(57)【要約】  装置は、統合された検査機能と、材料除去機能と、材料堆積機能とを備える。当該装置は、検査動作、材料除去動作、及び材料堆積動作を同じ光軸に沿って実行する。装置は、部分的に、カメラと、一対のレンズと、１つ又は複数のレーザとを備える。第１のレンズは、検査を受けているターゲット基板上に形成される構造上に光軸に沿ってカメラを合焦させるために使用される。第１のレンズは、検査された構造が材料除去を必要としていると識別される場合、構造上にレーザビームを合焦させて、その構造上に存在する材料を除去するためにも使用される。第２のレンズは、検査された構造が材料堆積を必要としていると識別される場合、レーザビームをリボン上に合焦させて、リボンに形成された埋め込みウェルから流動的複合物を構造に転写するために使用される。【選択図】  図７
2009536882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラ及び照明器を備えるイメージングブロックと、
前記イメージングブロックの光路と同軸に選択的に位置決めされる第１のレンズであって、前記カメラを前記基板上に形成される構造に合焦させて、該構造の検査を可能にする、第１のレンズと、
前記イメージングブロックの光路と同軸の光路を有するレーザビームを送出するレーザアセンブリであって、前記第１のレンズは、さらに、前記検査された構造が材料除去を必要としていると識別される場合、前記レーザビームを前記構造上に合焦させて、該構造に存在する材料を除去するレーザアセンブリと、
流動性複合物でコーティングされたリボンを搬送し、前記レーザビームの前記経路内に位置決めするキャリッジアセンブリと、
前記検査された構造が材料転写を必要としていると識別される場合、前記イメージングブロックの前記光路と同軸に選択的に位置決めされる第２のレンズであって、前記リボン上に前記レーザビームを合焦させて、前記レーザビームの前記経路内に位置決めされた前記流動性複合物を前記構造に転写する第２のレンズと、
前記イメージングブロックの前記光路と同軸の光路を有すると共に、前記材料除去中に、前記基板と前記第１のレンズとの間の距離を所定の範囲内に維持するオートフォーカスセンサであって、該オートフォーカスセンサはまた、前記流動性複合物の転写中に、前記リボンと前記第２のレンズとの間の距離を所定の範囲内に維持するオートフォーカスセンサと、
を備える、装置。
【請求項２】
前記イメージングブロックは、さらに、前記構造からの前記材料の除去後、該構造の画像を捕捉する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記イメージングブロックは、さらに、前記基板上における前記流動性複合物の堆積後、前記構造の画像を捕捉する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記オートフォーカスセンサは、前記リボンが前記基板に対して移動するときに、前記リボンと前記基板との間の距離を所定の範囲内に維持するトラッキングオートフォーカスセンサである、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記リボンが前記レーザビームに対して移動するときに、該レーザビームに対してセンタリングされたままである可変形アパーチャをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記レーザビームの中心の周囲で変化する可変形アパーチャであって、前記第２のレンズの視野を横切って段階的に移動する、可変形アパーチャをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記レーザビームは、内部に同時に存在する複数の波長を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記レーザアセンブリは、任意の所与の時刻に、前記レーザビームの波長を複数の波長のうちの１つに設定する、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記レーザアセンブリは、前記レーザビームのパルス長を変化させるコントローラをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記レーザビームは、さらに、前記基板上に堆積した前記流動性複合物を硬化させる、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記基板上に堆積した前記流動性複合物を加熱する熱源を備える、硬化ハードウェアをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記熱源は第２のレーザビームである、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記基板は、フラットパネルディスプレイ及びソーラーパネルから成る群から選択されるパネルである、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記堆積した流動性複合物は、一対のノードの間に電気接続を提供する、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記リボンは、前記流動性材料でコーティングされた第１の埋め込みウェル（recessed well）であって、前記基板に該流動性複合物を転写するように動作可能な前記レーザビームの前記経路内に位置決めされる、第１の埋め込みウェルを備え、該リボンは前記レーザビームの波長に対して透過的である、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記リボンは、第２の流動性複合物でコーティングされた第２の埋め込みウェルであって、前記基板に該第２の流動性複合物を転写するように動作可能な前記レーザビームの前記経路内に位置決めされる、第２の埋め込みウェルをさらに備える、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記リボンは、
前記リボンの長さに沿って形成される第１の複数の埋め込みウェルであって、該第１の複数の埋め込みウェルのそれぞれが、第１の流動性複合物でコーティングされた、第１の複数の埋め込みウェルと、
前記第１の複数の埋め込みウェルと交互になった第２の複数の埋め込みウェルであって、該第２の複数の埋め込みウェルのそれぞれが、前記第１の流動性複合物と異なる第２の流動性複合物でコーティングされた、第２の複数の埋め込みウェルと、
を備え、前記第１の複数の埋め込みウェル及び前記第２の複数の埋め込みウェルのそれぞれは、内部に配置された前記流動性複合物を前記基板に転写するように動作可能な前記レーザビームの前記経路内に位置決めされるようになっており、該リボンは前記レーザビームの波長に対して透明である、請求項１に記載の装置。
【請求項１８】
前記リボンをオンデマンドで準備する、リボン準備アセンブリをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１９】
