パターン修正装置およびそれに用いられる塗布ユニット
【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、欠陥部周辺の汚染が小さなパターン修正装置を提供する。
【解決手段】このパターン修正装置では、フィルム３に開けられた孔３ａと電極２の欠陥部２ａとを隙間Ｇを開けて対峙させ、修正ペースト１０が付着した塗布針９先端の平坦面９ａで孔３ａを閉蓋するようにしてフィルム３を所定の面圧で基板１に押圧し、欠陥部２ａに修正ペースト１０を塗布した後、塗布針９を退避させてフィルム３の復元力でフィルム３を基板１から剥離させる。したがって、毛細管現象によって修正ペースト１０がフィルム３と基板１の隙間に侵入することを防止できる。
【解決手段】このパターン修正装置では、フィルム３に開けられた孔３ａと電極２の欠陥部２ａとを隙間Ｇを開けて対峙させ、修正ペースト１０が付着した塗布針９先端の平坦面９ａで孔３ａを閉蓋するようにしてフィルム３を所定の面圧で基板１に押圧し、欠陥部２ａに修正ペースト１０を塗布した後、塗布針９を退避させてフィルム３の復元力でフィルム３を基板１から剥離させる。したがって、毛細管現象によって修正ペースト１０がフィルム３と基板１の隙間に侵入することを防止できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はパターン修正装置およびそれに用いられる塗布ユニットに関し、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装置およびそれに用いられる塗布ユニットに関する。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装置およびそれに用いられる塗布ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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）。
【０００４】
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）。
【特許文献１】特開平８−２９２４４２号公報
【特許文献２】特開平１１−１２５８９５号公報
【特許文献３】特開２００５−９５９７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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、その塗布径は先端部を平らに加工する面で決まり、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。
【０００６】
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。
【０００７】
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、欠陥部周辺の汚染が小さなパターン修正装置およびそれに用いられる塗布ユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るパターン修正装置は、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、フィルムにレーザ光を照射して欠陥部に応じた形状の孔を開けるレーザ照射手段と、孔の開口部を欠陥部に隙間を開けて対峙させる位置決め手段と、孔を含む所定範囲でフィルム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、塗布手段がフィルムを基板に押圧するときの面圧を所望の値に調整するための調整手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
好ましくは、調整手段は、塗布手段に交換可能に設けられた錘である。
また好ましくは、塗布手段は、先端に平坦面を有する塗布針と、塗布針の基端部が固定されるとともに錘が交換可能に設けられ、直動案内部材によって上下動可能に支持された固定部材と、固定部材の下端に当接され、固定部材を上下動させる駆動手段とを含み、修正液が付着した塗布針の平坦面でフィルムの孔を閉蓋するようにして、フィルム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。
【００１０】
また、この発明に係る塗布ユニットは、基板上に形成された微細パターンの欠陥部に修正液を塗布するための塗布ユニットにおいて、その底に孔が開口され、修正液が注入された容器と、容器の孔と略同じ径を有し、先端に平坦面が形成された塗布針と、塗布針を上下動可能に支持する直動案内部材と、塗布針を下方に移動させて塗布針の先端部を容器の孔から突出させ、塗布針の先端部に付着した修正液を欠陥部に塗布するための駆動手段と、修正液を欠陥部に塗布するときの塗布針の先端の面圧を所望の値に調整するための調整手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明に係るパターン修正装置では、フィルムにレーザ光を照射して欠陥部に応じた形状の孔を開けるレーザ照射手段と、孔の開口部を欠陥部に隙間を開けて対峙させる位置決め手段と、孔を含む所定範囲でフィルム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、塗布手段がフィルムを基板に押圧するときの面圧を所望の値に調整するための調整手段とが設けられる。したがって、孔を開けたフィルムをマスクとして用いるので、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、修正液を欠陥部に塗布するときのみ所望の面圧でフィルムを基板に接触させるので、毛細管現象によって修正液がフィルムと基板の隙間に侵入することを防止することができ、修正液によって欠陥部周辺の基板が汚染されるのを防止することができる。
【００１２】
また、この発明に係る塗布ユニットでは、その底に孔が開口され、修正液が注入された容器と、容器の孔と略同じ径を有し、先端に平坦面が形成された塗布針と、塗布針を上下動可能に支持する直動案内部材と、塗布針を下方に移動させて塗布針の先端部を容器の孔から突出させ、塗布針の先端部に付着した修正液を欠陥部に塗布するための駆動手段と、修正液を欠陥部に塗布するときの塗布針の先端の面圧を所望の値に調整するための調整手段とが設けられる。したがって、この塗布ユニットを使用すれば、上記パターン修正装置を容易に構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施の形態について説明する前に、この発明の基礎となるパターン修正方法について説明する。図１は、修正対象の基板１を示す図である。図１において、基板１上には微細パターンである電極２が形成され、電極２にはオープン欠陥部（断線欠陥部）２ａが発生している。
【００１４】
このパターン修正方法では、図２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をマスクとして使用する。欠陥部２ａに孔３ａを位置合わせした状態で、フィルム３は基板１の上面に隙間Ｇを開けて対峙される。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であればよく、たとえば、５ｍｍ〜１５ｍｍ程度にスリットしたロール状フィルムである。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。
【００１５】
図２に示すように、孔３ａは、たとえば、短軸長がＳｗで長軸長がＳｌの長方形形状である。欠陥部２ａの両端に位置する正常な電極面２ｂにも修正ペーストが塗布されるように、長軸長Ｓｌは欠陥部２ａよりも長く設定される。これにより、修正部の抵抗値を低減するとともに、修正部の密着性を高めることができる。
【００１６】
孔３ａは、フィルム３の表面にレーザ光を照射することにより形成される。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。たとえば、図３に示すように、レーザ部４は観察光学系５の上部に設けられ、観察光学系５の下端に対物レンズ６が設けられる。フィルム３は、２本の固定ローラ７により、対物レンズ６と基板１の間に張り渡される。レーザ光は、レーザ部４から観察光学系５および対物レンズ６を介してフィルム３に照射される。孔３ａの形状および大きさは、たとえばレーザ部４に内蔵される可変スリット（図示せず）により決定され、孔３ａは対物レンズ６で集光されたレーザ光の断面形状に加工される。このとき、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８をフィルム３と基板１の間に配置することが好ましい。
