JPH02262603A - パターンの修正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、基板の一面に形成した、一部に欠陥をもつ
パターンを修正する技術に関し、特に。

パターンの厚さが、たとえば０．５〜１．５μｍ程度、
あるいはそれ以上の比較的に厚いものの修正に有効に利
用することができる技術に関する。

したがって、この発明は、半導体装置等の製造に用いら
れるフォトマスクよりも、たとえば、カラー液晶表示パ
ネルにおけるカラーフィルタなどの修正により好適な技
術である。

（従来の技術） 一般に、フォトマスク上の欠陥を修正するという考え方
は周知である。その修正の必要性は、フォトマスクが大
面積になるにつれて高くなっている。

このフォトマスク上のパターンを修正するという考え方
は、また、関連する他の分野、たとえばカラー液晶表示
パネルにおけるカラーフィルタなどの修正にも適用され
ている。しかし、それらの各技術は、基板の一面に形成
した。一部に欠陥をもつパターンの修正という点で、い
ずれも共通している。

たとえば、特開昭５４−３２９７８号の公報では、主と
してフォトマスクのパターン欠陥を修正するに際し、レ
ーザ光の照射に先立ち基板表面の少なくともパターン表
面上に保護膜を形成し、基板表面を保護した状態でレー
ザ光の照射を行なうことによって、レーザ光によって除
去したものが他の部分に飛散して付着し、新たな欠陥に
なることを防止する技術を示している。また、特開昭６
２−１９１８０４号の公報では、カラーフィルタに付着
している異物を、波長１μｍ以下のレーザ光を照射する
ことによって、異物の近くのカラーフィルタの構成物質
とともに除去する技術を示している。

ところで、異物などを除去した部分をそのままにしたの
では、それが白抜は状態となって、別の欠陥になってし
まう、そのため、白抜けの部分をパターン材料あるいは
その他の修正用材料によって埋め込むことが必要である
。特に、カラーフィルタの修正においては、埋め込んだ
修正用材料の膜厚を１元のパターンつまり本来のパター
ンの厚さと揃えることを考慮に入れなければならない。

この点、特開昭６１−１２２６０５号の公報は。

カラーフィルタの色素の欠落部を修正あるいは修復する
技術として、まず色素層を含む基板の全面にフォトレジ
ストを塗布し、ついでレーザの照射により色素の欠落部
を含む色素層の一部をフォトレジストと共に除去して基
板を露出させ、ついで基板に色素層を蒸着によって形成
し、その後残留フォトレジストを溶解除去する方法を示
している。

この方法によれば、修正のための色素層を修正すべき元
の色素層と同じ条件で蒸着形成することによって、修正
した部分の色素層の厚さを１元のパターンの厚さとほぼ
同じにすることができる。

（発明が解決しようとする課題） しかし、そうしたカラーフィルタの修正技術では１色素
の欠落部の修正を喜色ごと、すなわち、−色目のパター
ンを形成し、その後その一色目のパターンの修正、つい
で二色口のパターンを形成し、その後その二色口のパタ
ーンの修正、・・・というように、修正をも色の数だけ
行なわねばならない。

本発明者等は、カラーフィルタのように複数種のパター
ンをもつものについての修正をより簡便に行なう方法に
ついて種々検討した。

その結果、複数種のパターンをすべて形成した後、それ
らの各パターンについて一度に修正する方法に着目した
。この−度に修正する方法では、修正すべき複数の部分
、それも場所によっては互いに異なる種類のパターン部
分に、各々部分的に修正用材料を埋める手法を採る。

第２図は、異物などを除去し、基板１の一面が露出した
修正すべき部分に、修正用材料２を塗布した状態を示し
ている。修正用材料２は、パターン３の欠陥部分を埋め
るとともに、一部は修正用保護膜４の内周および修正用
保護膜４の上面にも付着する。

修正用保護膜４上の材料２ａは、保護膜４を除去するこ
とによって取り除くことができるが、保護膜４の内周の
部分の材料２１）は除去することが困難である。その結
果、その内周部分の材料２ｂが、欠陥部分を埋めた材料
２ｃの周縁部分に突起状に残り、新たな欠陥になるおそ
れがある。この点は、修正用保護膜４を厚く、具体的に
は１．５μｍ以上に形成した場合、内周部分に残る材料
２ｂの高さが高くなるので、カラーフィルタのようにパ
ターン３の厚さ自体がフォトマスクの場合などに比べて
厚いものではそうした問題がより顕著である。また、カ
ラーフィルタの場合には、そのような突起により表示品
質の低下を招き、その影響は大きい。