前記リボン準備アセンブリは、前記流動性複合物でコーティングされた第１の埋め込みウェルであって、前記基板に前記流動性複合物を転写するように動作可能な前記レーザビームの前記経路内に位置決めされる、第１の埋め込みウェルを備えるリボンを準備するようになっており、該リボンは前記レーザビームの波長に対して透明である、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記リボンは、第２の流動性複合物でコーティングされた第２の埋め込みウェルであって、前記基板に該第２の流動性複合物を転写するように動作可能な前記レーザビームの前記経路内に位置決めされる、第２の埋め込みウェルをさらに備える、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記基板に対して、且つ前記光路に平行に、前記第１のレンズの位置を移動させる第１のＺ軸コントローラと、
前記第２のレンズに対して相対的に、前記光路に平行に、前記リボンの位置を移動させる第２のＺ軸コントローラと、
をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項２２】
前記第２のＺ軸コントローラは、さらに、前記リボンをホーム位置に停止させる、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記リボンが前記ホーム位置に停止しているとき、該リボンをカバーするカバーをさらに備える、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記カバー内で停止している前記リボンの温度を制御する温度コントローラをさらに備える、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記第２のＺ軸コントローラは、さらに、前記リボンを装填／装填解除高さまで移動させて、前記リボンを交換させる、請求項２２に記載の装置。
【請求項２６】
前記第２のレンズに対して相対的に、前記光路に平行な軸を中心にして前記リボンを回転させる、回転軸コントローラをさらに備える、請求項２１に記載の装置。
【請求項２７】
前記回転軸コントローラは、前記リボンを第１の角度で回転させて、前記リボンをホーム位置に停止させる、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記回転軸コントローラは、前記リボンを第２の角度で回転させて、前記リボンを交換させる、請求項２６に記載の装置。
【請求項２９】
前記レーザビームの前記光路に垂直な平面における前記リボンの相対位置を移動させる、軸コントローラをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３０】
前記レーザビームの前記光路に垂直な平面における前記基板の相対位置を移動させる軸コントローラをさらに備える、請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
カメラ及び照明器を備えるイメージングブロックと、
前記イメージングブロックの光路と同軸に選択的に位置決めされる第１のレンズであって、前記カメラを前記基板上に形成される構造に合焦させて、前記構造の検査を可能にする、第１のレンズと、
前記イメージングブロックの光路と同軸の光路を有するレーザビームを送出するレーザアセンブリであって、前記第１のレンズは、さらに、前記検査された構造が材料除去を必要としていると識別される場合、前記レーザビームを前記構造上に合焦させて、該構造に存在する材料を除去するレーザアセンブリと、
流動性複合物でコーティングされたリボンを搬送し、前記レーザビームの前記経路内に位置決めするキャリッジアセンブリと、
前記検査された構造が材料転写を必要としていると識別される場合、前記イメージングブロックの前記光路と同軸に選択的に位置決めされる第２のレンズであって、前記リボン上に前記レーザビームを合焦させて、前記レーザビームの前記経路内に位置決めされた前記流動性複合物を前記構造に転写する第２のレンズと、
前記基板に対して、且つ前記光路に平行に、前記第１のレンズの位置を移動させる第１のＺ軸コントローラと、
前記第２のレンズに対して、且つ前記光路に平行に、前記リボンの位置を移動させる第２のＺ軸コントローラと、
を備える、装置。
【請求項３２】
前記第２のＺ軸コントローラは、さらに、前記リボンをホーム位置に停止させる、請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】
前記リボンが前記ホーム位置に停止しているとき、該リボンをカバーするカバーをさらに備える、請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
前記カバー内で停止している前記リボンの温度を制御する温度コントローラをさらに備える、請求項３３に記載の装置。
【請求項３５】
前記レーザビームの前記光路に垂直な平面における前記リボンの相対位置を移動させる軸コントローラをさらに備える、請求項３１に記載の装置。
【請求項３６】
前記レーザビームの前記光路に垂直な平面における前記基板の相対位置を移動させる軸コントローラをさらに備える、請求項３１に記載の装置。
【請求項３７】
リボンを準備する装置であって、
前記リボンに埋め込みウェルを形成する第１のモジュールと、
前記埋め込みウェル内にインクを分注する第２のモジュールと、
を備える、装置。
【請求項３８】
基板に対して動作を実行する方法であって、
イメージングブロックの光路と同軸に第１のレンズを選択的に位置決めすることであって、前記イメージングブロックに配置されるカメラを前記基板上に形成された構造に合焦させて、前記構造の画像を捕捉して前記構造を検査することができるようにする、位置決めすること、
レーザビームを前記光路に沿って前記構造に送出すること、
前記検査された構造が材料除去を必要としていると識別される場合、前記光路と同軸に前記第１のレンズを選択的に位置決めすること、
前記第１のレンズを使用して、前記レーザビームを前記構造上に合焦させることであって、前記構造に存在する材料を除去する、合焦させること、
流動性複合物でコーティングされたリボンを前記レーザビームの前記経路に位置決めすること、
前記検査された構造が材料転写を必要としていると識別される場合、前記光路と同軸に前記第２のレンズを選択的に位置決めすること、
前記第２のレンズを使用して、前記レーザビームを前記リボン上に合焦させることであって、前記流動性複合物を前記構造に転写する、合焦させること、
前記材料除去中に、前記基板と前記第１のレンズとの間の距離を所定の範囲内に維持すること、及び
前記流動性複合物の転写中に、前記リボンと前記第２のレンズとの間の距離を所定の範囲内に維持すること、
を含む、方法。
【請求項３９】
前記構造からの前記材料の除去後、該構造の画像を捕捉することをさらに含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記基板上における前記流動性複合物の堆積後、前記構造の画像を捕捉することをさらに含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４１】