【００１７】
このように、欠陥部２ａにフィルム３が付着、あるいは密着した状態でレーザ光による孔３ａの加工を行わないので、電極２や欠陥部２ａの近傍をレーザパワーによって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の裏面に異物が付着することを抑制することができる。
【００１８】
孔３ａの形成が終了した時点では、孔３ａ周りのフィルム３上面には、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（ごみ）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。なお、フィルム３を反転させる機構を設ければ、フィルム３の裏面も同様に処理することができる。レーザ部４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。
【００１９】
フィルム３は、図示しないフィルム供給リールから供給され、固定ローラ７を経由して図示しないフィルム巻き取りリールで回収される。フィルム３は、図示しないＸＹＺステージにより、ＸＹＺ方向に移動可能とされる。ＸＹＺステージは、欠陥部２ａと孔３ａとの位置調整に使用される。
【００２０】
次に、たとえば画像処理結果、あるいは、それぞれの位置座標データに基づいて基板１に対してフィルム３を相対的に移動させ、図２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が隙間Ｇを開けて対峙した状態にする。この工程は手動で行なっても構わない。フィルム３は一定の張力によって張られた状態にある。隙間Ｇは、フィルム３を支持する支点（たとえば図３に示した固定ローラ７）の間隔やフィルム３の厚さによって異なるが、たとえば１０〜１０００μｍ程度に設定される。基板１の表面に凹凸がある場合、基板１に対峙したフィルム３が、基板１とは接触しない程度の隙間Ｇを保ってもよいし、孔３ａを含む微小範囲が、欠陥部２ａと接触しないような隙間Ｇを保つようにしてもよい。
【００２１】
修正ペーストの塗布手段としては、たとえば、図４に示す塗布針９が用いられる。塗布針９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９先端の平坦面９ａの直径は、たとえば、３０〜１００μｍ程度であり、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が平坦面９ａにすべて収まるような塗布針９を選択して使用することが好ましい。このような塗布針９を用いれば、１回の塗布動作で孔３ａ全体に修正ペースト１０を充填することができる。
【００２２】
塗布針９先端の平坦面９ａの周りに修正ペースト１０が付着した状態で、平坦面９ａで孔３ａの開口部を閉蓋するようにして塗布針９を上方から押し付けると、フィルム３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１０が充填される。塗布針９は、図示しないガイド（直動軸受）上を上下に進退可能にしたものであり、塗布針９を含む可動部の自重のみでフィルム３を押す。塗布針９が下降してフィルム３に接触して、フィルム３を基板１に接触させた後もさらに下降させようとしても、塗布針９がガイドに沿って上方に退避するので、塗布針９の平坦面９ａは過負荷とならない。塗布針９の駆動手段（図示せず）は、制御手段（図示せず）により、時間管理されて制御される。
【００２３】
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９がフィルム３を押している間だけであり、修正ペースト１０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９を上方に退避させる。塗布針９がフィルム３から離れれば、フィルム３の弾性で元の状態に戻り、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、フィルム３が基板１に接触する時間は極わずかである。
【００２４】
図５は、塗布針９を上方に退避させた状態を示し、フィルム３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１０Ａが残る。また、余分に塗布された修正ペースト１０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９による塗布形状よりも微細な修正層１０Ａ（パターン）を得ることが可能となる。
【００２５】
塗布された修正ペースト１０には、修正ペースト１０の仕様に合わせて紫外線硬化、加熱硬化処理、あるいは乾燥処理が施される。図５の状態で硬化処理を行なってもよい。また、レーザ照射による熱分解反応で金属膜を析出する必要があれば、欠陥部２ａの上方からフィルム３を除去した後で連続発振のレーザで硬化処理（金属膜析出処理）を行なってもよい。
【００２６】
このような方法で欠陥部２ａの修正を行えば、塗布された修正ペースト１０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、フィルム３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を除去する際には、フィルム３が修正層１０Ａに接触して修正層１０Ａを崩す心配がない。
【００２７】
修正ペースト１０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１０が付着しないことも想定される。それに対して、前述の方法では、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１０の粘度は小さくても構わない。
【００２８】
また、１つの欠陥部２ａを修正する際、１回の塗布で修正を完了する方が好ましい。その理由は、塗布回数が多くなると、孔３ａに付着する修正ペースト１０の量が多くなって、フィルム３と基板１との隙間に修正ペースト１０が吸い込まれる、あるいは修正層１０Ａの形状が崩れる可能性も考えられるからである。一方、複数回同じ位置に塗布することで修正層１０Ａの膜厚を厚くすることもできるので、使用する修正ペースト１０の仕様に合わせて塗布回数を決めることが望ましい。
【００２９】
また、修正ペースト１０としては、電極２の欠陥部２ａを修正する場合、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。
【００３０】
孔３ａの大きさは、塗布針９の平坦面９ａで孔３ａの開口部全体を１回で押圧できる程度にすることが望ましく、たとえば、塗布針９の平坦面９ａの径が５０μｍであれば、孔３ａの長軸長Ｓｌは５０μｍ以下となる。なお、孔３ａの開口部の短軸長Ｓｗは、フィルム３の厚さＦｔとがＦｔ＞Ｓｗの関係を満たすようにすれば、孔３ａ内に入った修正ペースト１０を孔３ａ内に留める力（付着力）Ｆ１が、フィルム３と基板１との隙間に作用する毛細管現象による吸引力Ｆ２よりも大きくなり、修正ペースト１０がフィルム３と基板１との隙間に吸い込まれることを防止することができる。ただし、上記力Ｆ１，Ｆ２は修正ペースト１０の表面張力や粘度、基板１やフィルム３の濡れ性に依存して変化するので、修正の安定性を増すためには、Ｆｔ／２＞Ｓｗの関係を満たすようにする方がより好ましい。
【００３１】
また、図６（ａ）は、塗布針９を用いて修正ペースト１０を欠陥部２ａに塗布する塗布ユニット１１の要部を示す断面図である。図６（ａ）において、欠陥部２ａとフィルム３が一定の隙間を持って対峙し、かつ欠陥部２ａと孔３ａとが位置合わせされた状態にあり、塗布ユニット１１は、対物レンズ６の直下で、かつ、欠陥部２ａの真上に挿入された状態にある。このとき、塗布ユニット１１の挿入スペースを確保するため、対物レンズ６は低倍率のものに切り換えることが望ましい。たとえば、１０倍の対物レンズ６の作動距離ＷＤは３０ｍｍ程度あるので、塗布ユニット１１の高さを低く設計すれば、対物レンズ６とフィルム３の間に塗布ユニット１１を容易に挿入することができる。
【００３２】
塗布ユニット１１は、その底に第１の孔１２ａが開口され、修正ペースト１０が注入された容器１２と、第２の孔１３ａが開口され、容器１２を密封する蓋１３と、第１および第２の孔１２ａ，１３ａと略同じ径を有する塗布針９とを含む。塗布針９の先端の平坦面９ａは、第２の孔１３ａを貫通して修正ペースト１０内に浸漬される。第１および第２の孔１２ａ，１３ａの径は、それらに貫通する塗布針９の径よりも少し大きいが微小であるので、修正ペースト１０の表面張力や容器１２の撥水・撥油性により、第１の孔１２ａからの修正ペースト１０の漏れはほとんど無い。
