JP5009352B2

JP5009352B2 - 透明導電膜を有する基板の製造方法、レーザパターニング装置およびパターニング方法

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Publication number: JP5009352B2
Application number: JP2009258435A
Authority: JP
Inventors: 和彦吉田; 良成佐々木; 英寿村瀬; 幸成阿蘇; 清美清井
Original assignee: ソニーモバイルディスプレイ株式会社
Priority date: 2009-11-11
Filing date: 2009-11-11
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2022-10-31
Also published as: JP2010069537A

Description

本発明は、プラズマディスプレイや液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等に用いられる、透明導電膜を有する基板の製造方法、レーザパターニング装置およびパターニング方法に関する。

現在、透明導電膜は、フラットディスプレイの主流であるプラズマディスプレイや液晶ディスプレイなどのアレイ基板等の透明電極として採用されている。将来の表示デバイスとして開発が進められている電子ペーパーの分野でも透明電極として広く採用されており、その用途は拡大している。そして、ディスプレイの高精細化、低コスト化の競争は、近年より激しくなってきており、製造現場でもより高品質、高生産性が要求されている。

透明導電膜は、通常、フォトリソグラフィー法によって、所望の形状にパターニングされる。図１１にフォトリソグラフィー工程の各工程の断面構成図を示す。例えばガラス、プラスチック、シリコンウェハ等の基板１０１上に、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍｔｉｎｏｘｉｄｅｓ）膜、またはＺｎＯ膜等からなる透明導電膜３を真空成膜し、その上にレジスト層１０３を形成してなる多層薄膜（図１１Ａ）に対し、所定パターンを有するフォトマスク１０４を通して光を照射してレジスト層１０３を感光する（図１１Ｂ）。そして、現像、ポストベークすることでフォトマスクパターンをレジスト層１０３に転写し（図１１Ｃ）、エッチング法にて透明導電膜１０２のレジストで被覆されていない部分を除去し（図１１Ｄ）、最後に残留レジスト層１０３を除去することで所望のパターンが得られる（図１１Ｅ）。

しかし、上述のフォトリソグラフィー工程は、コータディベローッパーなどの大型の装置が必要となり、製造コストの低減の妨げとなる。また、現像液などの薬液を大量に使用するため、環境保全の点でも問題となる。さらに、例えば反射・透過併用型の低温ポリシリコン液晶ディスプレイでは、ＴＦＴ（ｔｈｉｎｆｉｌｍｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が設けられた基板の画素電極の透過部としてＩＴＯ膜や、また反射膜としてＡｌ膜などが用いられるが、それらのパターニングは同じパターン形状であってもレジストや現像液が異なるため、フォトリソグラフィー工程が２回必要となる。そこで、製造工程を簡略化するのに、レーザ光を用いて直接、透明導電膜、金属膜を加工する技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。

特開２０００−３１４６３号公報（第３−４頁）

しかしながら、例えばガラス基板上に成膜されたＩＴＯ膜をＹＡＧレーザ等高エネルギーのレーザ光で加工すると、熱的な影響によりガラス基板にダメージを与える。そして、除去されたＩＴＯ膜の飛沫が加工部周辺に付着するなどの問題が発生する。また、ＩＴＯ膜の飛沫がガラス基板の表面に再付着することを防止するためにガラス基板を真空チャンバー内で加工する方法があるが、ガラス基板の大型化に伴い、真空チャンバーも必然的に大型となり、パターン加工前の真空引きとガラス基板を入れ替えるための大気開放に要する時間が長くなり、スループットの点で問題があった。

さらに、透明導電膜の下層が、デバイスによっては、レーザ光の吸収率の異なる多層構造である場合があるが、樹脂層の光学特性によっては、レーザ光照射によって樹脂層がダメージを受ける場合がある。例えば、低温ポリシリコン液晶ディスプレイのカラーフィルタ基板は、顔料分散法などで形成されたブラックマトリクス上にスピンコータ等で塗布されたオーバーコート用の樹脂層、さらにその上にはスパッタリング法で成膜されたＩＴＯ膜等の透明導電膜から構成される多層構造であるが、樹脂に顔料を分散させたブラックマトリクスはレーザ光の吸収率が高く、透明導電膜にレーザ光を照射したとき、透明導電膜を透過したレーザ光によってブラックマトリクスがダメージを受けることがある問題があった。

また、デバイスの基板のエリアによって、アッテネータの角度を変えてレーザ光の照射エネルギー密度を可変する場合があるが、高精度に再現しないという問題がある。例えば、上述したカラーフィルタ基板でブラックマトリクスが有るところと無いところではレーザ光の吸収率が異なるため、レーザ光の照射エネルギー密度を可変する必要があるが、アッテネータを使用する方法では照射エネルギーの再現性がよくないという問題があった。