この発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、
修正のためパターンの欠陥部分に部分的に埋め込んだイ
ンキ等の修正用材料の周縁部分に突起状のものを生じに
りくシ、修正を有効に行なうことができる技術を提供す
ることを目的とする。

（発明の概要） この発明では、一部に欠陥をもつパターンを修正する方
法として、 （ａ）パターンを含む基板の一面を修正用保護膜で被う
第１工程。

（ｂ）欠陥のある部分について、基板の一面を露出する
第２工程、 （Ｑ）露出した基板の一面の部分を修正用材料で埋める
第３工程。

（ｄ）修正用保護膜を除去する第４工程、を各々含み、
しかも、修正用保護膜および修正用材料のいずれか一方
が水溶性材料で、他方が油溶性材料で形成される、技術
を採用する。

そして、修正用保護膜および修正用材料が、たとえば前
者が撥油性で、後者が油溶性とした場合。

修正用材料を塗布すると、その材料が保護膜の内周に付
着しに＜＜、シたがって、前記した突起状のものが残り
にくくなる。

この際、修正用保護膜はできるだけ薄く形成することが
望ましい、たとえば、カラーフィルタの修正においては
、保護膜がパターン上の全面を被うため、その膜厚を０
．５〜２．０μｍ、特に好＊Ｌ＜ｔｉｏ、５〜１．５μ
ｍの範囲とするのが良い、この範囲にあれば、突起部分
の高さを１．０μｍ以下に抑えることが可能となる。

（発明の具体的な内容） 工程順に示す第１図を参照しながら、この発明をより詳
しく説明する。

薯ユＪＬＬＪ二１服 修正すべき対象は、カラーフィルタ１ｏである。

カラーフィルタ１０は、透明なガラス板などからなる支
持基板１２の平坦な一面に、三原色である赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）の三色の色画素２０（勿論、場合によ
って各色画素の境の部分に黒色などの遮光パターンを含
むこともある。）を有する。

色画素２０には、三種類の欠陥が見られる。一つは、異
物による欠陥３ｏであり、また一つは、混色による欠陥
４０、さらに−っは、白抜けの欠陥５０である。第１の
欠陥３ｏの原因は異物２２であり、この異物２２は、カ
ラーフィルタ１ｏの製造途中で入り込むちり、あるいは
樹脂のかけらなどで、その大きさは数μｍ〜数十μｍで
ある。

これによる欠陥３０があると、液晶表示パネルの表示品
質が低下したり、さらに、高さが液晶セルのギャップ以
上になると、シミートの原因にもなる。また、第２の欠
陥４０は、カラーフィルタの製造のためのフォトマスク
、あるいは印刷版の汚れなどにより、必要とする部分以
外に他色が転写されて生じる欠陥である。たとえば、赤
（Ｒ）の色画素２０の上に、青（Ｂ）の色画素２０が一
部載った状態である。こうした欠陥４０が、たとえば径
２０μｍ以上のものになると、目視で確認することがで
き、それが大きければ大きいほど表示品質は低下する。

さらに、第３の白抜けの欠陥５０は。

カラーフィルタ用樹脂、あるいはフォトレジストなどの
転写不良によって生じる欠陥であり、これも表示品質の
低下をもたらす。

したがって、こうした欠陥３０，４０，５０はカラーフ
ィルタ１０の歩留まりを低下させる。そこで１歩留まり
の向上のために、あるいは高品質の製品を得るために、
修正の技術が用いられる。

なお、カラーフィルタ１０は、高分子物質からなへ材料
を、染料あるいは顔料で着色して作られたものであり、
公知の各手法、たとえば染色法、印刷法、あるいは着色
層をパターン化する方法など、いずれの方法によって作
られたものでも良い。

