschä digungen der Leiterbahnen. Darüber hinaus ergibt sich eine einfache Reparaturmöglichkeit für Kurzschlüsse, wie sie nun anhand von Fig. 4 näher erläutert wird.

In Fig. 4 ist ein Teil einer Substratplatte 11 mit zwei eng benachbarten Leiterbahnen 12.1 dargestellt, die noch mit Fotolackbahnen 13.1 abgedeckt sind. An zwei Stellen zwischen den beiden Leiterbahnen ist jeweils ein Kurzschluß 15 vorhan den. Im Kurzschlußbereich ist nicht nur Leiterbahnmaterial zwischen den beiden Leiterbahnen vorhanden, sondern auch Foto lackmaterial zwischen den beiden Fotolackbahnen. Es wird nun der Fotolack in den Kurzschlußbereichen entfernt, also Be reichen, wie sie in Fig. 4 schraffiert eingezeichnet sind. Anschließend wird das freigelegte Leiterbahnmaterial,hier Ito, örtlich herausgelöst, gemäß dem Ausführungsbeispiel durch ver dünnte Salzsäure. Erst wenn auf diese Art und Weise die Kurz schlüsse beseitigt sind, wird der Endschritt des Herstellens von Leiterbahnen ausgeführt, nämlich das Abwaschen der Foto lackbahnen 13.1 mit Hilfe einer stark alkalischen Flüssigkeit, z.B. 20%iger Natronlauge.

Abhängig vom Abstand zwischen zwei kurzgeschlossenen Leiter bahnen erfolgt das Entfernen der Fotolackbereiche in den Kurz schlußbereichen 15 entweder mechanisch oder optisch. Mecha nisch erfolgt das Entfernen von Hand oder mit Hilfe einer feinen Schneide- und Kratzvorrichtung, die mit einer Lupe oder einem Mikroskop justiert wird. Zum Entfernen sehr feiner Bereiche kann auch ein Justierstrahl mit Hilfe eines Mikro skops auf die Kurzschlußstelle eingerichtet werden. Dann wird diese Stelle mit einem Belichtungsstrahl belichtet, dessen Auftrefffleck mit dem Auftrefffleck des Justierstrahles über einstimmt. Der Justierstrahl ist langwellig, während der Be lichtungsstrahl kurzwellig ist. Das optische Verfahren hat den Vorteil, daß es das Aufsuchen der Kurzschlußstelle und das Entfernen derselben in einem einzigen Arbeitsschritt miteinander verbindet. Bei feinen Strukturen müssen nämlich Kurzschlüsse mit Hilfe einer optischen Vergrößerungseinrich tung aufgesucht werden. Sobald der Kurzschlußbereich im Blick feld ist, kann das Einjustieren auf einen Belichtungsstrahl mit Hilfe des genannten Justierstrahles erfolgen. Nach die sen Vorgängen wird die belichtete Stelle, oder werden be lichtete Stellen, in üblicher Weise mit einem Fotolacklö sungsmittel behandelt. Dann erfolgt das Ablösen der freige legten Leiterbahnbereiche, wie erläutert.

Bei den Ausführungsbeispielen wurde davon ausgegangen, daß ein Positiv-Fotolack verwendet wird, also ein solcher, bei dem sich belichtete Fotolackbereiche ablösen lassen. Werden Negativ-Fotolacke verwendet, gilt das Vorstehende mit einer Ausnahme entsprechend. Diese Ausnahme liegt darin, daß das optische Justier- und Nachbelichtungsverfahren nicht möglich ist. Der Fotolack in Kurzschlußbereichen muß bei Verwenden eines Negativ-Fotolacks mechanisch entfernt werden.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen von Leiterbahnen auf einer Sub tratplatte für Flüssigkristallzellen, bei dem

- eine Fotolackschicht auf eine Substratplatte aufgebracht wird, die bereits mit einer leitfähigen Schicht versehen ist,
- die Fotolackschicht mit einem Muster belichtet wird, das dem gewünschten Leiterbahnmuster entspricht,
- diejenigen Bereiche der Fotolackschicht, die nicht den Leiterbahnbereichen entsprechen, durch Behandeln mit einem Lösungsmittel abgewaschen werden,
- die leitfähige Schicht durch Behandeln mit einem Lösungs mittel in denjenigen Bereichen entfernt wird, die den entfernten Bereichen der Fotolackschicht entsprechen, und
- die noch vorhandenen Bereiche der Fotolackschicht durch Behandeln mit einem Lösungsmittel in einem Endschritt abgewaschen werden, dadurch gekennzeichnet, daß
- vor dem Endschritt überprüft wird, ob Kurzschlüsse zwi schen benachbarten Leiterbahnen bestehen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß dann, wenn keine Kurzschlüsse festgestellt werden, der Endschritt ausgeführt wird, dagegen dann, wenn mindestens ein Kurzschluß vorhanden ist, der Fotolackbe reich über der Kurzschlußstelle entfernt wird, der dadurch freigelegte Kurzschlußbereich der leitenden Schicht durch Anwenden eines Lösungsmittels entfernt wird, und erst dann der Endschritt ausgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß das Entfernen der Fotolackschicht im Kurz schlußbereich mechanisch erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß bei Verwenden eines Positiv-Fotolacks das Entfernen der Fotolackschicht im Kurzschlußbereich dadurch erfolgt, daß die Fotolackschicht dort belichtet wird und der belichtete Fotolackschichtbereich anschließend abge löst wird.