【００３３】
容器１２に形成され、修正ペースト１０を注入するための穴は、孔１２ａに近づくに従って断面積が小さくなるテーパ形状を有する。したがって、修正ペースト１０が少ない場合でも塗布針９の平坦面９ａを含む先端部を浸漬することができ、経済的である。修正ペースト１０の量は、たとえば２０μｌ（マイクロリットル）である。修正ペースト１０は日持ちしないものもあり、容器１２は定期的に交換する。あるいは、使用済み容器１２を洗浄後、再利用することも可能である。容器１２を手でつかみ易い構造とし、かつ、磁石の吸引力を利用して容器１２を着脱自在に支持すれば、容器１２の着脱が簡単になり、使い勝手が向上する。
【００３４】
塗布針９の基端部は塗布針固定板１４に固着され、塗布針固定板１４は図示しないガイド（直動案内部材）により上下動可能なように支持される。この状態から、図６（ｂ）に示すように、塗布針９の平坦面９ａを容器１２の底面に設けた第１の孔１２ａから突出させると、塗布針９の平坦面９ａには修正液１０が付着する。さらに塗布針９を下降させると、平坦面９ａで孔３ａの開口部を閉蓋するようにフィルム３上を押圧するので、フィルム３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１０が充填される。塗布針９は、図示しないガイド（直動案内部材）によって上下に進退可能に支持されており、塗布針９を含む可動部の自重のみでフィルム３を押す。塗布針９が下降してフィルム３を基板１に接触した後もさらに下降させようとしても、塗布針９がガイドに沿って上方に退避するので、塗布針９の平坦面９ａは過負荷とならない。塗布針９の駆動手段（図示せず）は、制御手段（図示せず）により、時間管理されて制御される。
【００３５】
この塗布ユニット１１を用いれば、塗布針９を欠陥部２ａと容器（インクタンクまたはペーストタンク）との間を往復動させる工程が省略されるため、欠陥修正に要する時間が短縮される。
【００３６】
また、修正ペースト１０は孔１２ａ，１３ａを除いて密閉された容器１２内に入っており、塗布針９は容器１２の蓋１３の孔１３ａに微小な隙間を持って常に挿入された状態にあるため、修正ペースト１０が大気に直接触れる面積は少ない。したがって、修正ペースト１０の希釈液（溶媒）の蒸発を防止することができ、修正ペースト１０の使用可能な日数（交換周期）を長くすることが可能となり、パターン修正装置の保守が軽減化される。
【００３７】
また、塗布動作の待機状態において塗布針９の平坦面９ａを修正ペースト１０の中に浸けているため、塗布針９の平坦面９ａに付着した修正ペースト１０の乾燥を防ぐことができ、塗布針９の平坦面９ａを含む先端部の洗浄工程も省略可能となる。
【００３８】
このように、塗布ユニット１１を小型にできるので、平坦面９ａの径が異なる複数の塗布ユニット１１を用意しておき、欠陥部２ａの大きさに応じて塗布針９を選択して使用することも可能である。
【００３９】
ここまでは、本願発明の基礎となるパターン修正方法の内容である。ここで、孔３ａの長軸が１００μｍのように長い場合には、孔３ａの長さ方向に塗布針９を移動させながら、複数回に分けて塗布ペースト１０を塗布することも考えられるが、上述の理由により、塗布針９の平坦面９ａの径が大きなもの、この場合には１００μｍ以上の径を持つ塗布針９を用いて、１回で塗布することが好ましい。
【００４０】
図７（ａ）（ｂ）は、基板１上に配置されたフィルム３を上方から見た図である。図７（ａ）（ｂ）において、２点鎖線は塗布針９の平坦面９ａの大きさを示している。図７（ａ）に比べて図７（ｂ）の方が欠陥部２ａは長く、孔３ａも長い。このため、図７（ａ）に比べて図７（ｂ）の方が平坦面９ａが大きな塗布針９を使用している。
【００４１】
しかしながら、塗布針９の平坦面９ａの面積が大きくなると、同じ塗布手段を使っていれば塗布面圧が低下し、平坦面９ａがフィルム３を基板１に押し付ける圧力が弱くなる。上述の塗布ユニット１１を用いた場合の塗布面圧は、フィルム３に与えられた張力の影響が無いと仮定した場合、塗布針９を含めて上下に可動する可動部材の自重と、塗布針９の平坦面９ａの面積で決定される。ここで、可動部材の自重が同じ場合、平坦面９ａの径が大きいほど塗布面圧は低下する。たとえば、直径５０μｍの平坦面９ａを持つ塗布針９から、直径１００μｍの平坦面９ａを持つ塗布針９に変更すると、平坦面の面積は４倍になるので、面圧は１／４に低下する。
【００４２】
また、欠陥部２ａに凹凸があれば、押圧している部分のフィルム３と基板１との間に隙間が生じ易くなる。また、フィルム３の張力が高く設定されている場合は、塗布針９とともに上下に可動する部材全体の重量をフィルム３が支えるため、フィルム３が下方に変位する量が抑えられて、塗布針９の平坦面９ａがフィルム３を基板１に押し付ける圧力が弱まり、フィルム３と基板１の密着性が低下する。これらの場合には、修正ペースト１０がフィルム３と基板１との間に吸い込まれ、修正層２Ａの描画パターンが膨らむ。
【００４３】
図８（ａ）は塗布面圧が適正な場合の修正層１０Ａを示す図であり、この場合、電極２と略同じ幅の修正層１０Ａが得られる。図８（ｂ）は塗布面圧が低下した場合の修正層１０Ａを示す図であり、この場合、使用する修正ペースト１０の種類や粘度によって異なるが、パターン２の幅よりも大きくはみ出した修正層１０Ａが得られる。
【００４４】
このように、平坦面９ａが大きな塗布針９を使用したり、フィルム３の張力を増したりすると、塗布面圧が低下してフィルム３と基板１との密着性が悪くなる部分が生じ、修正ペースト１０がフィルム３と基板１の隙間に吸い込まれ、描画形状が崩れる。そこで、本願発明では、使用する塗布針９先端の平坦面９ａの面積、あるいはフィルム３の張力に応じて、塗布面圧を最適値に調整するための調整手段を設ける。調整手段は、具体的には、塗布針９と一緒に可動する部材に交換可能に取り付けられる錘である。
【００４５】
図９は、この発明の一実施の形態によるパターン修正装置の要部を示す断面図である。図９において、このパターン修正装置では、塗布針９とともに上下に可動する可動部材、ここでは塗布針固定板１４に塗布面圧を調整するための錘１５が交換可能に固定される。塗布針固定板１４に錘１５を交換可能に固定する方法としては、ネジで固定する方法、磁石で固定する方法などがあるが、固定方法はこれらに限定されるものではない。また、錘１５としては、塗布針９の平坦面９ａの大きさに応じて、適正な面圧が得られるような重量のものが選択される。錘１５の重量を微調整できるように、錘１５を複数に分割できるようにしてもよい。
【００４６】
なお、塗布針９を含む可動部材の自重を、張力を与えられたフィルム３が受ける場合には、その分を考慮して錘１５の重量を大きく設定することが好ましい。また、塗布面圧を変える場合、塗布針９を固定する塗布針固定板１４の重量（形状、体積）や材質を変えることも可能であるが、この場合には、適切な塗布面圧になるように、複数の塗布針固定板１４を用意しておき、選択して使用することが必要となり、経済的とは言えない。
【００４７】
図１０は、塗布ユニット１１の全体構成を示す断面図である。図１０において、支持台２０に直動案内部材２１が設けられ、直動案内部材２１のスライド部には、Ｌ字形状のアーム２２の基端部が固定される。アーム２２は、直動案内部材２１によって上下動可能に支持される。また、アーム２２の基端部には、塗布面圧を調整するための錘１５が交換可能に固定される。
【００４８】
塗布針９の基端部は塗布針固定板１４に固着され、塗布針固定板１４はアーム２２の先端部２２ａに取り付けられる。支持台２０を介してアーム２２の反対側には、出力軸２３ａを下向きにしてエアシリンダ２３が配置される。エアシリンダ２３の出力軸２３ａの先端には、先端にピン２４ａを固着した駆動板２４が水平に固定され、出力軸２３ａと一体となって上下動する。ピン２４ａは、アーム２２の基端部に設けた切り欠き部に下方から当接していて、エアシリンダ２３の出力軸２３ａの上下動に応じてアーム２２を上下に移動させる機能を持つ。
【００４９】
直動案内部材２１の上下には、支持台２０に固定されたストッパ２５，２６が設けられ、アーム２２の上下動はストッパ２５，２６により制限される。なお、直動案内部材２１にストッパ機能が内蔵されていれば、ストッパ２５，２６は無くてもよい。
【００５０】