斯かる点に鑑み、本発明は、余分なフォトリソグラフィー工程を省略し高生産性を実現すると同時に高品質の多層薄膜を実現することを目的とする。

本発明の透明導電膜を有する基板の製造方法およびパターニング方法の一側面は、透明導電膜が成膜された基板を配置し、局所排気を行う排気孔が開けられた局所排気手段の一面を、前記基板に成膜された透明導電膜に近接して設置する。そして、前記透明導電膜のレーザ光照射面近傍の雰囲気を前記排気孔より排気し、前記排気孔は前記局所排気手段の一面であって照射されるレーザ光の光路の周りに複数個設けられ、前記透明導電膜のレーザ光照射面近傍の雰囲気を前記複数個の排気孔より排気することにより局所的に減圧する。前記排気により局所的に減圧された雰囲気下で、前記透明導電膜面にマスクを介してパターン成形された前記レーザ光を照射し、前記透明導電膜の前記レーザ光照射部分を前記基板上から除去してパターニングするものである。
ここで、前記透明導電膜は前記基板上に樹脂層を介して形成され、前記透明導電膜は前記樹脂層より線膨張係数が小さな材料からなる。

斯かる本発明によれば、局所排気手段の排気孔が開けられた一面をレーザ光が照射される透明導電膜に極近接して設置し、透明導電膜のレーザ光照射面近傍の雰囲気をこの排気孔より排気し、減圧雰囲気下でこのレーザ光を照射するようにしている。それ故、簡単な構成で透明導電膜のレーザ光照射面を減圧雰囲気にでき、レーザ光照射時の透明導電膜が下層（例えば樹脂層）より離脱する際の昇華圧が高くなるので、加工に要する照射エネルギー低減できるとともに、レーザ光照射によって下層より離脱し除去された飛沫を排気孔を通して除去することができる。

本発明の透明導電膜を有する基板の製造方法およびパターニング方法の他の側面は、透明導電膜上に金属膜が成膜された基板を配置し、局所排気を行う排気孔が開けられた局所排気手段の一面を、前記基板に成膜された金属膜に近接して設置する。そして、前記透明導電膜および前記金属膜のレーザ光照射面近傍の雰囲気を前記排気孔より排気し、前記排気孔は前記局所排気手段の一面であって照射されるレーザ光の光路の周りに複数個設けられ、前記透明導電膜および前記金属膜のレーザ光照射面近傍の雰囲気を前記複数個の排気孔より排気することにより局所的に減圧する。前記排気により局所的に減圧された雰囲気下で、前記金属膜面にマスクを介してパターン成形された前記レーザ光を照射し、前記透明導電膜および前記金属膜の前記レーザ光照射部分を前記基板上から除去してパターニングするものである。
ここで、前記透明導電膜は前記基板上に樹脂層を介して形成され、前記透明導電膜は前記樹脂層より線膨張係数が小さな材料からなる。

斯かる本発明によれば、局所排気手段の排気孔が開けられた一面をレーザ光が照射される透明導電膜上の金属膜に極近接して設置し、透明導電膜および金属膜のレーザ光照射面近傍の雰囲気をこの排気孔より排気し、減圧雰囲気下でレーザ光を照射する。それ故、簡単な構成で透明導電膜および金属膜のレーザ光照射面を減圧雰囲気にでき、レーザ光照射時の透明導電膜が下層（例えば樹脂層）より離脱する際の昇華圧が高くなるので、加工に要する照射エネルギー低減できるとともに、レーザ光照射によって下層より離脱し除去された飛沫を排気孔を通して除去することができる。このとき、金属膜が溶融・離脱するとともに下層の透明導電膜に熱的影響を与え、透明導電膜とその下層との線膨張係数の差による界面の歪と当該下層表面の熱的影響による気化とを利用して、透明導電膜を下層から爆発的に離脱させて上層の金属膜とともに除去するので、透明導電膜の剥離が助けとなり、金属膜を選択的にパターニングすることができる。

本発明のレーザパターニング装置は、レーザ光を発生するレーザ発生器と、前記レーザ発生器から照射されるレーザ光の光路の周りに局所排気を行う複数個の排気孔が開けられた局所排気手段と、前記レーザ光が照射される透明導電膜を有する基板を固定すると共に、前記局所排気手段の前記排気孔を有する一面を前記透明導電膜に近接して設置し、前記レーザ光照射面近傍を局所的に減圧可能に設けられたステージと、前記レーザ光をパターン成形するマスクと、前記レーザ光が透過する投影光学系と、を備える。
前記基板のレーザ光照射面近傍の雰囲気を前記複数個の排気孔より排気することにより局所的に減圧し、前記排気により局所的に減圧された雰囲気下で、前記基板にマスクを介してパターン成形された前記レーザ光を前記投影光学系により照射し、前記透明導電膜の前記レーザ光照射部分を前記基板上から除去してパターニングする。
ここで、前記透明導電膜は前記基板上に樹脂層を介して形成され、前記透明導電膜は前記樹脂層より線膨張係数が小さな材料からなる。

