JP2008039977A - パターン修正方法およびパターン修正装置 - Google Patents

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、かつ、基板の汚染が少ない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の一部を変形させてフィルム３の基板１側の表面に凹部３ｂを形成し、凹部３ｂの底面に開けられた孔３ａと欠陥部２ａとを隙間Ｇを開けて対峙させ、塗布針３１を用いて孔３ａを含む所定の範囲で凹部３ｂの底面を基板１に押圧するとともに孔３ａを介して欠陥部２ａに修正ペースト３０を塗布し、フィルム３の復元力で凹部３ｂの底面を基板１から剥離させる。したがって、修正ペースト３０が凹部３ｂの底面と基板１との隙間に毛細管現象で流れるのを防止できる。
【選択図】図１

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）。
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。

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、基板の汚染が少ない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、フィルムの一部を変形させてフィルムの基板側の表面に凹部を形成し、凹部の底面に開けられた孔と欠陥部とを隙間を開けて対峙させ、孔を含む所定の範囲で凹部の底面を基板に押圧するとともに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凹部の底面を基板から剥離させることを特徴とする。

好ましくは、型の形状をフィルムに転写して凹部を形成する。
また好ましくは、フィルムを複数回折り曲げて凹部を形成する。

また、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装置において、フィルムの一部を変形させてフィルムの基板側の表面に凹部を形成する凹部形成手段と、レーザ光を照射して凹部の底面に欠陥部に応じた形状の孔を開けるレーザ加工手段と、凹部の底面に開けられた孔と欠陥部とを隙間を開けて対峙させるフィルム配置手段と、孔を含む所定の範囲で凹部の底面を基板に押圧するとともに孔を介して欠陥部に修正液を塗布する塗布手段とを備え、塗布手段によって修正液を塗布した後、フィルムの復元力で凹部の底面を基板から剥離させることを特徴とする。

好ましくは、さらに、フィルムを供給する供給リールと、フィルムを巻き取る巻き取りリールとを備え、凹部形成手段は、供給リールと巻き取りリールとの間に設けられ、外周面に形成された凸部をフィルムに押圧して凹部を形成する転写ローラを含む。

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、フィルムの一部を変形させてフィルムの基板側の表面に凹部を形成し、凹部の底面に開けられた孔と欠陥部とを隙間を開けて対峙させ、孔を含む所定の範囲で凹部の底面を基板に押圧するとともに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凹部の底面を基板から剥離させる。したがって、フィルムをマスクとして使用するので、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、フィルムと基板の接触時間は短時間であり、修正液がフィルムと基板との隙間に毛細管現象で流れる前にフィルムは基板から離れるので、基板の汚染は少なくて済む。

この発明に係るパターン修正方法では、外周面に凹部が形成されたローラと外周面に凸部が形成されたローラとを、凹凸部で噛み合うように回転自在に配置し、ローラの噛み合い面にロール状にスリットしたフィルムを通過させて、フィルムの略中央部の延在方向に凹部を形成する。

次に、フィルムの凹部を光学系の下方に導き、レーザ光を照射して凹部の底面の略中央に欠陥部の形状に応じた形状の孔を開ける。次いで、フィルムの凹部で欠陥部を覆うようにしてフィルムと基板を対峙させ、孔と欠陥部の位置が合うように位置調整を行なってフィルムを基板上に載置する。このとき、孔は欠陥部とは接触することなく、両者の間には一定の隙間が保たれる。

次に、孔を含む所定の範囲を、修正液を先端に付着した塗布針で押圧する。これにより、フィルムが変形して凹部の底面が欠陥部の周囲の基板に接触し、孔を介して欠陥部に修正液が塗布される。塗布後、塗布針は上昇し、フィルムの復元力によって凹部の底面は、基板の欠陥部から剥離する。凹部の底面と基板の接触時間は、フィルムを塗布針で押圧している短時間であり、修正液がフィルムと基板との隙間に毛細管現象で流れる前に、孔は欠陥部から離れる。したがって、修正液による基板の汚染は少なくて済む。以下、この発明に係るパターン修正方法について図面を用いて詳細に説明する。

図１（ａ）は、この発明の一実施の形態によるパターン修正方法を示す平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＩＢ−ＩＢ線断面図であり、図１（ｃ）は図１（ａ）のＩＣ−ＩＣ線断面図であり、図２は修正対象の基板１を示す図である。基板１の表面には、図２に示すように、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。