アーム２２の先端部２２ａの上面と、塗布針固定板１４の下面にはそれぞれ磁石２７，２８が埋設固着されており、それらは互いに異なる極性で向かい合うように配置され、磁石２７と２８の位置は完全に重ならないようにお互いに少しずらしてある。磁石２７，２８の吸引力により、アーム２２の先端部２２ａに設けた２辺の突き当て部（図示せず）に押し付ける方向に塗布針固定板１４が吸引されて位置固定される。エアシリンダ２３の出力軸２３ａが上下動すると、アーム２２を介して塗布針固定板１４が上下に移動し、それに合わせて塗布針９が上下に移動する。
【００５１】
この塗布ユニット１１は、修正ペースト１０を入れた容器１２を、塗布針９に対して相対的に上下動させる機構を備えたものである。容器１２は、Ｌ字形状のアーム２９の先端部２９ａに固定される。アーム２９の先端部２９ａの下面には磁石３０が埋設固着され、修正ペースト１０を注入した容器１２は、容器１２に固着されたピン３１が磁石３０に吸引されることでアーム２９に固定される。アーム２９の基端部は直動案内部材３２を介してアーム２２に結合される。アーム２９は、直動案内部材３２により、アーム２２に対して相対的に上下動可能に保持される。
【００５２】
アーム２２とアーム２９の上下方向の相対移動量は、アーム２２に固定支持されたピン３３と、アーム２９に設けた切り欠き孔２９ｂにより限定される。すなわち、相対移動範囲は、ピン３３が切り欠き孔２９ｂの中を移動可能な範囲となるため、直動案内部材３２に抜け防止のためのストッパを設けなくてもよい。直動案内部材２１の下側のストッパ２６は、アーム２９の動作範囲を制限するストッパを兼ねている。
【００５３】
図１０では、エアシリンダ２３の出力軸２３ａが上方にあり（この例では出力軸２３ａが引き込まれた状態）、アーム２２は上端に位置し、アーム２９は、ピン３３に吊り下がる状態、すなわち、切り欠き孔２９ｂの上端とピン３３が接する状態にある。このとき、塗布針９の平坦面９ａを含む先端部は、容器１２に入れた修正ペースト１０に浸漬された状態にある。
【００５４】
ここで塗布指令が与えられると、図６（ａ）に示すように塗布ユニット１１の先端部が対物レンズ６とフィルム３との隙間に挿入され、塗布針９の直下に孔３ａおよび欠陥部２ａが位置するように位置決めされる。次に、エアシリンダ２３の出力軸２３ａを下方に突出させる。エアシリンダ２３の出力軸２３ａが下方に突出すると、出力軸２３ａに固定された駆動板２４、および、駆動板２４の先端に固着したピン２４ａも一緒に下方に移動するので、ピン２４ａによって支えられたアーム２２もそれに合わせて下方に移動する。また、アーム２２に固着したピン３３に吊り下げられた状態でアーム２９もそれに合わせて下方に移動するが、始めの間は、２つのアーム２２，２９の上下方向の相対位置は変化しない。
【００５５】
アーム２９の基端部の下端がストッパ２６に当接すると、アーム２９の下降が停止され、その後は、アーム２２のみが下降する。アーム２２のみが下降すると、アーム２２に固定された塗布針９の先端は、容器１２の底面に設けた第１の孔１２ａから突出を開始し、その突出は、アーム２２の基端部の下端がストッパ２６に当接することで停止する。この状態では、塗布針９の先端の平坦面９ａに修正ペースト１０が付着しており、塗布の準備が完了する。その後、図示しないＺステージを用いて塗布ユニット１１全体を下降させ、図６（ｂ）に示したように、塗布針９の先端をフィルム３を介して欠陥部２ａに押圧させる。これにより、塗布針９の先端の平坦面９ａに付着していた修正ペースト１０が欠陥部２ａに塗布される。
【００５６】
塗布針９の先端の平坦面９ａがフィルム３を介して欠陥部２ａに接触してから、さらに、塗布ユニット１１を０．５ｍｍから１ｍｍ程度下方に移動させるが、この際、塗布針９は、直動案内部材２１によりアーム２２とともに上方に退避するので、塗布針９に過大な力は働かない。塗布後、エアシリンダ２３の出力軸２３ａを上方に引き込んで元の状態に戻り、１回の塗布が完了する。
【００５７】
このときの塗布面圧は、塗布針９とともに上下に移動する部材、すなわち塗布針９、塗布針固定板１４、アーム２２、磁石２７，２８、直動案内部材３２の案内部、ピン３３、錘１５の総重量を塗布針９先端の平坦面９ａの面積で割ったものになる。なお、塗布針９とともに上下動する部材に錘１５を固定できれば、錘１５の固定位置は問わない。
【００５８】
このように、錘１５により塗布面圧を適正値に調整することで、塗布針９の平坦面９ａの径が大きなものを使用した場合であっても、面圧が低下してフィルム３と基板１との密着性が悪くなることを防止することが可能となり、修正ペースト１０がフィルム３と基板１の隙間に吸い込まれて描画形状を崩すことを抑制することができる。
【００５９】
また、修正部のパターンに凹凸部があるような場合、たとえば、複数の電極２が互いに交差して積層されている場合には、フィルム３を基板１に密着させることが難しくなるが、塗布面圧を高めて密着性を向上させることにより、フィルム３と基板１の隙間に修正ペースト１０が吸い込まれることを防止することができる。
【００６０】
今まで説明してきた方法は、細線パターンを容易に、かつ、安定して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合に適用可能である。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。
【００６１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】修正対象の基板を示す図である。
【図２】この発明の基礎となるパターン修正方法を示す図である。
【図３】図２に示したフィルムに孔を開ける方法を示す断面図である。
【図４】図２で示した欠陥部に修正ペーストを塗布する方法を示す断面図である。
【図５】図４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６】図４に示した塗布針を含む塗布ユニットの構成を示す断面図である。
【図７】図１〜図６に示したパターン修正方法の問題点を説明するための図である。
【図８】図１〜図６に示したパターン修正方法の問題点を説明するための他の図である。
【図９】この発明の一実施の形態によるパターン修正装置の要部を示す断面図である。
【図１０】図９に示した塗布ユニットの全体構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ 基板、２ 電極、２ａ オープン欠陥部、２ｂ 電極面、３ フィルム、３ａ 孔、４ レーザ部、５ 観察光学系、６ 対物レンズ、７ 固定ローラ、８ 遮蔽板、９ 塗布針、９ａ 平坦面、１０ 修正ペースト、１０Ａ 修正層、１１ 塗布ユニット、１２ 容器、１２ａ 第１の孔、１３ 蓋、１３ａ 第２の孔、１４ 塗布針固定板、１５ 錘、２０ 支持台、２１，３２ 直動案内部材、２２ アーム、２２ａ 先端部、２３ エアシリンダ、２３ａ 出力軸、２４ 駆動板、２４ａ ピン、２５，２６ ストッパ、２７，２８，３０ 磁石、２９ アーム、２９ａ 先端部、３３ ピン。
【技術分野】
【０００１】
この発明はパターン修正装置およびそれに用いられる塗布ユニットに関し、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装置およびそれに用いられる塗布ユニットに関する。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装置およびそれに用いられる塗布ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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）。
【０００４】
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）。
【特許文献１】特開平８−２９２４４２号公報
【特許文献２】特開平１１−１２５８９５号公報
【特許文献３】特開２００５−９５９７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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、その塗布径は先端部を平らに加工する面で決まり、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。
【０００６】
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。
【０００７】