斯かる本発明によれば、局所排気手段の排気孔が開けられた一面をレーザ光が照射される透明導電膜に極近接して設置し、透明導電膜のレーザ光照射面近傍の雰囲気をこの排気孔より排気し、減圧雰囲気下でこのレーザ光を照射する構成としている。それ故、簡単な構成で透明導電膜のレーザ光照射面を減圧雰囲気にでき、レーザ光照射時の透明導電膜が下層（例えば樹脂層）より離脱する際の昇華圧が高くなるので、加工に要する照射エネルギー低減できるとともに、レーザ光照射によって下層より離脱し除去された飛沫を排気孔を通して除去することができる。

斯かる本発明によれば、簡単な構成で加工対象基板のレーザ光照射面を減圧雰囲気とすることができ、その減圧雰囲気下でレーザ光を照射することにより、パターニング加工に要する照射エネルギーを低減できる。したがって、従来のフォトリソグラフィー工程が不要となり、省プロセスでのパターニング加工が実現できる。それ故、工定数の削減とそれに伴うフットプリントの減少により、生産性が向上するとともに製造コストを削減することができる。また、基板より離脱した透明導電膜（および金属膜）の飛沫が排気孔を通し除去されるので、飛沫の再付着や汚染を防止でき基板の品質が向上する。

Ａ〜Ｅはそれぞれ、本発明透明導電膜のパターニング方法の実施の形態の例の説明に供する多層薄膜の各製造工程での断面構成図である。Ａ〜Ｆはそれぞれ、本発明透明導電膜のパターニング方法の実施の形態の他の例の説明に供する多層薄膜の各製造工程での断面構成図である。本発明透明導電膜のパターニング方法において用いられるレーザ光パターニング装置の一例を示す構成図である。本発明透明導電膜のパターニング方法において用いられるレーザ光パターニング装置の一例を示す構成図である。図４の減圧チャンバーの下面図である。本発明透明導電膜のパターニング方法において用いられるレーザ光パターニング装置の一例を示す概略構成図である。図６の減圧チャンバーの下面図である。本発明透明導電膜のパターニング方法の実施の形態の他の例の説明に供する多層薄膜の断面構成図である。本発明透明導電膜のパターニング方法の実施の形態の他の例の説明に供する多層薄膜の断面構成図である。本発明透明導電膜のパターニング方法において用いられるマスクの一例を示すものであり、Ａは上面図、ＢはＡのＢ−Ｂ線断面図である。Ａ〜Ｅはそれぞれ、フォトリソグラフィー工程の説明に供する各製造工程での断面構成図である。

以下、本発明を実施するための形態の例について、添付図面を参照しながら説明する。

図３に本例の透明導電膜のパターニング方法において用いられるレーザパターニング装置の一例の構成図を示す。７はレーザ発振器であり、８はこのレーザ発振器７より出射されるレーザ光の光路を表す。また、９は光学系、４は所定のパターンが形成された例えばガラスマスク、メタルマスク、ステンシルマスク等のマスク、１１はハーフミラー、１３は真空チャックなど被照射物１２を固定する機能を具備しＸ，Ｙ，Ｚ軸方向及びθ方向に可動して被照射物１２のレーザ光照射面の適切なアライメントを可能にするステージである。

レーザ発振器７より出射されたレーザ光は、図示しないビームエキスパンダやホモジナイザ等の光学系９、マスク４、レンズ等の投影光学系１０を介してハーフミラー１１にて反射されステージ１３上の透明導電膜が成膜された被照射物１２に対し照射される。

この照射するレーザ光は透明電極となる透明導電膜材料が持つ吸収端波長等諸条件を考慮して決定されるが、本例では紫外域を中心とする高出力レーザのエキシマレーザ（以下、単にレーザ光ともいう）を用いる。エキシマレーザの媒質としては、例えばＫｒＦ（波長：２４８ｎｍ）、ＡｒＦ（波長：１９３ｎｍ）などが挙げられる。以下、本例ではＫｒＦレーザを用い、レーザ光を所定回数照射しパターニングを行う如くする。

次に、図１Ａ〜Ｅにそれぞれ、本例の透明導電膜のパターニング方法の説明に供する多層薄膜の各製造工程での断面構成図を示す。例えば、ガラス、プラスチック、シリコンウェハ等の基板１（図１Ａ）上に、アクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂等を塗布しポストベークして樹脂層２を成膜する（図１Ｂ）。その樹脂層２上に、例えばＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍｔｉｎｏｘｉｄｅｓ）膜、またはＺｎＯ膜等からなる透明導電膜３を真空成膜する（図１Ｃ）。