茅ＩＬ工上ＩＪＩＸ 修正するに際し、まず、前記した各欠陥３０゜４０．５
０を含むカラーフィルタ１０の表面を修正用保護膜６０
で被う、保護膜６０の材料として。

後で述べる修正用材料（インキ）に侵されないものを用
いる。

修正用材料として、油溶性の修正用インキを用いる場合
は、保護膜６０には水溶性の樹脂を用いる。たとえば、
着色ポリイミド系の修正用インキを用いる場合、保護膜
６０には、ゼラチン、カゼイン、ＰＶＡ、アラビアゴム
などが良い、溶剤タイプのフォトレジストは不適当であ
る。そして、この保護膜６０を形成するための材料の中
に、撥油剤を添加することも効果的である。さらに、レ
ーザ光の感度あるいは吸収性を増すために、場合によっ
て染料、あるいは化合物を添加する。

また、水溶性の修正用インキを用いる場合には、保護膜
６０には油溶性の樹脂を用いる。たとえば、ゼラチン系
の染色カラーフィルタを染料を混入したゼラチンで修正
する場合、保護膜６０には、０ＢＣ（東京応化社、商品
名）、あるいは５ＩＬＩＴ　Ｅ　ＣＴ　（Ｔｒｙｌａｎ
ｅｒ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　Ｉｎｃ、、商品名）
などが良い、油溶性の保護膜のうち、特に撥水性の高い
材料として５ＩＬＩＴＥＣＴが良い、この場合にも、保
護膜６０を形成する材料の中に、撥水剤を添加すること
も効果的である。

修正用保護膜６０は塗布によって形成することができ、
塗布方法として、スピンコーティング。

ロールコーティング、はけ塗り、印刷・、あるいはスプ
レー吹き付けなど種々の方法を利用することができる。

また、保護膜６０は全面を被うようにしても良く、欠陥
の周りを部分的に被うようにしても良い。

第１１　１」」二側巡２ ついで、修正用保護膜６０で被ったカラーフィルタ１０
の上部から、レーザ光を照射することによって、各欠陥
３０，４０，５０の部分の支持基板１２の表面、つまり
ガラスを露出させる。

これに用いるレーザとしては、炭酸ガスレーザ（波長１
０．６μｍ）、または、ＹＡＧ：Ｎｄレーザの第二高調
波（波長０．５３μｍ）あるいはキセノンレーザなどの
可視域のレーザ、さらには、エキシマレーザなどの紫外
域のレーザがある。それらの中でも、可視域および紫外
域のレーザが好ましい、炭酸ガスレーザの場合には、カ
ラーフィルタ１０の支持基板１２の表面部分でエネルギ
ーが吸収されて熱をもち、色画素２０および修正用保護
膜６０が部分的に剥がれる。これに対し、可視域および
紫外域のレーザの場合には、各色画素２０がレーザ光の
エネルギーを吸収しやすく１色画素２０および保護膜６
０の除去効率が良い、したがって、修正用保護膜６０と
しても、用いるレーザ光の波長部分に吸収性を有するよ
うにすることが良い、なお、異物２２による欠陥３０の
部分は、表面が異物２２を中心に山伏になっているので
、周辺部を含むかなり広い面積を取り除くようにするの
が好ましい。

なお、レーザ光を用いる方法はど高精度ではないが、針
などで物理的に取り除く方法も簡便な手法として利用す
ることができる。

１　　　　ｄ 支持基板１２の表面が露出した修正すべき部分に、赤、
緑、青などの修正用インキを塗布し、その部分を埋める
。このとき、修正すべき部分はかなり小さい面積である
ので、必然的に修正用保護膜６０の上にも修正用インキ
の層７０は形成される。しかし、修正用保護膜６０を薄
く形成したり、あるいは修正用保護膜６０の材料が修正
用インキの層７０を弾くような性質をもたせることによ
って、保護膜６０の内周部分のインキ付着量をかなり少
なくすることができる。また、支持基板１２としてはガ
ラス板が一般的であるが、レーザ光で穴をあけた部分に
ただ修正用インキを埋めた場合。

穴の底のガラス面と修正用保護膜６０の上とで修正用イ
ンキのぬれ性が異なるため、修正用インキが修正すべき
部分に均一な厚さに付着しない場合もある。そういう場
合には、修正用インキの塗布に先立ち、修正用インキの
希釈液、あるいは、修正用インキの樹脂分を希釈した液
、または、支持基板１２と修正用インキとの接着性を向
上させる樹脂の希釈液で前処理するようにすると良い。