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、欠陥部周辺の汚染が小さなパターン修正装置およびそれに用いられる塗布ユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るパターン修正装置は、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、フィルムにレーザ光を照射して欠陥部に応じた形状の孔を開けるレーザ照射手段と、孔の開口部を欠陥部に隙間を開けて対峙させる位置決め手段と、孔を含む所定範囲でフィルム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、塗布手段がフィルムを基板に押圧するときの面圧を所望の値に調整するための調整手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
好ましくは、調整手段は、塗布手段に交換可能に設けられた錘である。
また好ましくは、塗布手段は、先端に平坦面を有する塗布針と、塗布針の基端部が固定されるとともに錘が交換可能に設けられ、直動案内部材によって上下動可能に支持された固定部材と、固定部材の下端に当接され、固定部材を上下動させる駆動手段とを含み、修正液が付着した塗布針の平坦面でフィルムの孔を閉蓋するようにして、フィルム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。
【００１０】
また、この発明に係る塗布ユニットは、基板上に形成された微細パターンの欠陥部に修正液を塗布するための塗布ユニットにおいて、その底に孔が開口され、修正液が注入された容器と、容器の孔と略同じ径を有し、先端に平坦面が形成された塗布針と、塗布針を上下動可能に支持する直動案内部材と、塗布針を下方に移動させて塗布針の先端部を容器の孔から突出させ、塗布針の先端部に付着した修正液を欠陥部に塗布するための駆動手段と、修正液を欠陥部に塗布するときの塗布針の先端の面圧を所望の値に調整するための調整手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明に係るパターン修正装置では、フィルムにレーザ光を照射して欠陥部に応じた形状の孔を開けるレーザ照射手段と、孔の開口部を欠陥部に隙間を開けて対峙させる位置決め手段と、孔を含む所定範囲でフィルム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、塗布手段がフィルムを基板に押圧するときの面圧を所望の値に調整するための調整手段とが設けられる。したがって、孔を開けたフィルムをマスクとして用いるので、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、修正液を欠陥部に塗布するときのみ所望の面圧でフィルムを基板に接触させるので、毛細管現象によって修正液がフィルムと基板の隙間に侵入することを防止することができ、修正液によって欠陥部周辺の基板が汚染されるのを防止することができる。
【００１２】
また、この発明に係る塗布ユニットでは、その底に孔が開口され、修正液が注入された容器と、容器の孔と略同じ径を有し、先端に平坦面が形成された塗布針と、塗布針を上下動可能に支持する直動案内部材と、塗布針を下方に移動させて塗布針の先端部を容器の孔から突出させ、塗布針の先端部に付着した修正液を欠陥部に塗布するための駆動手段と、修正液を欠陥部に塗布するときの塗布針の先端の面圧を所望の値に調整するための調整手段とが設けられる。したがって、この塗布ユニットを使用すれば、上記パターン修正装置を容易に構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施の形態について説明する前に、この発明の基礎となるパターン修正方法について説明する。図１は、修正対象の基板１を示す図である。図１において、基板１上には微細パターンである電極２が形成され、電極２にはオープン欠陥部（断線欠陥部）２ａが発生している。
【００１４】
このパターン修正方法では、図２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をマスクとして使用する。欠陥部２ａに孔３ａを位置合わせした状態で、フィルム３は基板１の上面に隙間Ｇを開けて対峙される。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であればよく、たとえば、５ｍｍ〜１５ｍｍ程度にスリットしたロール状フィルムである。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。
【００１５】
図２に示すように、孔３ａは、たとえば、短軸長がＳｗで長軸長がＳｌの長方形形状である。欠陥部２ａの両端に位置する正常な電極面２ｂにも修正ペーストが塗布されるように、長軸長Ｓｌは欠陥部２ａよりも長く設定される。これにより、修正部の抵抗値を低減するとともに、修正部の密着性を高めることができる。
【００１６】
孔３ａは、フィルム３の表面にレーザ光を照射することにより形成される。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。たとえば、図３に示すように、レーザ部４は観察光学系５の上部に設けられ、観察光学系５の下端に対物レンズ６が設けられる。フィルム３は、２本の固定ローラ７により、対物レンズ６と基板１の間に張り渡される。レーザ光は、レーザ部４から観察光学系５および対物レンズ６を介してフィルム３に照射される。孔３ａの形状および大きさは、たとえばレーザ部４に内蔵される可変スリット（図示せず）により決定され、孔３ａは対物レンズ６で集光されたレーザ光の断面形状に加工される。このとき、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８をフィルム３と基板１の間に配置することが好ましい。
【００１７】
このように、欠陥部２ａにフィルム３が付着、あるいは密着した状態でレーザ光による孔３ａの加工を行わないので、電極２や欠陥部２ａの近傍をレーザパワーによって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の裏面に異物が付着することを抑制することができる。
【００１８】
孔３ａの形成が終了した時点では、孔３ａ周りのフィルム３上面には、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（ごみ）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。なお、フィルム３を反転させる機構を設ければ、フィルム３の裏面も同様に処理することができる。レーザ部４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。
【００１９】
フィルム３は、図示しないフィルム供給リールから供給され、固定ローラ７を経由して図示しないフィルム巻き取りリールで回収される。フィルム３は、図示しないＸＹＺステージにより、ＸＹＺ方向に移動可能とされる。ＸＹＺステージは、欠陥部２ａと孔３ａとの位置調整に使用される。
【００２０】
次に、たとえば画像処理結果、あるいは、それぞれの位置座標データに基づいて基板１に対してフィルム３を相対的に移動させ、図２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が隙間Ｇを開けて対峙した状態にする。この工程は手動で行なっても構わない。フィルム３は一定の張力によって張られた状態にある。隙間Ｇは、フィルム３を支持する支点（たとえば図３に示した固定ローラ７）の間隔やフィルム３の厚さによって異なるが、たとえば１０〜１０００μｍ程度に設定される。基板１の表面に凹凸がある場合、基板１に対峙したフィルム３が、基板１とは接触しない程度の隙間Ｇを保ってもよいし、孔３ａを含む微小範囲が、欠陥部２ａと接触しないような隙間Ｇを保つようにしてもよい。
【００２１】
修正ペーストの塗布手段としては、たとえば、図４に示す塗布針９が用いられる。塗布針９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９先端の平坦面９ａの直径は、たとえば、３０〜１００μｍ程度であり、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が平坦面９ａにすべて収まるような塗布針９を選択して使用することが好ましい。このような塗布針９を用いれば、１回の塗布動作で孔３ａ全体に修正ペースト１０を充填することができる。
【００２２】