このようにして形成された透明導電膜３に、マスク４を介し例えばレーザ発振器７よりのＫｒＦレーザ光を照射する（図１Ｄ）と、レーザ光が照射された透明導電膜３はマスク４の所定パターン４ａを通るレーザ光５を吸収し、また、透明導電膜３を透過した透過レーザ光が樹脂層２に吸収される。すると、透明導電膜３では、レーザ光５の高エネルギーによってアブレーションが起こるとともに熱膨張する。そして、樹脂層２も熱膨張するため、透明導電膜３と樹脂層２との界面で歪が発生し、透明導電膜３が界面から剥離しようとする力が働く。さらに、樹脂層２の表面付近もアブレーションによって気化し、透明導電膜３を持ち上げようとする力が働き、その結果、爆発的に透明導電膜３が樹脂層２から離脱する（図１Ｅ）。

このとき、透明導電膜３に照射されるレーザ光５の照射エネルギー密度は、例えば透明導電膜３を樹脂層２より除去することができる最適値に対し、±０．０５Ｊ／ｃｍ^２の範囲だと熱的影響によるパターンの変形や樹脂層２のダメージが最小に抑えられ良好なパターン形状が得られる。このときの樹脂層２のダメージは対膜厚比で５％以下に抑えられる（実験では対膜厚比で２％以下の結果が得られた。）。勿論、これらの数値は材料、膜厚等の諸条件により異なる。

以下、参考に透明導電膜３および樹脂層２を構成する材料の線膨張係数の例を示すと、
・ＩＴＯ：４〜５×１０^−６／Ｋ、
・アクリル樹脂，ポリカーボネイト樹脂：６×１０^−５／Ｋ
である。

このように、樹脂層２上で透明導電膜３のパターニングをレーザ光照射により行うことで、省プロセスで高品位のパターニングが容易になる。また、従来のフォトリソグラフィー工程が不要になり、工定数の削減とそれに伴うフットプリントの減少のため製造コストを削減できる。

次に、本発明透明導電膜のパターニング方法の実施の形態の他の例につき説明する。図２Ａ〜Ｆはそれぞれ多層薄膜の各製造工程での断面構成図を示す。この図２において、図１に対応する部分には同一符号を付して示す。また本例の透明導電膜３のパターニングに用いるレーザパターニング装置は図３と同様の構成とする。

図２の例は、図１Ａ〜Ｃに記載の多層薄膜と同様、例えば、ガラス、プラスチック、シリコンウェハ等の基板１（図２Ａ）上に、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂等を塗布しポストベークして樹脂層２を成膜する（図２Ｂ）。その樹脂層２上に、例えばＩＴＯ膜、ＺｎＯ膜等の透明導電膜３を真空成膜する（図２Ｃ）。そして本例では、さらに透明導電膜３上に金属膜６を真空成膜して多層薄膜を得（図２Ｄ）、この透明導電膜３のパターニングを行う。

レーザ光の照射方法は図１例と同じであるが、レーザ光の照射エネルギー密度は、金属膜６の光学特性、膜厚等によって可変する必要がある。金属膜６にマスク４を介してレーザ光を照射すると（図２Ｅ）、溶融・離脱が起こるが、同時に下層の透明導電膜３に熱的影響を与える。そして、透明導電膜３は、図１例と同様の原理で樹脂層２の界面から剥離するとともに、樹脂層２の表面は熱的影響が支配的となって気化する。さらに、持ち上げられた透明導電膜３は爆発的に樹脂層２の界面から離脱し、上層の金属膜６をも同時に離脱させる（図２Ｆ）。仮に、透明導電膜３がないとすると、金属膜６を離脱させるためのレーザ光の照射エネルギーが余分に必要になり、結果として樹脂層２をエッチングしてしまい、また、金属膜６の溶融物が樹脂層２上に残りやすくなる。

このように、レーザ光照射により金属膜６を透明導電膜３と同時にパターニングすることで、透明導電膜３の剥離が助けとなり、金属膜６のパターニングが容易になる。

次に、本発明透明導電膜のパターニング方法の実施の形態の他の例につき説明する。図４に局所排気機能を具備するレーザパターニング装置の例を示す。この図４において、図３に対応する部分には同一符号を付して示す。この図４では、図３のハーフミラー１１とステージ１３とのレーザ光路間に局所排気手段を設け、その他レーザ発振器や光学系などの基本構成は図３に示したレーザパターニング装置と同様である。

図４に示すように、レーザ光がステージ１３上の被照射物１２に照射される直前のレーザ光路８上に、例えばＫｒＦレーザの場合は石英、ＡｒＦレーザの場合はフッ化カルシウムで作られた、エキシマレーザが透過する上部透過窓１４及び下部透過窓１６を備える略円筒状の、アルミニウムまたはステンレスなどからなる減圧チャンバー１５を設け、この減圧チャンバー１５の減圧チャンバー底部１８に局所排気機能を備える。