修正用材料であるインキとしては、基本的に。

修正すべき各色画素２０と同材質のものを選ぶのが良い
、しかし、材質は必ずしも同じものに限らない０色もで
きるだけ同一にするのが好ましいが、はぼ同じようにす
れば問題はない、複数個所ある修正部分を、たとえばブ
ラック系の一色のインキ、あるいはクロムなどの金属で
埋めることによって、修正工程を簡略化することもでき
る。

修正用インキの埋め込み法としては、はけ塗り、印刷、
スプレー、あるいはスピンコーティングなど種々の方法
を用いることができる。その中でも。

スピンコーティング法は、埋め込み部分の膜厚を色画素
２０の厚さと揃えることができる点で最も適している。

このスピンコーティング法では、たとえば注射針などを
用いて埋め込み部分に所定量の修正用インキを滴下した
後、支持基板１２を回転させることによって、埋め込み
部分の修正用インキの厚さを色画素２０の厚さと揃える
ようにする。なお、修正部分はごく小さい領域であるの
で、修正用インキは部分的に塗布することができ、した
がって数色を一度に処理することもできる。勿論１色画
素２０の大きさに比べて面積が小さく。

品質上問題とならないような部分は、修正を必要としな
い。

裏」」トエ且工」１に そして、修正用保護膜６０を除去することによって、修
正すべき部分にのみ修正用インキ７０を残す、保護膜６
０を除去する方法としては、溶剤あるいは水で洗い落と
す方法、あるいは物理的な手段で表面から引き剥がす方
法などを用いることができる。

また、レーザ光の照射によって支持基板１２の表面を露
出させるとき、エツジ部分が盛り上がり。

場合によっては修正部分のエツジの高さが液晶パネルの
セルギャップ、たとえば５μｍを越えるようになってし
まうことがある。そのような場合には、エツジの高い部
分に再度レーザ光を照射し。

高い部分を取り除くようにするのが良い、レーザ光をた
とえば２〜３μｍ程度のスポットに絞り込めば、レーザ
光による除去面積も小さく、実用上何ら問題はない。

なお、修正用材料として被染色性の感光性樹脂を用いる
こともできる。その場合、修正すべき個所に埋め込んだ
感光性樹脂をスポット露光することによって、欠陥部分
にのみ感光性樹脂を残すことができる。その後、残した
感光性樹脂を染色し、ついで修正用保護膜を除去するこ
とによって修正を完了する。

さらに、ポリイミド等の樹脂の中に染料、顔料等の着色
材を混入したものをパターン材料および修正用材料とし
て用いる場合、修正用保護膜の材料として、有機−無機
系の透明コーテイング材、たとえばＪＨＲ（日本合成ゴ
ム株式会社、商品名）を用いることができる。このＪＨ
Ｒは、基板のガラスに対して密着性が良いのに対し、着
色ポリイミド等に対しては密着性が悪い、そこで、修正
用材料を埋め込んだ後、粘着テープなどを用いて修正用
保護膜をきれいに除去することができる。

（発明の効果） この発明によれば、修正用保護膜６０および修正用材料
７０のいずれか一方が水溶性材料で、他方が油溶性材料
で形成されているので、修正部分に埋め込んだインキ等
の修正用材料の周縁部分に、背の高い突起状のものを残
すことがなく修正部分の膜厚を自由に調整してパターン
を有効に修正することができる。特に、この発明は、パ
ターンの膜厚が大きいもの、たとえば、カラー液晶表示
パネルに用いるカラーフィルタに適用することによって
、より顕著な効果を得ることができる。そしてまた、こ
の発明は、カラーフィルタのように複数種のパターンを
もつものの修正に適用した場合。

複数種のパターンを一度の修正処理により同時に修正す
ることができるという効果をも得る。

（実施例１）・・・着色ポリイミドを用いたカラーフィ
ルタの修正 カラーフィルタ上に、少量のアシッドローダミンＢを溶
解させたＰＶＡ　（ポリビニルアルコール）の１０％水
溶液をスピンコーティングにより塗布し、つづいて、そ
れを１２０℃で５分間ベーキングすることによって、１
．５μｍの厚さの修正用保護膜を形成した。