塗布針９先端の平坦面９ａの周りに修正ペースト１０が付着した状態で、平坦面９ａで孔３ａの開口部を閉蓋するようにして塗布針９を上方から押し付けると、フィルム３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１０が充填される。塗布針９は、図示しないガイド（直動軸受）上を上下に進退可能にしたものであり、塗布針９を含む可動部の自重のみでフィルム３を押す。塗布針９が下降してフィルム３に接触して、フィルム３を基板１に接触させた後もさらに下降させようとしても、塗布針９がガイドに沿って上方に退避するので、塗布針９の平坦面９ａは過負荷とならない。塗布針９の駆動手段（図示せず）は、制御手段（図示せず）により、時間管理されて制御される。
【００２３】
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９がフィルム３を押している間だけであり、修正ペースト１０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９を上方に退避させる。塗布針９がフィルム３から離れれば、フィルム３の弾性で元の状態に戻り、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、フィルム３が基板１に接触する時間は極わずかである。
【００２４】
図５は、塗布針９を上方に退避させた状態を示し、フィルム３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１０Ａが残る。また、余分に塗布された修正ペースト１０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９による塗布形状よりも微細な修正層１０Ａ（パターン）を得ることが可能となる。
【００２５】
塗布された修正ペースト１０には、修正ペースト１０の仕様に合わせて紫外線硬化、加熱硬化処理、あるいは乾燥処理が施される。図５の状態で硬化処理を行なってもよい。また、レーザ照射による熱分解反応で金属膜を析出する必要があれば、欠陥部２ａの上方からフィルム３を除去した後で連続発振のレーザで硬化処理（金属膜析出処理）を行なってもよい。
【００２６】
このような方法で欠陥部２ａの修正を行えば、塗布された修正ペースト１０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、フィルム３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を除去する際には、フィルム３が修正層１０Ａに接触して修正層１０Ａを崩す心配がない。
【００２７】
修正ペースト１０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１０が付着しないことも想定される。それに対して、前述の方法では、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１０の粘度は小さくても構わない。
【００２８】
また、１つの欠陥部２ａを修正する際、１回の塗布で修正を完了する方が好ましい。その理由は、塗布回数が多くなると、孔３ａに付着する修正ペースト１０の量が多くなって、フィルム３と基板１との隙間に修正ペースト１０が吸い込まれる、あるいは修正層１０Ａの形状が崩れる可能性も考えられるからである。一方、複数回同じ位置に塗布することで修正層１０Ａの膜厚を厚くすることもできるので、使用する修正ペースト１０の仕様に合わせて塗布回数を決めることが望ましい。
【００２９】
また、修正ペースト１０としては、電極２の欠陥部２ａを修正する場合、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。
【００３０】
孔３ａの大きさは、塗布針９の平坦面９ａで孔３ａの開口部全体を１回で押圧できる程度にすることが望ましく、たとえば、塗布針９の平坦面９ａの径が５０μｍであれば、孔３ａの長軸長Ｓｌは５０μｍ以下となる。なお、孔３ａの開口部の短軸長Ｓｗは、フィルム３の厚さＦｔとがＦｔ＞Ｓｗの関係を満たすようにすれば、孔３ａ内に入った修正ペースト１０を孔３ａ内に留める力（付着力）Ｆ１が、フィルム３と基板１との隙間に作用する毛細管現象による吸引力Ｆ２よりも大きくなり、修正ペースト１０がフィルム３と基板１との隙間に吸い込まれることを防止することができる。ただし、上記力Ｆ１，Ｆ２は修正ペースト１０の表面張力や粘度、基板１やフィルム３の濡れ性に依存して変化するので、修正の安定性を増すためには、Ｆｔ／２＞Ｓｗの関係を満たすようにする方がより好ましい。
【００３１】
また、図６（ａ）は、塗布針９を用いて修正ペースト１０を欠陥部２ａに塗布する塗布ユニット１１の要部を示す断面図である。図６（ａ）において、欠陥部２ａとフィルム３が一定の隙間を持って対峙し、かつ欠陥部２ａと孔３ａとが位置合わせされた状態にあり、塗布ユニット１１は、対物レンズ６の直下で、かつ、欠陥部２ａの真上に挿入された状態にある。このとき、塗布ユニット１１の挿入スペースを確保するため、対物レンズ６は低倍率のものに切り換えることが望ましい。たとえば、１０倍の対物レンズ６の作動距離ＷＤは３０ｍｍ程度あるので、塗布ユニット１１の高さを低く設計すれば、対物レンズ６とフィルム３の間に塗布ユニット１１を容易に挿入することができる。
【００３２】
塗布ユニット１１は、その底に第１の孔１２ａが開口され、修正ペースト１０が注入された容器１２と、第２の孔１３ａが開口され、容器１２を密封する蓋１３と、第１および第２の孔１２ａ，１３ａと略同じ径を有する塗布針９とを含む。塗布針９の先端の平坦面９ａは、第２の孔１３ａを貫通して修正ペースト１０内に浸漬される。第１および第２の孔１２ａ，１３ａの径は、それらに貫通する塗布針９の径よりも少し大きいが微小であるので、修正ペースト１０の表面張力や容器１２の撥水・撥油性により、第１の孔１２ａからの修正ペースト１０の漏れはほとんど無い。
【００３３】
容器１２に形成され、修正ペースト１０を注入するための穴は、孔１２ａに近づくに従って断面積が小さくなるテーパ形状を有する。したがって、修正ペースト１０が少ない場合でも塗布針９の平坦面９ａを含む先端部を浸漬することができ、経済的である。修正ペースト１０の量は、たとえば２０μｌ（マイクロリットル）である。修正ペースト１０は日持ちしないものもあり、容器１２は定期的に交換する。あるいは、使用済み容器１２を洗浄後、再利用することも可能である。容器１２を手でつかみ易い構造とし、かつ、磁石の吸引力を利用して容器１２を着脱自在に支持すれば、容器１２の着脱が簡単になり、使い勝手が向上する。
【００３４】
塗布針９の基端部は塗布針固定板１４に固着され、塗布針固定板１４は図示しないガイド（直動案内部材）により上下動可能なように支持される。この状態から、図６（ｂ）に示すように、塗布針９の平坦面９ａを容器１２の底面に設けた第１の孔１２ａから突出させると、塗布針９の平坦面９ａには修正液１０が付着する。さらに塗布針９を下降させると、平坦面９ａで孔３ａの開口部を閉蓋するようにフィルム３上を押圧するので、フィルム３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１０が充填される。塗布針９は、図示しないガイド（直動案内部材）によって上下に進退可能に支持されており、塗布針９を含む可動部の自重のみでフィルム３を押す。塗布針９が下降してフィルム３を基板１に接触した後もさらに下降させようとしても、塗布針９がガイドに沿って上方に退避するので、塗布針９の平坦面９ａは過負荷とならない。塗布針９の駆動手段（図示せず）は、制御手段（図示せず）により、時間管理されて制御される。
【００３５】
この塗布ユニット１１を用いれば、塗布針９を欠陥部２ａと容器（インクタンクまたはペーストタンク）との間を往復動させる工程が省略されるため、欠陥修正に要する時間が短縮される。
【００３６】
また、修正ペースト１０は孔１２ａ，１３ａを除いて密閉された容器１２内に入っており、塗布針９は容器１２の蓋１３の孔１３ａに微小な隙間を持って常に挿入された状態にあるため、修正ペースト１０が大気に直接触れる面積は少ない。したがって、修正ペースト１０の希釈液（溶媒）の蒸発を防止することができ、修正ペースト１０の使用可能な日数（交換周期）を長くすることが可能となり、パターン修正装置の保守が軽減化される。
【００３７】
また、塗布動作の待機状態において塗布針９の平坦面９ａを修正ペースト１０の中に浸けているため、塗布針９の平坦面９ａに付着した修正ペースト１０の乾燥を防ぐことができ、塗布針９の平坦面９ａを含む先端部の洗浄工程も省略可能となる。
【００３８】
このように、塗布ユニット１１を小型にできるので、平坦面９ａの径が異なる複数の塗布ユニット１１を用意しておき、欠陥部２ａの大きさに応じて塗布針９を選択して使用することも可能である。