前記リボンが前記基板に対して移動するときに、前記リボンと前記基板との間の距離を所定の範囲内に維持することをさらに含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４２】
前記リボンが前記レーザビームに対して移動するときに、可変形アパーチャを、前記レーザビームを中心にセンタリングされた状態に維持することをさらに含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４３】
可変形アパーチャを前記レーザビームの中心の周囲で変化させることであって、前記第２のレンズの視野を横切って段階的に移動する、変化させることをさらに含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４４】
前記レーザビームは、内部に同時に存在する複数の波長を有する、請求項３８に記載の方法。
【請求項４５】
前記レーザビームの波長を選択することをさらに含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４６】
前記レーザビームのパルス長を変化させることをさらに含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４７】
前記レーザビームを使用して、前記基板上に堆積した前記流動性複合物を硬化させることをさらに含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４８】
前記基板上に堆積した前記流動性複合物を加熱することをさらに含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４９】
第２のレーザビームを使用して、前記基板上に堆積した前記流動性複合物を加熱することをさらに含む、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記基板は、フラットパネルディスプレイ及びソーラーパネルから成る群から選択されるパネルである、請求項３８に記載の方法。
【請求項５１】
前記堆積した流動性複合物は、一対のノードの間に電気接続を提供する、請求項３８に記載の方法。
【請求項５２】
前記リボンは、前記流動性材料でコーティングされた第１の埋め込みウェルであって、前記レーザビームの前記光路内に位置決めされる第１の埋め込みウェルを備え、該リボンは前記レーザビームの波長に対して透明である、請求項３８に記載の方法。
【請求項５３】
前記リボンは、第２の流動性複合物でコーティングされた第２の埋め込みウェルであって、前記レーザビームの前記経路内に位置決めされる第２の埋め込みウェルをさらに備える、請求項５２に記載の方法。
【請求項５４】
前記リボンをオンデマンドで準備することをさらに含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項５５】
前記リボンは、前記流動性複合物でコーティングされた第１の埋め込みウェルであって、前記レーザビームの前記光路内に位置決めされる第１の埋め込みウェルを備え、該リボンは前記レーザビームの波長に対して透明である、請求項５４に記載の方法。
【請求項５６】
前記リボンは、第２の流動性複合物でコーティングされた第２の埋め込みウェルであって、前記レーザビームの前記光路内に位置決めされる第２の埋め込みウェルをさらに備える、請求項５５に記載の方法。
【請求項５７】
前記基板に対して、且つ前記光路と平行に、前記第１のレンズの位置を移動させること、及び
前記第２のレンズに対して相対的に、且つ前記光路と平行に、前記リボンの位置を移動させること、
をさらに含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項５８】
前記リボンをホーム位置に停止させることをさらに含む、請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
前記ホーム位置に停止しているときに、前記リボンをカバーすることをさらに含む、請求項５８に記載の方法。
【請求項６０】
前記カバーされたリボンの温度を制御することをさらに含む、請求項５９に記載の方法。
【請求項６１】
前記リボンを装填／装填解除高さまで移動させることであって、前記リボンを交換することができるようにする、移動させることをさらに含む、請求項５８に記載の方法。
【請求項６２】
前記第２のレンズに対して、前記光路に平行な軸を中心にして前記リボンを回転させることをさらに含む、請求項５７に記載の方法。
【請求項６３】
前記リボンを第１の角度で回転させることであって、前記リボンをホーム位置に停止させる、回転させることをさらに含む、請求項６２に記載の方法。
【請求項６４】
前記リボンを第２の角度で回転させることであって、前記リボンを交換することができるようにする、回転させることをさらに含む、請求項６２に記載の方法。
【請求項６５】
前記レーザビームの前記光路に垂直な平面において前記リボンの相対位置を移動させることをさらに含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項６６】
前記レーザビームの前記光路に垂直な平面において前記基板の相対位置を移動させることをさらに含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項６７】
リボンを準備する方法であって、
前記リボンに埋め込みウェルを形成すること、及び
前記埋め込みウェルにインクを分注すること、
を含む、方法。
【請求項６８】
第１の流動性複合物でコーティングされて形成される第１の埋め込みウェルであって、基板に前記第１の流動性複合物を転写するレーザビームの経路内に位置決めされる第１の埋め込みウェルを備えるリボンであって、該リボンは前記レーザビームの波長に対して透明である、リボン。
【請求項６９】
前記窪み（recess）は０．２μｍ〜２μｍの範囲の深さを有する、請求項６８に記載のリボン。
【請求項７０】
前記第１の流動性複合物と異なる第２の流動性複合物でコーティングされた第２の埋め込みウェルであって、前記基板に前記第２の流動性複合物を転写するように動作可能な前記レーザビームの前記経路内に位置決めされる第２の埋め込みウェルをさらに備える、請求項６８に記載のリボン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的には超小型電子回路の非接触式修復に関し、特に、アクティブマトリックス液晶ディスプレイパネルのようなパネルディスプレイの修復に関する。
【０００２】
［関連出願の相互参照］
本願は、米国特許法第１１９（ｅ）条の下で、２００６年５月１２日に出願された「Line Open Repair Apparatus and Method」と題する米国仮特許出願第６０／７４７１５８号の利益を主張するものであり、この仮特許出願の内容全体を参照により本明細書に援用する。