このパターン修正方法では、図１（ａ）〜（ｃ）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がマスクとして使用される。フィルム３には、フィルム３の延在方向に延びる複数の折り目が形成されて凹部３ｂが形成され、凹部３ｂの略中央に孔３ａが開けられている。

凹部３ｂで電極２および欠陥部２ａを覆うようにしてフィルム３が基板１上に載置され、孔３ａは欠陥部２ａに位置合わせされる。孔３ａは凹部３ｂの底面に開けられているので、孔３ａは欠陥部２ａに対して隙間Ｇを開けて対峙した状態となる。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。

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。

フィルム３は、図３に示すように、フィルム配置ユニット４に装着される。フィルム配置ユニット４は、ベース板５と、ベース板５上に配置されたフィルム供給リール６、フィルム加工部７、固定ローラ１４〜１６、フィルム送り部１７、フィルム巻き取りリール２４を含む。フィルム供給リール６とフィルム巻き取りリール２４はベース板５上で左右に離して配置され、ベース板５の中央には切欠部５ａを設けて後述する光学系部品との干渉を回避している。

フィルム加工部７は、転写ローラ８，９を含む。図４に示すように、転写ローラ８の外周面には所定幅および所定深さの溝状の凹部８ａが形成され、転写ローラ９の外周面には所定幅および所定高さのリング状の凸部９ａが形成され、凹部８ａと凸部９ａが噛み合うように転写ローラ８，９が配置されている。転写ローラ８は固定位置で回転可能に支持されるが、他方の転写ローラ９は支点１０を中心に揺動可能なアーム１１に回転可能な状態で固定支持される。また、アーム１１にはスプリング１２が内蔵されており、調整ねじ１３によってスプリング１２の長さを調整することにより、転写ローラ８と９の押し付け力を調整することが可能となっている。

フィルム３を転写ローラ８，９の間を通過させることにより、凹部８ａおよび凸部９ａの形状をフィルム３に転写し、フィルム３の延在方向にフィルム３を折り曲げながら凹部３ｂを形成する。したがって、レーザ加工などによって凹部を形成する場合に比べ、装置を簡素化することができ、かつ、修正作業の効率が向上する。

図５は、凹部３ｂが形成されたフィルム３の延在方向に垂直な断面形状を示す図である。フィルム３に凹部３ｂを設けたことにより、基板１にフィルム３を置いたときに、孔３ａと基板１を一定の隙間Ｇを開けて対峙させることが可能となり、隙間Ｇを確保するための別手段（たとえばスペーサ）を設ける必要がなくなる。凹部３ｂの幅Ｗや高さＨは、修正ペーストを塗布した後で、孔３ａを含む微小範囲のフィルム３が、その復元力によって基板１から離れることが可能なように設定される。なお、フィルム３には一定の張力がかけられているので、凹部３ｂの高さＨは、転写形状より低くなることを考慮して決定される。たとえば、修正ペースト４を塗布するときの凹部３ｂの高さＨは１０〜１０００μｍ程度とする。また、幅Ｗは１〜３ｍｍ程度とする。

図３に戻って、フィルム送り部１７は、フィルム３を一定量送るモータ駆動の送りローラ１８と、送りローラ１８に押し付けられて受動的に回転する受動ローラ１９と、受動ローラ１９を支点２０を中心に揺動可能に支持するアーム２１とを含む。また、アーム２１にはスプリング２２が内蔵されていて、調整ねじ２３によってスプリング２２の長さを調節することで、送りローラ１８と受動ローラ１９との押し付け力を調整することが可能となっている。

フィルム供給リール６にはトルク調整部（図示せず）が取付けられていて、フィルム３は一定の張力を持って、２つのローラ１５，１６間で基板１に対して略平行に対峙した状態となる。

なお、固定ローラ１４〜１６、送りローラ１８および受動ローラ１９の外周面には、凹部３ｂを潰さないようにするための逃げ溝を形成することが好ましい。また、フィルム配置ユニット４は、図３で示した構成に限定されるものではなく、たとえば、フィルム供給リール６とフィルム巻き取りリール２４を同じ側に配置し、フィルム３をローラ１６で折り返して配置する構造であってもよい。