図５に図４の減圧チャンバー下面図を示す。減圧チャンバー底部１８の中心に、レーザ光を透過する下部透過窓１６が設けられ、その外周部周辺の同心円周上には数箇所の排気孔１９が開けられ、減圧チャンバー１５に外付けの粗引きポンプ１７によって真空引きし（本例では最大１０−２Ｔｏｒｒ程度）、この排気孔１９を通して被照射物１２表面周辺の雰囲気の排気を行う如くする。

この減圧チャンバー底部１８の下部透過窓１６と被照射物１２の照射面との距離は１００μｍ以下に保たれており、排気孔１９を通して排気する際のコンダクタンスはこれにより小さくなっているため、減圧チャンバー底部１８と被照射物１２と間の空間の真空度は１気圧より小さくなる。この減圧下でレーザ光照射され、除去された透明導電膜３は、１気圧でレーザ光照射された場合よりも、樹脂層２との界面から離脱する際の昇華圧が高まるので、レーザ光の照射エネルギー密度を小さくすることができる。さらに、除去された透明導電膜３は排気孔１９を通り、減圧チャンバー１５内に取り込まれる。それにより、透明導電膜３の飛沫の被照射物１２表面への再付着や下部透過窓１６への付着を防ぎ、被照射物１２表面及び下部透過窓１６を汚染しにくくすることができる。

このように、局所排気機能を設けた簡単な構成でレーザ光照射面を減圧雰囲気とし、この減圧雰囲気でレーザ光照射することで、生産性を損なうことなく、加工エネルギーの低減とレーザ光照射によって樹脂層２から分離された透明導電膜３の飛沫の再付着防止及び飛沫の下部透過窓１６への付着防止を図ることができる。

次に、本発明透明導電膜のパターニング方法の実施の形態の他の例につき説明する。図６に局所排気機能及びガス導入機能を具備するレーザパターニング装置の例を示す。この図６において、図３及び図４に対応する部分には同一符号を付して示す。この図６では、図４の局所排気手段にさらにガス導入手段を設けたものであり、レーザ発振器や光学系などその他の基本構成は図３及び図４に示したレーザパターニング装置と同様である。

図６に示すように、レーザ光がステージ１３上の被照射物１２に照射される直前のレーザ光路８上に、図４同様レーザ光が透過する上部透過窓１４及び下部透過窓１６を備える略円筒状の減圧チャンバー１５を設け、この減圧チャンバー１５の減圧チャンバー底部２８に局所排気機能に加えさらにガス導入機能を備える。

図７に図６の減圧チャンバー下面図を示す。減圧チャンバー底部２８の中心には、レーザ光を透過する下部透過窓１６が設けられ、その外周部周辺の同心円周上には排気孔１９が開けられ、外付けの粗引きポンプ１７によってこの排気孔１９を通して雰囲気の吸引が行われる。さらに、下部透過窓１６と排気孔１９との間の上述と同心円周上にガス導入孔２１が数箇所開けられ、外付けのガス導入手段２０によってこのガス導入孔２１を通してヘリウム、アルゴン等の不活性ガスを被照射物１２のレーザ光照射面に導入し、本例のエキシマレーザのようなパルスレーザであれば、透明導電膜３のパターニングが終了するまでの所定回数のレーザ光照射中に不活性ガスの導入を行う如くする。また、連続発振レーザの場合にも同様にパターニングが終了するまでの間不活性ガスの導入を行う如くする。

不活性ガスの導入はレーザ光照射つまりパターニング直前に行われ、導入前の被照射物１２の照射面は図４、図５例で述べた如く、排気孔１９による雰囲気吸引により１気圧以下の減圧雰囲気になっている。そのため、不活性ガスを導入すると、生じた気圧差による不活性ガスの流れが発生し被照射物１２の表面を沿って排気孔１９にガスが吸引されるとともに、内周側のレーザ光照射面にも一旦ガスが溜まり、この溜まったガスは排気孔１９を通して排気される。本例では、この不活性ガスがレーザ光照射面に溜まる瞬間にレーザ光を照射し、除去された透明導電膜３は上述のガスの流れ、粘性流によって効率的に減圧チャンバー１５内に取り込まれる。

このように、局所排気機能及びガス導入機能を具備するレーザパターニング装置を使用することで、樹脂層２から分離された透明導電膜３の飛沫を不活性ガスの粘性流によって効率的に除去することができる。