【背景技術】
【０００３】
液晶（ＬＣ）ディスプレイの製造の間、薄いガラスの大きく透明なプレートは、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレイの堆積のための基板として利用される。たいてい、１枚のガラス基板プレート内にいくつかの独立したＴＦＴアレイが含まれ、しばしばＴＦＴパネルと呼ばれる。代替的に、アクティブマトリックス型ＬＣＤ、すなわちＡＭＬＣＤは、全てのサブピクセルにおいてトランジスタ又はダイオードを利用する類のディスプレイを含み、したがって、ＴＦＴデバイスを含む。そのようなガラス基板プレートもＡＭＬＣＤパネルと呼んでもよい。フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）も、任意の有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）技術を利用して組み立てることができ、通常ガラス上に組み立てられるが、プラスチック基板プレート上に組み立てられてもよい。
【０００４】
ＴＦＴパターン堆積は、多数のステージで実行され、各ステージにおいて、（例えば、金属、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、結晶シリコン、アモルファスシリコン等のような）個々の物質が、所定のパターンに適応するように以前の層（又はガラス）の最上部に堆積させられる。それぞれのステージは、通常、例えば堆積、マスキング、エッチング、ストリッピング等のような複数のステップを含む。
【０００５】
これらのステージのそれぞれ、及びそれぞれのステージ内のさまざまなステップの間、最終的なＬＣＤ製品の電気的性能及び／又は光学性能に影響を与える可能性がある、多数の製品欠陥が起る可能性がある。そのような欠陥は、図１に見られるように、ＩＴＯ１１２内への金属突起１１０、金属１１６内へのＩＴＯ突起１１４、いわゆるねずみ噛み１１８、開回路１２０、トランジスタ１２４内のショート１２２、及び異物１２６を含むが、これに限定されるものではない。他の欠陥はマスク問題、オーバーエッチング又はアンダーエッチング等を含む。
【０００６】
ＴＦＴ堆積プロセスは厳重に制御されるにもかかわらず、欠陥発生は防ぎきれない。これは、製品歩留まりを制限し、製品コストに悪い効果をもたらす。一般的に、ＴＦＴアレイは、１つ又は複数の自動光学的検査（ＡＯＩ）システムを利用して、重要な堆積ステージの後に点検され、且つ、アレイテスタ又はアレイチェッカ（ＡＣ）とも呼ばれる光電気検査機械によって、最終的なＴＦＴアレイをテストするために点検される。一般に、ＡＯＩシステム及びＡＣシステムは欠陥座標を提供するが、それらは、キラー欠陥、修復可能な欠陥、又はＴＦＴアレイパフォーマンスに影響しない不備（プロセス欠陥としても既知である）として欠陥を分類するのに要求される高解像度画像を提供しない。ＡＯＩ又はテストシステムからの欠陥座標情報は、アレイセーバ（ＡＳ）と呼ばれるＴＦＴアレイ検査／修復ツールに渡され、当該ツールにおいて、欠陥が検査され、分類され、次に修復される。
【０００７】
プレート１枚当たりの平均欠陥数は、（ａ）製造プロセスの完成度に応じて、（ｂ）ＴＦＴアレイ製造業者毎に、且つ（ｃ）製造工場毎に異なり得る。通常、ＴＦＴアレイ組立ライン内の欠陥検査・修復能力は、第７世代プレート（サイズ２１００ｍｍ×２４００ｍｍ）１枚毎に３００個〜４００個の欠陥を処理するようなサイズである。
【０００８】
ＴＦＴアレイの形状は、通常とても小さい（たとえば、サブピクセルサイズは、第７世代プレートから製造された大型４０インチのＬＣＤテレビの場合、８０μｍ×２４０μｍから２１６μｍ×６４８μｍまでの大きさとすることができる）ため、アレイ検査／修復ツールは、欠陥が修復可能か否かを決定する欠陥検査を実施するマイクロスコープを含む。マイクロスコープ視野は、プレートサイズ（通常２．１ｍ×２．４ｍ）に対して、小さい（１００μｍ×１００μｍから２ｍｍ×２ｍｍの範囲にある）。マイクロスコープは、プレートの表面にわたって１つの欠陥から他の欠陥にまで送ることができるように、精密ＸＹステージに含まれている。欠陥座標は、ＡＯＩ検査システム及びＡＣ検査システムによって以前に実施された検査から知られている。ガラスプレートは、欠陥検査及び修復の間、真空チャックによって、ＸＹステージ下で固定されたままになる。検査された欠陥は、修復を必要とするものを含めて、様々なカテゴリに分類されるか又は分けられる（binned）。修復可能な欠陥は、特定の修復の種類、通常はレーザ加工若しくはレーザ切断（「ザッピング」としても既知である）、レーザ溶接、又はオープンラインのブリッジングに、さらに分けられる。
【０００９】
上記一連の一般事象は、全てのアレイ検査／修復ツールに典型的である。しかしながら、欠陥の数、タイプ、位置、大きさ／程度は、しばしばパネル毎に異なるため、判断を下す手段は、欠陥画像の捕捉の次のツールステップのほぼ全てにおいて要求され、例えば、画像が有害物ではなく真の欠陥であるか否か、どの種類の欠陥が発見されたか、特定の欠陥に修復が必要か否か、どの種類の修復が必要か、いずれの修復パラメータが必要か、いずれの欠陥が修復される次の欠陥であるか等である。いくつかの検査／修復ツールは、ツール操作と、そのような欠陥を識別し、分類し、次に修復するための人間オペレータの判断及び介入とを結合する。Photon Dynamics, Inc.製のＡＳｘ６０ファミリの検査／修復ツールのような他の検査／修復ツールは、自動的に、即ち人的介入なしで、検査データ及びＡＯＩ／テストデータを解析し、欠陥を識別して分類し、次に修復パラメータをセットアップし、修復を実行する自動欠陥修復（ＡＤＲ）性能を含む。
【００１０】
図２及び図３は、クロスセクションにおける欠陥修復の二つの例を示す。金属突起欠陥１１０を、図２Ａ（平面図に関しては図１を参照）に示す。この例において、欠陥１１０を識別及び分類した後に、修復手法が生成され、次に図２Ｂに示されるように、突起を除去するために実施される。金属除去は、レーザ切断技法をしようしてレーザビームの位置パラメータ及びパワー／サイズパラメータの制御を行う、比較的単純なプロセスである。
【００１１】
図３Ａから図３Ｅは、金属線３２と金属線３４との間のオープンパスを修復するために実施される修復ステップを表す。この例では、レーザ３６を使用して、層３８を突き破り（「ザップ」）、金属線を曝露するか又は金属線に切り込む。次に、物質を堆積する手段（この例では、化学蒸着ガス及びレーザエネルギー源の移動）が導入され、金属線３２及び３４上にコンタクト電極４２及び４４を生成する。その後、金属線４６が、二つの金属線３２及び３４を接続するために形成される。
【００１２】