この後、欠陥のある修正部分に、ＹＡＧ：　Ｎｄレーザ
の第二高調波をパルス照射し、修正用保護膜およびカラ
ーフィルタに穴をあけガラス面を露°出させた。その部
分に赤用のポリイミド系の油溶性の修正用インキを一滴
たらし、スピンコーティングによって平滑にした。つづ
いて、１５０℃でベーキングして修正用インキを硬化さ
せた後、水洗した。すると、修正個所だけに平滑な赤の
インキ層が残り、他の部分は保護膜とともに洗い流され
た。これをさらに２５０℃でベーキングすることによっ
て、ポリイミドの修正部分を完全に硬化させ、修正作業
を終了した。

（実施例２）・・・ゼラチン系の染色カラーフィルタの
修正 カラーフィルタ上に、５ＩＬＩＴＥＣＴをスプレーで塗
り付けた。その後、欠陥のある修正部分に、キセノンレ
ーザを照射して穴をあけ、ガラスの面を露出させた。

その部分に、ゼラチン水溶液に青の染料を加えた青用の
修正用インキの層をスピンコーティングにより形成した
。風乾後、５ＩＬＩＴＥＣＴの層を粘着テープを用いて
カラーフィルタの層上から剥離した。この剥離時、余分
なインキ層も一緒に取り除かれた。そして、１６０℃で
ベーキングすることによって修正用インキを硬化させ、
修正作業を終了した。

この際、５ＩＬＩＴＥＣＴはスプレー法で塗布したため
、膜厚がかなり厚くなったが、５ＩＬＩＴＥＣＴ自体が
撥水性を有するため、修正パターンの周縁部分での突起
の問題は生じなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示すプロセス図。 第２図は、この発明が解決する問題点を説明するための
部分的な断面図である。 １０・・・カラーフィルタ、１２支持基板゛（基板）、
２０・・・色画素（パターン）、３０・・・異物による
欠陥、４０・・・混色による欠陥、５０・・・白抜けの
欠陥、６０・・・修正用保護膜、７０・・・修正用イン
キ（修正用材料）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板の一面に形成した、一部に欠陥をもつパターン
   の修正方法であって、 （ａ）パターンを含む基板の一面を修正用保護膜で被う
   第１工程、 （ｂ）欠陥のある部分について、基板の一面を露出する
   第２工程、 （ｃ）露出した基板の一面の部分を修正用材料で埋める
   第３工程、 （ｄ）修正用保護膜を除去する第４工程、 を各々含み、しかも、修正用保護膜および修正用材料の
   いずれか一方が水溶性材料で、他方が油溶性材料で形成
   されていることを特徴とする、パターンの修正方法。 ２、修正用保護膜を形成する水溶性材料が撥油性を有す
   る、請求項１に記載したパターンの修正方法。 ３、修正用保護膜を形成する油溶性材料が撥水性を有す
   る、請求項１に記載したパターンの修正方法。 ４、修正用保護膜を形成する水溶性材料を撥油剤を含む
   材料によって形成し、しかも、修正用材料として油溶性
   のものを用いる、請求項１に記載したパターンの修正方
   法。 ５、修正用保護膜を形成する油溶性材料を撥水剤を含む
   材料によって形成する、請求項１に記載したパターンの
   修正方法。 ６、第３工程を、修正用材料を部分的に塗布することに
   よって行なう、請求項１に記載したパターンの修正方法
   。 ７、修正用材料を塗布する場合、まず、修正用材料を基
   板の所定部分に付着させ、ついで、基板を回転させるこ
   とによって、付着させた修正用材料の厚さを制御する、
   請求項６に記載したパターンの修正方法。 ８、修正用材料を塗布する前に、露出した基板の一面の
   部分に対し、修正用材料と基板との接着性を増す前処理
   を施す、請求項６に記載したパターンの修正方法。 ９、修正用保護膜の膜厚が０．５〜２．０μｍの範囲で
   ある、請求項１〜８のいずれかに記載したパターンの修
   正方法。 １０、第２工程を、修正用保護膜の上部から、その修正
   用保護膜が吸収する波長をもつレーザ光を照射すること
   によって行なう、請求項１に記載したパターンの修正方
   法。 １１、基板がカラーフィルタの支持基板であって、修正
   すべきパターンがカラーフィルタの色画素である、請求
   項１に記載したパターンの修正方法。 １２、露出した基板の一面の部分を修正用材料で埋める
   第３工程の時、複数の色画素について同時に処理する、
   請求項１１に記載したパターンの修正方法。