【００３９】
ここまでは、本願発明の基礎となるパターン修正方法の内容である。ここで、孔３ａの長軸が１００μｍのように長い場合には、孔３ａの長さ方向に塗布針９を移動させながら、複数回に分けて塗布ペースト１０を塗布することも考えられるが、上述の理由により、塗布針９の平坦面９ａの径が大きなもの、この場合には１００μｍ以上の径を持つ塗布針９を用いて、１回で塗布することが好ましい。
【００４０】
図７（ａ）（ｂ）は、基板１上に配置されたフィルム３を上方から見た図である。図７（ａ）（ｂ）において、２点鎖線は塗布針９の平坦面９ａの大きさを示している。図７（ａ）に比べて図７（ｂ）の方が欠陥部２ａは長く、孔３ａも長い。このため、図７（ａ）に比べて図７（ｂ）の方が平坦面９ａが大きな塗布針９を使用している。
【００４１】
しかしながら、塗布針９の平坦面９ａの面積が大きくなると、同じ塗布手段を使っていれば塗布面圧が低下し、平坦面９ａがフィルム３を基板１に押し付ける圧力が弱くなる。上述の塗布ユニット１１を用いた場合の塗布面圧は、フィルム３に与えられた張力の影響が無いと仮定した場合、塗布針９を含めて上下に可動する可動部材の自重と、塗布針９の平坦面９ａの面積で決定される。ここで、可動部材の自重が同じ場合、平坦面９ａの径が大きいほど塗布面圧は低下する。たとえば、直径５０μｍの平坦面９ａを持つ塗布針９から、直径１００μｍの平坦面９ａを持つ塗布針９に変更すると、平坦面の面積は４倍になるので、面圧は１／４に低下する。
【００４２】
また、欠陥部２ａに凹凸があれば、押圧している部分のフィルム３と基板１との間に隙間が生じ易くなる。また、フィルム３の張力が高く設定されている場合は、塗布針９とともに上下に可動する部材全体の重量をフィルム３が支えるため、フィルム３が下方に変位する量が抑えられて、塗布針９の平坦面９ａがフィルム３を基板１に押し付ける圧力が弱まり、フィルム３と基板１の密着性が低下する。これらの場合には、修正ペースト１０がフィルム３と基板１との間に吸い込まれ、修正層２Ａの描画パターンが膨らむ。
【００４３】
図８（ａ）は塗布面圧が適正な場合の修正層１０Ａを示す図であり、この場合、電極２と略同じ幅の修正層１０Ａが得られる。図８（ｂ）は塗布面圧が低下した場合の修正層１０Ａを示す図であり、この場合、使用する修正ペースト１０の種類や粘度によって異なるが、パターン２の幅よりも大きくはみ出した修正層１０Ａが得られる。
【００４４】
このように、平坦面９ａが大きな塗布針９を使用したり、フィルム３の張力を増したりすると、塗布面圧が低下してフィルム３と基板１との密着性が悪くなる部分が生じ、修正ペースト１０がフィルム３と基板１の隙間に吸い込まれ、描画形状が崩れる。そこで、本願発明では、使用する塗布針９先端の平坦面９ａの面積、あるいはフィルム３の張力に応じて、塗布面圧を最適値に調整するための調整手段を設ける。調整手段は、具体的には、塗布針９と一緒に可動する部材に交換可能に取り付けられる錘である。
【００４５】
図９は、この発明の一実施の形態によるパターン修正装置の要部を示す断面図である。図９において、このパターン修正装置では、塗布針９とともに上下に可動する可動部材、ここでは塗布針固定板１４に塗布面圧を調整するための錘１５が交換可能に固定される。塗布針固定板１４に錘１５を交換可能に固定する方法としては、ネジで固定する方法、磁石で固定する方法などがあるが、固定方法はこれらに限定されるものではない。また、錘１５としては、塗布針９の平坦面９ａの大きさに応じて、適正な面圧が得られるような重量のものが選択される。錘１５の重量を微調整できるように、錘１５を複数に分割できるようにしてもよい。
【００４６】
なお、塗布針９を含む可動部材の自重を、張力を与えられたフィルム３が受ける場合には、その分を考慮して錘１５の重量を大きく設定することが好ましい。また、塗布面圧を変える場合、塗布針９を固定する塗布針固定板１４の重量（形状、体積）や材質を変えることも可能であるが、この場合には、適切な塗布面圧になるように、複数の塗布針固定板１４を用意しておき、選択して使用することが必要となり、経済的とは言えない。
【００４７】
図１０は、塗布ユニット１１の全体構成を示す断面図である。図１０において、支持台２０に直動案内部材２１が設けられ、直動案内部材２１のスライド部には、Ｌ字形状のアーム２２の基端部が固定される。アーム２２は、直動案内部材２１によって上下動可能に支持される。また、アーム２２の基端部には、塗布面圧を調整するための錘１５が交換可能に固定される。
【００４８】
塗布針９の基端部は塗布針固定板１４に固着され、塗布針固定板１４はアーム２２の先端部２２ａに取り付けられる。支持台２０を介してアーム２２の反対側には、出力軸２３ａを下向きにしてエアシリンダ２３が配置される。エアシリンダ２３の出力軸２３ａの先端には、先端にピン２４ａを固着した駆動板２４が水平に固定され、出力軸２３ａと一体となって上下動する。ピン２４ａは、アーム２２の基端部に設けた切り欠き部に下方から当接していて、エアシリンダ２３の出力軸２３ａの上下動に応じてアーム２２を上下に移動させる機能を持つ。
【００４９】
直動案内部材２１の上下には、支持台２０に固定されたストッパ２５，２６が設けられ、アーム２２の上下動はストッパ２５，２６により制限される。なお、直動案内部材２１にストッパ機能が内蔵されていれば、ストッパ２５，２６は無くてもよい。
【００５０】
アーム２２の先端部２２ａの上面と、塗布針固定板１４の下面にはそれぞれ磁石２７，２８が埋設固着されており、それらは互いに異なる極性で向かい合うように配置され、磁石２７と２８の位置は完全に重ならないようにお互いに少しずらしてある。磁石２７，２８の吸引力により、アーム２２の先端部２２ａに設けた２辺の突き当て部（図示せず）に押し付ける方向に塗布針固定板１４が吸引されて位置固定される。エアシリンダ２３の出力軸２３ａが上下動すると、アーム２２を介して塗布針固定板１４が上下に移動し、それに合わせて塗布針９が上下に移動する。
【００５１】
この塗布ユニット１１は、修正ペースト１０を入れた容器１２を、塗布針９に対して相対的に上下動させる機構を備えたものである。容器１２は、Ｌ字形状のアーム２９の先端部２９ａに固定される。アーム２９の先端部２９ａの下面には磁石３０が埋設固着され、修正ペースト１０を注入した容器１２は、容器１２に固着されたピン３１が磁石３０に吸引されることでアーム２９に固定される。アーム２９の基端部は直動案内部材３２を介してアーム２２に結合される。アーム２９は、直動案内部材３２により、アーム２２に対して相対的に上下動可能に保持される。
【００５２】
アーム２２とアーム２９の上下方向の相対移動量は、アーム２２に固定支持されたピン３３と、アーム２９に設けた切り欠き孔２９ｂにより限定される。すなわち、相対移動範囲は、ピン３３が切り欠き孔２９ｂの中を移動可能な範囲となるため、直動案内部材３２に抜け防止のためのストッパを設けなくてもよい。直動案内部材２１の下側のストッパ２６は、アーム２９の動作範囲を制限するストッパを兼ねている。
【００５３】
図１０では、エアシリンダ２３の出力軸２３ａが上方にあり（この例では出力軸２３ａが引き込まれた状態）、アーム２２は上端に位置し、アーム２９は、ピン３３に吊り下がる状態、すなわち、切り欠き孔２９ｂの上端とピン３３が接する状態にある。このとき、塗布針９の平坦面９ａを含む先端部は、容器１２に入れた修正ペースト１０に浸漬された状態にある。
【００５４】
ここで塗布指令が与えられると、図６（ａ）に示すように塗布ユニット１１の先端部が対物レンズ６とフィルム３との隙間に挿入され、塗布針９の直下に孔３ａおよび欠陥部２ａが位置するように位置決めされる。次に、エアシリンダ２３の出力軸２３ａを下方に突出させる。エアシリンダ２３の出力軸２３ａが下方に突出すると、出力軸２３ａに固定された駆動板２４、および、駆動板２４の先端に固着したピン２４ａも一緒に下方に移動するので、ピン２４ａによって支えられたアーム２２もそれに合わせて下方に移動する。また、アーム２２に固着したピン３３に吊り下げられた状態でアーム２９もそれに合わせて下方に移動するが、始めの間は、２つのアーム２２，２９の上下方向の相対位置は変化しない。
【００５５】
アーム２９の基端部の下端がストッパ２６に当接すると、アーム２９の下降が停止され、その後は、アーム２２のみが下降する。アーム２２のみが下降すると、アーム２２に固定された塗布針９の先端は、容器１２の底面に設けた第１の孔１２ａから突出を開始し、その突出は、アーム２２の基端部の下端がストッパ２６に当接することで停止する。この状態では、塗布針９の先端の平坦面９ａに修正ペースト１０が付着しており、塗布の準備が完了する。その後、図示しないＺステージを用いて塗布ユニット１１全体を下降させ、図６（ｂ）に示したように、塗布針９の先端をフィルム３を介して欠陥部２ａに押圧させる。これにより、塗布針９の先端の平坦面９ａに付着していた修正ペースト１０が欠陥部２ａに塗布される。