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６に示すように、レーザ部２５は観察光学系２６の上部に固定され、レーザ部２５から出射されたレーザ光は観察光学系２６の下端に固定した対物レンズ２７を介してフィルム３に照射される。孔３ａは、たとえばレーザ部２５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２７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の位置から離れた位置で行なわれるか、あるいは、欠陥部２ａにレーザ光が当たらないように、フィルム３単体で行なわれる。たとえば、フィルム３は、基板１から上方に離れた位置で、左右の固定ローラ１５，１６により水平に張り渡した状態に保持し、固定ローラ１５，１６間に張り渡したフィルム３の略中央部にレーザ光を照射して孔３ａを形成する。基板１上で孔３ａを加工する場合には、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２８をフィルム３と基板１の間に挿入するとよい。

このように、欠陥部２ａにフィルム３を付着、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の裏面にごみが付着することを抑制することができる。

なお、基板１に直接レーザ光が照射されても基板１にダメージを与えない場合や、異物が付着しても問題にならない場合には、フィルム１を基板１の上に置いて直接孔３ａの加工を行なってもよい。

孔３ａの形成が終了した時点では、孔３ａ周りのフィルム３表面には、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。フィルム３の裏面も同様に処理してもよい。レーザ部２５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１（ａ）〜（ｃ）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を対峙した状態にする。次に、フィルム３を下降させて基板１に接触した状態とする。この工程は手動操作で行なっても構わない。このとき、フィルム３の張力を緩めてフィルム３をＵ字状に垂らした状態で、基板１にフィルム３を接触（付着）させてもよい。この状態では、凹部３ｂによって孔３ａと基板１は隙間Ｇを開けて対峙した状態となる。なお、基板１上に配置したフィルム３の凹部３ｂは、通常はフィルム３に張力をかけた状態にあるため、凹部３ｂを形成した直後の高さＨよりも低くなる。

次に、塗布手段により修正ペースト３０を欠陥部２ａに塗布する。塗布手段としては、たとえば、図７に示すように、塗布針３１が用いられる。塗布針３１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３１先端の平坦面３１ａの直径は、たとえば、３０〜７０μｍ程度あり、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の開口部が平坦面３１ａにすべて収まるような塗布針３１を選択して使用するのが好ましい。このような塗布針３１を使用すれば、１回の塗布動作で孔３ａ全体に修正ペースト３０を充填することができる。

塗布針３１の平坦面３１ａの周りに修正ペースト３０が付着した状態で、孔３ａの略中央に塗布針３１を上方から下降させると、フィルム３の凹部３ｂ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３０が充填される。塗布針３１は、図示しないガイド（直動軸受）に沿って上下方向に進退可能に支持されている。塗布針３１を含む可動部の自重のみでフィルム３を押す。塗布針３１がフィルム３に接触した後にさらに下降させようとしても、塗布針３１はガイドに沿って上方に退避するので、塗布針３１の平坦面３１ａは過負荷とならない。塗布針３１の駆動手段は、図示しない制御手段によって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３１がフィルム３を押している間だけであり、修正ペースト３０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３１を上方に退避させる。塗布針３１がフィルム３から離れれば、フィルム３の弾性力で元の状態に戻り、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、孔３ａが基板１に接触する時間は極わずかである。

図８は、塗布針３１を上方に退避した状態を示し、孔３ａ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３０Ａが残る。また、余分に塗布された修正ペースト３０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３１による塗布形状よりも微細な修正層３０Ａ（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３０には、修正ペースト３０の仕様に合わせて紫外線硬化処理、加熱硬化処理、あるいは乾燥処理が施される。図８の状態で硬化処理を行なってもよいし、図９に示すように、欠陥部２ａの上方からフィルム３を除去した後で硬化装置３２による硬化処理、あるいは焼成手段による焼成処理を行なってもよい。

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３０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、孔３ａ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、フィルム３が修正層３０Ａに接触して修正層３０Ａを崩す心配がない。

また、修正ペースト３０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３０が付着しないことも想定される。それに対して、本願発明では、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３０の粘度は小さくても構わない。修正ペースト３０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（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。

なお、上述の例では、フィルム３を基板１の上に接触させたが、図１０に示すように、基板１とフィルム３を一定の隙間Ｄを持って対峙させた状態で、修正ペースト３０を平坦面３１ａに付着させた塗布針３１で孔３ａを欠陥部２ａに押し付けてもよい。