次に、本発明透明導電膜のパターニング方法の実施の形態の他の例につき説明する。図８に本例の説明に供する多層薄膜の断面構成図を示す。この図８において、図１に対応する部分には同一符号を付して示す。この図８は基板１の上に第１の樹脂層２２及び第２の樹脂層２３が成膜され、さらに第２の樹脂層の上に透明導電膜３が成膜されたものである。ここで、第１の樹脂層２２は第２の樹脂層２３よりも紫外域のレーザ光を吸収する材料で構成されているものとする。

そして、図３に示すようなレーザパターニング装置を用いてこの多層薄膜にレーザ光を照射し、図１例と同様、透明導電膜３のアブレーションとこの透明導電膜３と第２の樹脂層２３との線膨張係数の差による界面の歪を利用して、低照射エネルギーで透明導電膜３を除去することができるため、透過レーザ光による第１の樹脂層２２のダメージを抑えることができる。

次に、本発明透明導電膜のパターニング方法の実施の形態の他の例につき説明する。図９は本例の説明に供する多層薄膜の断面構成図を示す。この図９において、図８に対応する部分には同一符号を付して示す。図中、基板１上の一部の領域に成膜された第１の樹脂層２２は、例えば黒色の顔料を含むアクリル系感光性樹脂等であり所定パターンに加工されている。また、上記第１の樹脂層２２を覆うように基板１上に成膜された第２の樹脂層２３は、例えば顔料を含まない透明なアクリル系感光性樹脂等である。そして、第２の樹脂層２３上の最上層には透明導電膜３が成膜されている。ここで、基板１上の第１の樹脂層２２がない領域をＡ、第１の樹脂層２２がある領域をＢとする。この構成において、領域Ｂが第１の樹脂層２２を含む分、領域Ａよりも紫外域のレーザ光の吸収率が高いものとなっている。

図１０Ａ、Ｂに上述の図９のような多層薄膜のレーザパターニングに使用するマスクの一例を示す。図１０Ａはマスクの上面図（ここでは石英２５を透かして表現している）、図１０Ｂは図１０ＡのＢ−Ｂ線断面図である。

図１０Ｂに示すようにマスクは石英２５等の透明な基板に所定パターンのレーザ光遮蔽層２４を形成し構成される。レーザ光遮蔽層２４には例えばクロム（Ｃｒ）膜等を用いる。図１０Ａ、Ｂの右側のパターン２４Ａは図９の多層薄膜の領域Ａ、左側のパターン２４Ｂは領域Ｂのパターニングにそれぞれ使用する。

マスクのパターン開口部は、領域Ａに対し、領域Ｂはレーザ光の透過率が低くなっており、この透過率の調整はあらかじめ被照射物１２の光学特性に応じて、レーザ光遮蔽層２４の膜厚をパターン形状に合わせて可変することで行う。例えば、クロム膜は膜厚８５ｎｍのとき、紫外域のレーザ光の透過率はほぼ０％であるが、膜厚を５０ｎｍにすれば透過率は約３０％になる。このようにマスクのパターン開口部の膜厚をあらかじめ調整することで照射面に照射されるエネルギーを可変することができる。

この図１０に示すようなマスクを、例えば図３に示すレーザパターニング装置のマスク４に用いることにより、透明導電膜３のパターニング時に従来のようにレーザ光路上にアッテネータを設けてレーザ光の照射エネルギーを可変するといった必要がなく、レーザ発振器７の出力エネルギーを一定に保つことができる。また、一度のレーザ光照射でレーザ光の吸収率の異なる多層薄膜を同時にパターニングすることができる。

尚、図８、図９及び図１０において、図３に示すレーザパターニング装置以外にも、図４に示すような局所排気機能を具備するレーザパターニング装置を使用し減圧下でレーザ光照射することで、照射する加工エネルギーの低減とレーザ光照射によって樹脂層から分離された透明導電膜３の飛沫の再付着防止を図ることができる。

同様に、図８、図９及び図１０において、図６に示すような局所排気機能及びガス導入機能を具備するレーザパターニング装置を使用することで、樹脂層から分離された透明導電膜３の飛沫を不活性ガスの粘性流によって効率的に除去することができる。

次に、本発明透明導電膜のパターニング方法の実施の形態の他の例につき説明する。一般に、図１、図２、図８及び図９それぞれの多層薄膜を構成する透明導電膜３にＩＴＯ膜を使用し、ＩＴＯと反応する臭化水素（ＨＢｒ）、ヨウ化水素（ＨＩ）などの反応性ガスを用い、ＲＩＥ（ｒｅａｃｔｉｖｅｉｏｎｅｔｃｈｉｎｇ）工程でドライエッチングする方法が広く知られている。本例はこのＲＩＥ工程に本発明を適用して高エネルギーのエキシマレーザ等を用いてガスを解離し、レーザ光照射されたＩＴＯ膜より発生する酸化インジウム（Ｉｎ_２Ｏ_３）と反応させることで、アブレーションの効果を高めるようにするものである。