【００５６】
塗布針９の先端の平坦面９ａがフィルム３を介して欠陥部２ａに接触してから、さらに、塗布ユニット１１を０．５ｍｍから１ｍｍ程度下方に移動させるが、この際、塗布針９は、直動案内部材２１によりアーム２２とともに上方に退避するので、塗布針９に過大な力は働かない。塗布後、エアシリンダ２３の出力軸２３ａを上方に引き込んで元の状態に戻り、１回の塗布が完了する。
【００５７】
このときの塗布面圧は、塗布針９とともに上下に移動する部材、すなわち塗布針９、塗布針固定板１４、アーム２２、磁石２７，２８、直動案内部材３２の案内部、ピン３３、錘１５の総重量を塗布針９先端の平坦面９ａの面積で割ったものになる。なお、塗布針９とともに上下動する部材に錘１５を固定できれば、錘１５の固定位置は問わない。
【００５８】
このように、錘１５により塗布面圧を適正値に調整することで、塗布針９の平坦面９ａの径が大きなものを使用した場合であっても、面圧が低下してフィルム３と基板１との密着性が悪くなることを防止することが可能となり、修正ペースト１０がフィルム３と基板１の隙間に吸い込まれて描画形状を崩すことを抑制することができる。
【００５９】
また、修正部のパターンに凹凸部があるような場合、たとえば、複数の電極２が互いに交差して積層されている場合には、フィルム３を基板１に密着させることが難しくなるが、塗布面圧を高めて密着性を向上させることにより、フィルム３と基板１の隙間に修正ペースト１０が吸い込まれることを防止することができる。
【００６０】
今まで説明してきた方法は、細線パターンを容易に、かつ、安定して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合に適用可能である。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。
【００６１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】修正対象の基板を示す図である。
【図２】この発明の基礎となるパターン修正方法を示す図である。
【図３】図２に示したフィルムに孔を開ける方法を示す断面図である。
【図４】図２で示した欠陥部に修正ペーストを塗布する方法を示す断面図である。
【図５】図４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６】図４に示した塗布針を含む塗布ユニットの構成を示す断面図である。
【図７】図１〜図６に示したパターン修正方法の問題点を説明するための図である。
【図８】図１〜図６に示したパターン修正方法の問題点を説明するための他の図である。
【図９】この発明の一実施の形態によるパターン修正装置の要部を示す断面図である。
【図１０】図９に示した塗布ユニットの全体構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ 基板、２ 電極、２ａ オープン欠陥部、２ｂ 電極面、３ フィルム、３ａ 孔、４ レーザ部、５ 観察光学系、６ 対物レンズ、７ 固定ローラ、８ 遮蔽板、９ 塗布針、９ａ 平坦面、１０ 修正ペースト、１０Ａ 修正層、１１ 塗布ユニット、１２ 容器、１２ａ 第１の孔、１３ 蓋、１３ａ 第２の孔、１４ 塗布針固定板、１５ 錘、２０ 支持台、２１，３２ 直動案内部材、２２ アーム、２２ａ 先端部、２３ エアシリンダ、２３ａ 出力軸、２４ 駆動板、２４ａ ピン、２５，２６ ストッパ、２７，２８，３０ 磁石、２９ アーム、２９ａ 先端部、３３ ピン。
【特許請求の範囲】
【請求項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装置において、
フィルムにレーザ光を照射して前記欠陥部に応じた形状の孔を開けるレーザ照射手段と、
前記孔の開口部を前記欠陥部に隙間を開けて対峙させる位置決め手段と、
前記孔を含む所定範囲で前記フィルム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、
前記塗布手段が前記フィルムを前記基板に押圧するときの面圧を所望の値に調整するための調整手段とを備えたことを特徴とする、パターン修正装置。
【請求項２】
前記調整手段は、前記塗布手段に交換可能に設けられた錘であることを特徴とする、請求項１に記載のパターン修正装置。
【請求項３】
前記塗布手段は、
先端に平坦面を有する塗布針と、
前記塗布針の基端部が固定されるとともに前記錘が交換可能に設けられ、直動案内部材によって上下動可能に支持された固定部材と、
前記固定部材の下端に当接され、前記固定部材を上下動させる駆動手段とを含み、
前記修正液が付着した前記塗布針の前記平坦面で前記フィルムの孔を閉蓋するようにして、前記フィルム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前記修正液を塗布することを特徴とする、請求項２に記載のパターン修正装置。
【請求項４】
基板上に形成された微細パターンの欠陥部に修正液を塗布するための塗布ユニットにおいて、
その底に孔が開口され、前記修正液が注入された容器と、
前記容器の孔と略同じ径を有し、先端に平坦面が形成された塗布針と、
前記塗布針を上下動可能に支持する直動案内部材と、
前記塗布針を下方に移動させて前記塗布針の先端部を前記容器の孔から突出させ、前記塗布針の先端部に付着した前記修正液を前記欠陥部に塗布するための駆動手段と、
前記修正液を前記欠陥部に塗布するときの前記塗布針の先端の面圧を所望の値に調整するための調整手段とを備えたことを特徴とする、塗布ユニット。
【請求項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装置において、
フィルムにレーザ光を照射して前記欠陥部に応じた形状の孔を開けるレーザ照射手段と、
前記孔の開口部を前記欠陥部に隙間を開けて対峙させる位置決め手段と、
前記孔を含む所定範囲で前記フィルム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、
前記塗布手段が前記フィルムを前記基板に押圧するときの面圧を所望の値に調整するための調整手段とを備えたことを特徴とする、パターン修正装置。
【請求項２】
前記調整手段は、前記塗布手段に交換可能に設けられた錘であることを特徴とする、請求項１に記載のパターン修正装置。
【請求項３】
前記塗布手段は、
先端に平坦面を有する塗布針と、
前記塗布針の基端部が固定されるとともに前記錘が交換可能に設けられ、直動案内部材によって上下動可能に支持された固定部材と、
前記固定部材の下端に当接され、前記固定部材を上下動させる駆動手段とを含み、
前記修正液が付着した前記塗布針の前記平坦面で前記フィルムの孔を閉蓋するようにして、前記フィルム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前記修正液を塗布することを特徴とする、請求項２に記載のパターン修正装置。
【請求項４】
基板上に形成された微細パターンの欠陥部に修正液を塗布するための塗布ユニットにおいて、
その底に孔が開口され、前記修正液が注入された容器と、
前記容器の孔と略同じ径を有し、先端に平坦面が形成された塗布針と、
前記塗布針を上下動可能に支持する直動案内部材と、
前記塗布針を下方に移動させて前記塗布針の先端部を前記容器の孔から突出させ、前記塗布針の先端部に付着した前記修正液を前記欠陥部に塗布するための駆動手段と、
前記修正液を前記欠陥部に塗布するときの前記塗布針の先端の面圧を所望の値に調整するための調整手段とを備えたことを特徴とする、塗布ユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−１９２９０１（Ｐ２００８−１９２９０１Ａ）
【公開日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２６７９８（Ｐ２００７−２６７９８）
【出願日】平成１９年２月６日（２００７．２．６）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月６日（２００７．２．６）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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