また、凹部３ｂをフィルム３の延在方向に連続的に形成したが、凹部３ｂを形成するのにフィルム３を深く折り曲げると、フィルム３の剛性が増してフィルム３をＵ字型に垂らすことが難しくなることが想定される。そのため、図１１に示すように、フィルム３の延在方向に略垂直方向に凸部３ｃを一定間隔で形成し、２つの凸部３ｃとの間に凹部３ｂを形成し、凹部３ｂに孔３ａを形成してもよい。

フィルム３を基板１に接触させる場合、孔３ａを含む微小範囲のフィルム３が基板１とは隙間を持って対峙できればよく、フィルム３を変形させる方法は、ここに示した方法に限定されるものではない。

また、塗布手段として塗布針３１を用いた場合について説明したが、塗布時に孔３ａを含む微小範囲のフィルム３を基板１側に接触させることが可能な方法であれば、塗布手段は塗布針３１に限定されない。たとえば、ディスペンサによる方法であってもよい。そのほか、孔３ａを含む微小範囲のフィルム３上に修正ペースト３０を塗布した後で、孔３ａを含む微小範囲のフィルム３を一定時間、基板１側に接触させるような手段を用いてもよい。

今まで説明してきた方法は、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適用も可能である。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。

この発明の一実施の形態によるパターン修正方法を示す図である。 図１に示した基板の構成を示す図である。 図１に示したフィルムの加工、配置を行なうフィルム配置ユニットの構成を示す図である。 図３に示した転写ローラの構成を示す図である。 図４の転写ローラで加工したフィルムの形状を示す断面図である。 図５で示したフィルムに孔を開ける工程を示す断面図である。 図１で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する工程を示す断面図である。 図７に示した塗布針を上方に退避させた状態を示す断面図である。 図８に示した修正層を硬化させる工程を示す断面図である。 この実施の形態の変更例を示す断面図である。 この実施の形態の他の変更例を示す断面図である。

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 凹部、３ｃ 凸部、４ フィルム配置ユニット、５ ベース板、６ フィルム供給リール、７ フィルム加工部、８，９ 転写ローラ、８ａ 凹部、９ａ 凸部、１０，２０ 支点、１１，２１ アーム、１２，２２ スプリング、１３，２３ 調整ねじ、１４〜１６ ローラ、１７ フィルム送り部、１８ 送りローラ、１９ 受動ローラ、２５ レーザ部、２６ 観察光学系、２７ 対物レンズ、２８ 遮蔽板、３０ 修正ペースト、３１ 塗布針、３２ 硬化装置。

Claims (5)

1. 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、
   フィルムの一部を変形させて前記フィルムの基板側の表面に凹部を形成し、
   前記凹部の底面に開けられた孔と前記欠陥部とを隙間を開けて対峙させ、
   前記孔を含む所定の範囲で前記凹部の底面を前記基板に押圧するとともに前記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凹部の底面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。
2. 型の形状を前記フィルムに転写して前記凹部を形成す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。
3. 前記フィルムを複数回折り曲げて前記凹部を形成す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。
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装置において、
   フィルムの一部を変形させて前記フィルムの基板側の表面に凹部を形成する凹部形成手段と、
   レーザ光を照射して前記凹部の底面に前記欠陥部に応じた形状の孔を開けるレーザ加工手段と、
   前記凹部の底面に開けられた孔と前記欠陥部とを隙間を開けて対峙させるフィルム配置手段と、
   前記孔を含む所定の範囲で前記凹部の底面を前記基板に押圧するとともに前記孔を介して前記欠陥部に修正液を塗布する塗布手段とを備え、
   前記塗布手段によって前記修正液を塗布した後、前記フィルムの復元力で前記凹部の底面を前記基板から剥離させることを特徴とする、パターン修正装置。
5. さらに、前記フィルムを供給する供給リールと、
   前記フィルムを巻き取る巻き取りリールとを備え、
   前記凹部形成手段は、前記供給リールと前記巻き取りリールとの間に設けられ、外周面に形成された凸部を前記フィルムに押圧して前記凹部を形成する転写ローラを含むことを特徴とする、請求項４に記載のパターン修正装置。

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