図２に示すような切断を必要とする修復と比較して、図３に示すようなオープンパスの修正を必要とする修復は、このような欠陥を修復するために新たな材料を導入しなければならないため、はるかに難しい。難問には、パネルに対する新たな材料の接着性、抵抗率、連続性、線幅、線厚等のような材料の整合性及び適合性、配置精度（プレート回路の特徴及びそれらに含まれる欠陥は、通常、１μｍ〜１０μｍ未満である）、並びに、単一のオープン欠陥を修復するための堆積プロセスにかかる時間は数十秒よりもはるかに短い時間であるべきであるため、塗布速度等が含まれる。典型的な修復線幅は１０μｍ未満であり、長さは１００μｍ程度であり、各修復毎の所望の材料堆積時間は数秒程度である。製造ラインでは、検査し、次に同じツール内で欠陥を修復することが望ましい。適切に選択されたダイレクトライト又はプリント手法は、これらの難問に応えることができる。「ダイレクトライト」とは、マスク又は既存のフォームを使用せずに、基板に材料を追加するか、又は基板から材料を除去することによって基板上にパターンを直接作成するあらゆる技術である。通常、ダイレクトライト技法は、所望の修復線幅程度のビーム径を有し、ＣＡＤ／ＣＡＭプログラムを使用して制御されるレーザ又は粒子ビーム（例えば、電子ビーム）を利用することができる。ダイレクトライト堆積法は、例えば、インクジェットプリント、レーザ化学気相蒸着（ＬＣＶＤ）、及び他の方法を含み、それらのうちのいくつかが以下に説明される。
【００１３】
レーザダイレクトライト堆積法
レーザ化学気相蒸着（ＬＣＶＤ）は、フラットパネルディスプレイのオープンライン修復のための既知の技法である。この技法は、基板の表面上に合焦されたレーザビームを使用して、局限的に化学反応を誘発させる。多くの場合、基板には、レーザビームがスキャンする場所が熱分解又は光分解される前駆体でコーティングされる。熱分解レーザＣＶＤは、熱ＣＶＤとおよそ同じである。光分解ＣＶＤでは、化学的反応は、レーザ光と前駆体との相互作用によって誘発される。図３Ｃ及び図３Ｄは、光分解ＬＣＶＤプロセスを表す。ＬＣＶＤでは、雰囲気、特に前駆体ガスフローと真空とのバランスを制御する必要があるため、ＬＣＶＤ機器は、ガスフローコントローラ、弁、真空ポンプ、及び他の配管を備える。
【００１４】
ＬＣＶＤの欠点は、（ｉ）堆積速度が遅いこと（例えば、３５００オングストローム（Å）厚、５μｍ幅×１００μｍ長の線の場合に数十秒程度）、（ｉｉ）修復されるエリアの周囲の環境を制御する必要があることであって、特に、汚染を回避するために、修復近傍のガスをすべてパージしてから、不活性ガスを注入するか、又は真空にしなければならないこと、（ｉｉｉ）接着が最良になるように、堆積前に表面を準備する必要があること、（ｉｖ）接着が最良になるように、表面温度を上昇させる必要があること、（ｖ）製造機器の複雑性が高いこと、及び（ｖｉ）基板近傍のガスフローに起因して汚染が発生する危険性があることを含む。
【００１５】
現在、ＬＣＶＤプロセスは遅く、関連するツールは高価であり、ＦＰ製造ラインは通常、Photon Dynamics, Inc.製のＡＳｘ６０製品のような、より低コストの検査／切断修復ツールをいくつかと、ラインオープン修復専用の別個のＬＣＶＤツールとを含む。図１９Ｂは、製造ラインの一連の検査／修復ツールを通るＦＰプレートの現行の典型的なフローを示す。
【００１６】
比較的小さな特徴を堆積させるレーザ誘起前方転写（ＬＩＦＴ）法が１９８０年代に導入された。ＬＩＦＴ法では、パルスレーザビームがレーザ透明ターゲットを通過して、ターゲット基板のレーザビームとは反対側をコーティングする転写材料膜に衝突して蒸発させるように方向付けられる。ＬＩＦＴは、レーザが膜材料を蒸発させるため、均質な熱分解技術である。Mayer（米国特許第４，７５２，４５５号）によって述べられているＬＩＦＴ金属転写のレーザエネルギー密度は１Ｊ／ｃｍ２〜１０Ｊ／ｃｍ２の範囲にある。蒸発した材料はより反応しやすく、且つより容易に劣化、酸化、又は汚染されやすい。ＬＩＦＴ法は、高温の方法であるため、有機材料には適しない。さらに、高温はターゲット材料で実現されるため、ターゲット基板自体のアブレーション又はスパッタリングも発生し、ターゲット基板材料の転写に繋がり、所望の膜材料の純度の保全性を低減させる恐れがある。ＬＩＦＴプロセスによって製造される線は、均一性、形態性、接着性、及び分解能が不良であると報告されている。
【００１７】
エクスプローシブレーザ蒸着（explosive laser deposition）（ＭＥＬＤ）による微細構造化はＬＩＦＴの変形であり、米国特許第４，７５２，４５５号及び同第６，１５９，８３２号においてMayerによって記載されている。Mayerは、超短パルス（２０ピコ秒以下）をパルス当たりのエネルギー１０ｍＪで非常に高い反復率（１０ＭＨｚ）で使用する。レーザビームは、反対表面が金属化された透明基板を通過する。ビームは、金属膜材料を蒸発させて、ターゲット基板に向けて推進させる。典型的なエネルギー密度は約１Ｊ／ｃｍ２〜３Ｊ／ｃｍ２である。'８３２号特許には、超高速レーザの使用が記載されている。オムロン社（Omron Corporation）（日本）によって開発中のレーザ金属転写（ＬＭＴ）プロセスはMayerのＭＥＬＤ研究に最も近い。ＬＩＦＴ及びＭＥＬＤは両方とも、基板表面上の金属膜の蒸発及び基板表面への凝縮を必要とするため、結果として生成されるパターンの機能（即ち、導電性）は取るに足らない。これは、材料が隣接するボクセル（又は転写された３次元ピクセル）間で多くの不連続性を示すためである。
【００１８】
ペイント、ブラッシング、ジェットを介するインク堆積は、１９９０年代半ばから、ナロービームを用いるレーザ及び（５ｎｍ〜数十ｎｍ程度のサイズの金属粒子を有する）ナノインクを使用する電子回路のダイレクトライトに関する関心のある道筋であった。およそ１９９９年〜２００２年までの米国国防総省の国防先端技術計画局（Defense Advanced Research Projects Agency）（ＤＡＲＰＡ）メゾスコピック・インテグレーテッド・コンフォーマル・エレクトロニクス（Mesoscopic Integrated Conformal Electronics）（ＭＩＣＥ）プログラムは、ターゲット線幅がメゾスコピック範囲（１μｍ〜１００μｍ）内にある、いくつかのダイレクトライト技術手法に資金提供した。
【００１９】
噴霧ジェットは、ＤＡＲＰＡ  ＭＩＣＥプログラムの下でニューメキシコ州アルバカーキのOptmec, Inc.によって開発された、基板にインク材料を塗布する方法である。この方法では、送出システムは、（１）インクを１μｍ〜１０μｍ径、平均約５μｍに分布する液滴に分散させる噴霧器と、（２）インクストリームの周囲に同軸に配置されるシースガスジェットを含む送出ヘッドとを含む。同軸に配置されるガスは、インクストリームを集束させる。次に、堆積したインクラインを硬化させなければならない。現行の技術は、幅広い分布の液滴サイズを利用する。この技術は、２０μｍを超える金属線のダイレクトライト堆積において最も成功するように思われ、１００μｍサイズを大きく超える３次元構造ウェルの製造に応用されてきた。しかし、１０μｍ未満の幅の線を実現する際のこの手法の欠点は、（ｉ）高度に複雑なプロセス依存性（例えば、インク温度、インク粘度、噴霧器の圧力及び温度、ガスシースフロー）、（ｉｉ）送出針の頻繁な詰まり、（ｉｉｉ）約５μｍに制限された液滴散布手段（これは、線幅の最小値を約７μｍに制限する）、（ｉｖ）約１０００ｃＰ未満の粘度を有する材料への制限、並びに（ｖ）液滴散布手段、インク粘度、インク／基板表面張力、温度を含む線幅を決める諸要因を含む。