例えば、局所排気機能及びガス導入機能を具備する図６のレーザパターニング装置を用い、被照射物１２の照射面が１気圧以下の減圧雰囲気において、ガス導入手段２０によって、臭化水素を導入後レーザ光を照射した場合には、ＩＴＯ膜の酸化インジウムと反応し臭化インジウム（Ｉｎ_２Ｂｒ_３）を生成し、またヨウ化水素を用いた場合には、ヨウ化インジウム（ＩｎＩ_３）を生成し、樹脂層からの離脱を促進する。

これによって、アブレーションとの相乗効果でＩＴＯ膜の除去が容易になる。そして、生成した臭化インジウムまたはヨウ化インジウムと、樹脂層より離脱したＩＴＯ膜の飛沫は、粘性流によって排気孔１９を通して減圧チャンバー１５内に取り込まれ、照射面より効率的に除去される。

尚、本発明は上述した実施の形態の例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を取り得ることは勿論である。

１・・・・基板、２・・・・樹脂層、３・・・・透明導電膜、４・・・・マスク、５・・・・レーザ光、６・・・・金属膜、７・・・・レーザ発振器、８・・・・レーザ光路、１２・・・・被照射物、１４・・・・上部透過窓、１５・・・・減圧チャンバー、１６・・・・下部透過窓、１７・・・・粗引きポンプ、１８・・・・減圧チャンバー底部、１９・・・・排気孔、２０・・・・ガス導入手段、２１・・・・ガス導入孔、２２・・・・第１の樹脂層、２３・・・・第２の樹脂層、２４・・・・レーザ光遮断層、２４Ａ，２４Ｂ・・・・パターン、２５・・・・石英