【００２０】
超小型回路のダイレクトライト堆積へのプリンタインクジェット技術の応用は、探求され続けている。圧電、熱、静電、音、又は他の駆動源（drive）を使用するインクジェットプリントヘッドのオンデマンド液滴分注技術が十分に立証されている。生産レベルの用途は、通常、数十ピコリットル（ｐｌ）以上の容積の液滴を分注する。１０ｐｌは約２６μｍ径の球に等しい。しかし、フラットパネルディスプレイに見られる超小型回路の修復のためには、１０μｍ未満の線幅が要求される。堆積インクの拡散に対するいくらかの許容誤差が含まれる場合、直径４μｍの液滴がＦＰ修復要件を満たすことができ、このような液滴サイズは数十フェムトリットル（ｆｌ）の容積と等価である。開発は進められているが、超微細線幅用のインクジェット技術は、生産性が依然として証明されていない。噴霧ジェット技術に関して上記に列挙した同じ制約のうちの多くが、プリントオンデマンドインクジェット技術に関しても当てはまる。
【００２１】
マトリックス支援パルスレーザ蒸着ダイレクトライト（matrix-assisted pulsed laser evaporation direct-write）（ＭＡＰＬＥ−ＤＷ）は、米海軍研究所のChrisey及びPiqueによってＤＡＲＰＡのＭＩＣＥプログラムの下で開発された。ＭＡＰＬＥ−ＤＷ手法は、米国特許第６，１７７，１５１号（'１５１号特許）及び同第６，７６６，７６４号（'７６４号特許）に記載されている。ＭＡＰＬＥ−ＤＷのいくつかの後続する変形が、米国特許第６，８０５，９１８号（'９１８号特許）、同第７，０１４，８８５号（流動性材料の転写）（'８８５号特許）、及び同第６，８１５，０１５号（ジェット挙動）（'０１５号特許）に記載されている。米国特許第７，０１４，８８５号及び同第６，８１５，０１５号はそれらの全体が参照により本明細書に援用される。ＭＡＰＬＥ−ＤＷプロセスはＬＩＦＴの変形であり、これらの２つの間の主要な相違は、ＬＩＦＴでは、転写材料が薄利又は蒸発し、したがって、高エネルギーの適用に起因して転写中に実質的に変化するのに対して、ＭＡＰＬＥ−ＤＷでは、転写材料は実質的に変わらないことである。
【００２２】
３つの変形（ＭＡＰＬＥ−ＤＷ、流動、及びジェット）間の主要な相違は、主に（ａ）転写される材料の性質、（ｂ）レーザエネルギー密度、並びに（ｃ）材料の性質及び利用可能なエネルギーの両方に依存する転写力学にある。ＭＡＰＬＥ−ＤＷプロセスは、転写材料を母剤、具体的にはパルスレーザエネルギーに曝されたときに、転写材料よりも揮発性の高い特性を有する母剤と結合することを記載している。転写材料は、絶縁体及び生物学的材料を含む金属又は非金属を含むことができるが、これらに限定されない。コーティングされた材料（母剤に転写材料を加えたもの）は、堆積プロセス中に固体状態であると仮定される。ＭＡＰＬＥ−ＤＷプロセスを使用する金属に対する転写エネルギー密度は、'１５１号及び'７６４号では典型的には３００ｍＪ／ｃｍ２〜５００ｍＪ／ｃｍ２であるとして述べられている。ＭＡＰＬＥ−ＤＷ転写メカニズムは、母剤を揮発又は蒸発させることから成り、これによって、転写材料が支持リボンから受容基板に堆積される。ＭＡＰＬＥ−ＤＷプロセスは、転写後、堆積した材料が追加処理を全く必要としないと想定している。
【００２３】
流動性材料及びプロセスは、'９１８号及び'８８５号特許に記載されており、これらの特許では、流動性材料を、固体と液体との間の範囲内にあると共に、弾性又は粘性のような少なくとも１つの基本流動特性によって特徴付けられる特性を有する材料の分類として定義している。さらに、流動性材料は、ゲル、ペースト、インク、濃縮溶液、懸濁液、ニュートン流体及び非ニュートン流体、粘弾性固体、並びに弾粘性（elastiviscous）流体を含むが、これらに限定されない。流動性材料は、絶縁体及び生物学的材料を含む金属又は非金属を含み得るが、これらに限定されない。流動性材料は、（例えば）機能材料、溶媒若しくは担体、化学的前駆体及び流動学的前駆体、結合剤、界面活性剤、分散剤、粉体、並びに／又は生体材料で構成される均質の混合物である。機能材料とは、所望の堆積の（電気的特性、磁気的特性等のような）機能特性を含む材料のことである。流動性材料転写プロセスを使用する、金属に対する転写エネルギー密度は、'９１８号特許の例では４００ｍJ／ｃｍ２〜５００ｍJ／ｃｍ２として述べられた。'９１８号特許及び'８８５号特許に記載される流動性材料転写メカニズムは、以下のステップから成る。即ち、（ａ）レーザエネルギーが、支持リボン表面近傍の流動性流体の非常に小さな容積を局所的に加熱し、次に（ｂ）蒸発した材料が高圧バーストを発生させ、その高圧バーストが蒸発しなかった流体を受容基板に向けて推進する。転写される材料は、略変化のない流体性流体である。大半の堆積材料は、任意の化学的前駆体を分解するため、溶媒担体を除去するため、又は機能材料及び永久結合剤を固化、高密度化、若しくは焼結するために、熱プロセス、光熱プロセス、又は光分解プロセスのような事後処理を必要とする。
【００２４】
'０１５号特許に記載のジェット効果は、流動性流体を使用する狭いプロセスウィンドウ条件下で発生する。具体的には、転写エネルギー密度が、転写された材料が入射レーザビームプロファイルとおよそ同じサイズであるか、又はより小さいままであるように転写プロセスを制御するように調整される。'０１５号特許において報告されるジェットプロセスの転写エネルギー密度は、１００ｍＪ／ｃｍ２未満である。ジェットウィンドウでの動作は、入射レーザビームサイズと同程度の特徴サイズを作成することができるという点で有利である。より具体的には、このような特徴サイズは、１０μｍ未満の範囲内にあることができ、これはＦＰオープンライン欠陥を修復するための要件である。しかし、'０１５号特許に記載のジェット挙動の諸条件は、転写リボンに比較的厚いコーティング（１μｍ〜２０μｍ厚、より具体的には、引用される例では５μｍ〜１０μｍ）を必要とし、結果として転写される特徴も等しく厚くなり、ＦＰ修復に要求されるサブミクロン厚よりもはるかに厚くなる。
【００２５】
ＦＰ業界の最も大きな関心は、インク又は流動性材料を支持するプロセスである。これは、堆積修復が、非金属、例えばカラーフィルタに使用されるフォトレジスト材料又は有機ベースの材料を必要とすると共に、導電性材料、例えば金属を必要とし得るためである。しかし、既に述べたように、ＦＰ修復に要求される典型的な最小特徴サイズは、１０分の数μｍ程度の比較的小さなエッジ粗さを有する、５μｍ幅×通常は０．２μｍ〜０．４μｍ厚の線である。上述したダイレクトライト技法の大半は、３０μｍ線幅を容易に実現することができ、いくらかのさらなる、しかし少しの努力で、１０μｍ線幅を容易に実現することができる。ＬＣＶＤを除き、他のインクベースのＤＷ技法、例えばジェットは、均一で連続したサブミクロン線厚を常に実現することができるわけではない。
【００２６】
インク／流動性材料を使用して良好なエッジ粗さを有する５μｍ幅×０．３μｍ厚線を実現することに対する制限は、例えば、（ｉ）送出温度若しくは基板温度、粘度、基板材料、又は表面の状態の関数であり得る受容基板表面における材料の流れ、（ｉｉ）送出される液滴サイズ（噴霧ジェット又はインクジェット）又は送出される材料、サイズ及び厚さ（材料転写法）、（ｉｉｉ）受容基板に対する送出機構の相対位置を含む。例えば、インクジェットシステムの場合、距離が遠すぎると線が広くなりすぎる（ジェットの拡散）一方で、距離が近すぎても、線は広くなりすぎる場合がある（ジェットのはね返り）。インク／流動性材料を使用して良好なエッジ粗さを有する５μｍ幅線を実現することに対するさらなる制限は、（ｉｖ）インク又は流動性材料内の材料粒子サイズ、金属の場合、典型的な金属粒子サイズは、数十ナノメートル（ｎｍ）以下であるべきであること、（ｖ）送出機構のアパーチャサイズ、並びに（ｖｉ）レーザ、即ちエネルギー源のビームサイズを含む。
【００２７】
ＬＩＦＴプロセス及びＭＡＰＬＥ−ＤＷプロセスで転写される材料は通常、固体であるのに対して、流動性材料は、機能材料、溶媒又は担体材料、結合剤、分散剤等を含む均質の混合物であり、これらはいずれも粘度のような流動特性に寄与する。いくつかの選択される流動性材料は、低いがゼロではない蒸気圧を有する溶媒又は流体を含む場合があり、これは、このような溶媒又は流体の蒸発に起因して時間の経過と共に流動性材料が変化する可能性があることを含意する。したがって、特に５μｍ以下の線幅で結果を一貫させるための要件は、転写される流動性材料が時間が経過しても一貫した特性を有することである。この要件の保証は、いくつかの方法で実現することができる。即ち、（ａ）転写される流動性材料を、変化を阻止する環境（例えば、温度条件及び圧力条件を制御する）内に配置するか、又は（ｂ）流動性材料の転写時の露出時間が常に同じであるように、プロセスシーケンス及び処理ステップを制御することである。
【００２８】
Duignan等は、米国特許第６，７９２，３２６号、同第６，５８３，３１８号、同第６，８２，４９０号、同第６，８５，４２６号、及び同第６，６４９，８６１号において、ＭＡＰＬＥ−ＤＷ用の装置を参照記載している。Duignanの装置は、（ａ）Duignanは、時間が経っても一貫した流動性材料特性を維持する要件に対応していないこと、（ｂ）Duignanは、流動性流体内の担体成分を取り去るための事後処理要件に備えていないこと等のようないくつかの理由によって、流動的材料を使用するレーザダイレクトライト法に適用することができない。
【００２９】
したがって、流動性材料及び関連するプロセスステップを使用して反復可能な堆積修復を可能にする、装置及び方法が必要である。
【００３０】
ＮＲＬチーム及びDuignan等は、レーザダイレクトライト堆積をレーザ加工（ザッピング）と組み合わせた装置及び方法を記載しており、両グループは、堆積前に受容基板を準備するための機械加工、及び結果として堆積生成される堆積の機械加工又はトリミングを記載している。'９１８号、'８８５号、及び'０１５号において、ＮＲＬチームは、事後処理（硬化）要件を紹介した。Addiegoは、米国特許第５，１６４，５６５号において、レーザ加工（切断）修復機能を堆積修復機能と組み合わせたが、ＦＰ製造に要求されるクリティカル検査機能を含まない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３１】
既に上述し、図１９Ｂにおいて記されるように、製造ラインを通じてのフラットパネルの現行の製造フローは、全種類のＦＰ修復をカバーするために２種類のツール、即ち（ｉ）検査／切断修復結合ツール及び（ｉｉ）独立堆積修復ツールを使用する。したがって、検査とすべての修復機能とを結合する、より詳細には、自動的に欠陥を検査及び分類し、次に、対象パネルがツール内に装填されたままである間に、（流動的材料を使用するような）切断修復及び堆積修復のための命令を生成及び実行する、低コストの高速欠陥検査／修復ツールが必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
本発明の一実施形態によれば、装置は、統合された検査機能と、材料除去機能と、材料堆積機能とを備える。この装置は、検査動作、材料除去動作、及び材料堆積（転写）動作を同じ光軸（パス）に沿って実行する。装置は、部分的に、カメラと、一対のレンズと、１つ又は複数のレーザとを備える。第１のレンズは、検査を受けているターゲット基板上に形成される構造上に光軸に沿ってカメラを合焦させるために使用される。第１のレンズは、検査された構造が材料除去を必要としていると識別される場合、構造上にレーザビームを合焦させて、その構造上に存在する材料を除去するためにも使用される。第２のレンズは、検査された構造が材料堆積を必要としていると識別される場合、レーザビームをリボン上に合焦させて、リボンに形成された埋め込みウェルから流動的複合物を構造に転写するために使用される。除去動作又は堆積動作に続けて、追加の検査動作を実行してもよい。
【００３３】
一実施形態では、流動的複合物は、基板上に存在する一対のノード間に電気接続を提供する。一実施形態では、基板は、ピクセルアレイを有するフラットパネルディスプレイ、ソーラーパネル等とすることができる。
【００３４】
一実施形態では、装置は、部分的に、カメラ、動作時に選択的に使用される場合には第１及び第２のレンズ、並びにレーザビームの光路と同軸の光路を有する、オートフォーカスセンサをさらに備える。オートフォーカスセンサは、材料除去動作中に基板と第１のレンズとの間の距離を所定の範囲内に維持する。オートフォーカスセンサはさらに、流動的複合物の転写中にリボンと第２のレンズとの間の距離を所定の範囲内に維持する。いくつかの実施形態では、オートフォーカスセンサは、リボンが基板に対して移動するときに、リボンと基板との間の距離を所定の範囲内に維持するトラッキングオートフォーカスセンサである。
【００３５】
一実施形態では、レーザビームは、基板上に堆積した流動的複合物を硬化させるために使用される。別の実施形態では、熱源が、流動的複合物が基板上に堆積した後に当該流動的複合物を硬化させるために使用される。熱源は、除去動作及び／又は堆積動作中に使用されるレーザビームとは異なるレーザビームとしてもよい。
【００３６】
一実施形態では、装置は、リボンがレーザビームに対して移動するときにレーザビームを中心にセンタリングされた状態を保つ可変形アパーチャをさらに備える。別の実施形態では、装置は、レーザビームの中心周辺で変化して、第２のレンズの視野を横切って段階的に進む可変形アパーチャをさらに備える。一実施形態では、レーザビームは、多数の波長が内部に同時に存在する混合レーザビームである。別の実施形態では、レーザビームは、動作要件に応じて選択される単一の波長を有する。レーザビームのパルス長も可変である。
【００３７】