Claims

透明導電膜が成膜された基板を配置し、
局所排気を行う排気孔が開けられた局所排気手段の一面を、前記基板に成膜された透明導電膜に近接して設置し、
前記透明導電膜のレーザ光照射面近傍の雰囲気を前記排気孔より排気し、
前記排気孔は前記局所排気手段の一面であって照射されるレーザ光の光路の周りに複数個設けられ、前記透明導電膜のレーザ光照射面近傍の雰囲気を前記複数個の排気孔より排気することにより局所的に減圧し、
前記排気により局所的に減圧された雰囲気下で、前記透明導電膜面にマスクを介してパターン成形された前記レーザ光を照射し、前記透明導電膜の前記レーザ光照射部分を前記基板上から除去してパターニングし、
前記透明導電膜は前記基板上に樹脂層を介して形成され、前記透明導電膜は前記樹脂層より線膨張係数が小さな材料からなる
透明導電膜を有する基板の製造方法。
前記局所排気手段には、前記排気孔の内周側にガス導入を行うガス導入孔が前記一面に設けられ、
前記透明導電膜のレーザ光照射面近傍の雰囲気を前記排気孔より排気して局所的に減圧し、
さらに前記レーザ光照射直前に前記ガス導入孔より前記透明導電膜のレーザ光照射面に不活性ガスを導入し、
前記レーザ光を照射する
請求項１記載の透明導電膜を有する基板の製造方法。
前記局所排気手段には、前記排気孔の内周側にガス導入を行うガス導入孔が前記一面に設けられ、
前記透明導電膜のレーザ光照射面近傍の雰囲気を前記排気孔より排気して局所的に減圧し、
さらに前記レーザ光照射直前に前記ガス導入孔より前記透明導電膜のレーザ光照射面に前記透明導電膜との反応性ガスを導入し、
前記レーザ光を照射する
請求項１記載の透明導電膜を有する基板の製造方法。
透明導電膜上に金属膜が成膜された基板を配置し、
局所排気を行う排気孔が開けられた局所排気手段の一面を、前記基板に成膜された金属膜に近接して設置し、
前記透明導電膜および前記金属膜のレーザ光照射面近傍の雰囲気を前記排気孔より排気し、
前記排気孔は前記局所排気手段の一面であって照射されるレーザ光の光路の周りに複数個設けられ、前記透明導電膜および前記金属膜のレーザ光照射面近傍の雰囲気を前記複数個の排気孔より排気することにより局所的に減圧し、
前記排気により局所的に減圧された雰囲気下で、前記金属膜面にマスクを介してパターン成形された前記レーザ光を照射し、前記透明導電膜および前記金属膜の前記レーザ光照射部分を前記基板上から除去してパターニングし、
前記透明導電膜は前記基板上に樹脂層を介して形成され、前記透明導電膜は前記樹脂層より線膨張係数が小さな材料からなる
透明導電膜を有する基板の製造方法。
前記局所排気手段には、前記排気孔の内周側にガス導入を行うガス導入孔が前記一面に設けられ、
前記金属膜のレーザ光照射面近傍の雰囲気を前記排気孔より排気して局所的に減圧し、
さらに前記レーザ光照射直前に前記ガス導入孔より前記金属膜のレーザ光照射面に不活性ガスを導入し、
前記レーザ光を照射する
請求項４記載の透明導電膜を有する基板の製造方法。
前記局所排気手段には、前記排気孔の内周側にガス導入を行うガス導入孔が前記一面に設けられ、
前記金属膜のレーザ光照射面近傍の雰囲気を前記排気孔より排気して局所的に減圧し、
さらに前記レーザ光照射直前に前記ガス導入孔より前記金属膜のレーザ光照射面に前記透明導電膜との反応性ガスを導入し、
前記レーザ光を照射する
請求項４記載の透明導電膜を有する基板の製造方法。
レーザ光を発生するレーザ発生器と、
前記レーザ発生器から照射されるレーザ光の光路の周りに局所排気を行う複数個の排気孔が開けられた局所排気手段と、
前記レーザ光が照射される透明導電膜を有する基板を固定すると共に、前記局所排気手段の前記排気孔を有する一面を前記透明導電膜に近接して設置し、前記レーザ光照射面近傍を局所的に減圧可能に設けられたステージと、
前記レーザ光をパターン成形するマスクと、
前記レーザ光が透過する投影光学系と、を備え、
前記基板のレーザ光照射面近傍の雰囲気を前記複数個の排気孔より排気することにより局所的に減圧し、前記排気により局所的に減圧された雰囲気下で、前記基板にマスクを介してパターン成形された前記レーザ光を前記投影光学系により照射し、前記透明導電膜の前記レーザ光照射部分を前記基板上から除去してパターニングし、
前記透明導電膜は前記基板上に樹脂層を介して形成され、前記透明導電膜は前記樹脂層より線膨張係数が小さな材料からなる
レーザパターニング装置。
前記局所排気手段には、前記排気孔の内周側にガス導入を行うガス導入孔が前記局所排気手段の一面に設けられ、
前記透明導電膜のレーザ光照射面近傍の雰囲気を前記排気孔より排気して局所的に減圧し、
さらに前記レーザ光照射直前に前記ガス導入孔より前記透明導電膜のレーザ光照射面に不活性ガスを導入し、
前記レーザ光を照射する
請求項７記載のレーザパターニング装置。
前記局所排気手段には、前記排気孔の内周側にガス導入を行うガス導入孔が前記局所排気手段の一面に設けられ、
前記透明導電膜のレーザ光照射面近傍の雰囲気を前記排気孔より排気して局所的に減圧し、
さらに前記レーザ光照射直前に前記ガス導入孔より前記透明導電膜のレーザ光照射面に前記透明導電膜との反応性ガスを導入し、
前記レーザ光を照射する
請求項７記載のレーザパターニング装置。
透明導電膜が成膜された基板を配置し、
局所排気を行う排気孔が開けられた局所排気手段の一面を、前記基板に成膜された透明導電膜に近接して設置し、
前記透明導電膜のレーザ光照射面近傍の雰囲気を前記排気孔より排気し、
前記排気孔は前記局所排気手段の一面であって照射されるレーザ光の光路の周りに複数個設けられ、前記透明導電膜のレーザ光照射面近傍の雰囲気を前記複数個の排気孔より排気することにより局所的に減圧し、
前記排気により局所的に減圧された雰囲気下で、前記透明導電膜面にマスクを介してパターン成形された前記レーザ光を照射し、前記透明導電膜の前記レーザ光照射部分を前記基板上から除去してパターニングし、
前記透明導電膜は前記基板上に樹脂層を介して形成され、前記透明導電膜は前記樹脂層より線膨張係数が小さな材料からなる
透明導電膜を有する基板のパターニング方法。
透明導電膜上に金属膜が成膜された基板を配置し、
局所排気を行う排気孔が開けられた局所排気手段の一面を、前記基板に成膜された金属膜に近接して設置し、
前記透明導電膜および前記金属膜のレーザ光照射面近傍の雰囲気を前記排気孔より排気し、
前記排気孔は前記局所排気手段の一面であって照射されるレーザ光の光路の周りに複数個設けられ、前記透明導電膜および前記金属膜のレーザ光照射面近傍の雰囲気を前記複数個の排気孔より排気することにより局所的に減圧し、
前記排気により局所的に減圧された雰囲気下で、前記金属膜面にマスクを介してパターン成形された前記レーザ光を照射し、前記透明導電膜および前記金属膜の前記レーザ光照射部分を前記基板上から除去してパターニングし、
前記透明導電膜は前記基板上に樹脂層を介して形成され、前記透明導電膜は前記樹脂層より線膨張係数が小さな材料からなる
透明導電膜を有する基板のパターニング方法。