一実施形態では、装置は、リボンをオンデマンドで準備するリボン準備アセンブリを備える。リボンは、レーザビームの波長に対して透明であり、レーザビーム路に位置決めされて、基板に転写される流動性複合物でコーティングされた埋め込みウェルを備える。リボンは、任意選択的に、別の流動的複合物でコーティングされた第２の埋め込みウェルを備える。さらに別の実施形態では、リボンは、第１の多数の埋め込みウェル、及び第１の多数の埋め込みウェルと交互になった第２の多数の埋め込みウェルを含む。第１の多数の埋め込みウェルは、第１の流動的複合物でコーティングされて形成され、第２の多数の埋め込みウェルは、第２の流動的複合物でコーティングされる。別の実施形態では、リボンは、装置内に配置されないアセンブリによって準備される。
【００３８】
一実施形態では、装置は、部分的に、第１のレンズを基板に対して、且つ光路に平行に移動させる第１のＺ軸コントローラと、リボンを第２のレンズに対して、且つ光路に平行に移動させる第２のＺ軸コントローラとをさらに備える。第２のＺ軸コントローラは、さらに、リボンをホーム位置で停止させ、且つ／又はリボンを交換することができるようにリボンを装填／装填解除高さまで移動させるようにすることができる。一実施形態では、装置は、リボンを収容すると共に、リボンがカバー内で停止しているときに、温度、湿度等のような環境パラメータを制御するカバーをさらに備える。
【００３９】
一実施形態では、装置は、部分的に、リボンを第２のレンズに対して、光路に平行な軸を中心にして回転させる回転軸コントローラをさらに備える。回転軸コントローラは、リボンを第１の角度で回転させて、リボンをホーム位置に停止させると共に、リボンを第２の角度で回転させてリボンを交換することができるようにする。一実施形態では、装置は、部分的に、レーザビームの光路に垂直な平面においてリボンの相対位置を移動させ、且つ／又はレーザビームの光路に垂直な平面において基板の相対位置を移動させる軸コントローラをさらに備える。
【００４０】
本発明の別の実施形態によれば、装置は、部分的に、リボンに埋め込みウェルを形成する第１のモジュールと、埋め込みウェル内にインクを分注する第２のモジュールとを備える。装置は、リボンをホーム位置に停止させる第３のモジュールと、リボンがホーム位置に停止しているときにリボンをカバーするカバーと、カバー内で停止しているリボンの温度を制御する温度コントローラとをさらに備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
本発明の一実施形態によれば、装置は、統合された検査機能と、材料除去機能と、材料堆積機能とを備える。この装置は、検査動作、材料除去動作、及び材料堆積（転写）動作を同じ光軸（パス）に沿って実行する。装置は、部分的に、カメラと、一対のレンズと、１つ又は複数のレーザとを備える。第１のレンズは、検査を受けているターゲット基板上に形成される構造上に光軸に沿ってカメラを合焦させるために使用される。第１のレンズは、検査された構造が材料除去を必要としていると識別される場合、構造上にレーザビームを合焦させて、その構造上に存在する材料を除去するためにも使用される。第２のレンズは、検査された構造が材料堆積を必要としていると識別される場合、レーザビームをリボン上に合焦させて、リボンに形成された埋め込みウェルから流動的複合物を構造に転写するために使用される。
【００４２】
本明細書において説明する本発明のために、用語「インク」及び「流動性材料」は入れ替え可能に使用される。具体的には、流動性材料は、固体と液体との間の範囲内にある特性の材料の分類を含み、弾性又は粘度のような少なくとも１つの基本流動特性によって特徴付けられる。さらに、流動性材料は、ゲル、ペースト、インク、濃縮溶液、懸濁液、ニュートン流体及び非ニュートン流体、粘弾性固体、並びに弾粘性流体を含むが、これらに限定されない。流動性材料は、（例えば）機能材料、溶媒若しくは担体、化学的前駆体及び流動学的前駆体、結合剤、界面活性剤、分散剤、粉体、並びに／又は生体材料で構成される均質の混合物である。機能材料とは、所望の堆積の（電気的特性、磁気的特性等のような）機能特性を含む材料のことである。流動性材料は、５ｎｍ〜５００ｎｍの範囲の粒子サイズを有し、１つ又は複数の溶媒及び／又は結合剤内に懸濁され、且つ約１ｃＰ〜１，０００，０００ｃＰの範囲の粘度を有する、金属材料又は非金属材料とすることができる。
【００４３】
図４Ａは、米国特許第７，０１４，８８５号に記載のように、Pique等によって考案された流動性材料のレーザ転写に必要な装置４００の主要構成要素の概略を示す。転写される流動性材料又はインク４０８は、受容基板４０４に面する透明リボン４０６に塗布される。リボンは、流動性材料の支持構造として機能し、対象のレーザ波長に対して光学的に透明でなければならない。パルスレーザビーム４１６が、対物レンズ又は最終レンズ４０２のような合焦光学系を通じて、インクとは反対側のリボン表面に向けられ、インクは受容基板４０４に転写される。転写パターン４１０が、受容基板４０４に対してレーザ４１６を移動させると共に、インク付き領域が常に転写に利用することができるようにリボンをレーザに対して移動させることによって受容基板上に形成される。受容基板上の転写パターンは、硬化（図示せず）を必要とする場合がある。
【００４４】
流動性材料のレーザ転写のジェット方式を確立するための本発明者らによる実験は、公称で５μｍ幅以下の線の線保全性（幅、連続性、厚さ、均一性等）の反復性及び再現性が、ギャップ反復性、材料組成反復性、及び形態反復性に特に敏感であると考えられることを示した。特に、本発明者らは、所望の小さな線幅及びサブミクロン厚を実現するためには、'０１５号特許に記載されるジェット方式とは非常に異なる動作方式を必要とすることを発見した。この非ジェット動作方式は「テンプレート」又は「ステッカー（decal）」転写と呼ばれ、転写される流動性材料を反復可能な組成及び形（例えば、厚さ）で、レーザビーム及び受容基板に対して反復可能な位置に送出することができる装置及び方法を必要とする。提案される本発明は、テンプレート転写方式で動作することができる、このようなレーザ転写装置を記載する。
【００４５】
受容基板４０４に対する、堆積される流動性材料４０８の反復可能な垂直位置決め（図４ＡのＺ）は、およそ５ミクロン以下のサイズの特徴を反復可能に転写するために極めて重要である。動作ギャップ４１２は、いくつかの実施形態では２５μｍ未満であるが、反復可能なためには５μｍ未満である。本発明によれば、様々な方法を適用して、リボンを反復可能な小さなギャップで位置決めすることができる。
【００４６】
一実施形態によれば、リボン４０６が高解像度Ｚステージに取り付けられ、したがって、オートフォーカスセンサのようなギャップ感知装置からのアクティブフィードバックを使用することによって基板４０４から固定距離以内に保持される。オートフォーカスセンサは、２００５年１２月２０日に出願され本発明の譲受人に譲渡された「Tracking Auto Focus System」と題する米国特許出願第０１４１１６−００９７１０ＵＳ号及び本発明の譲受人に譲渡された米国特許第７，０８４，９７０号に記載されており、これらの内容は両方とも全体的に参照により本明細書に援用される。別の実施形態によれば、リボンはエアベアリングに取り付けられる。この場合、確立された空気流条件を使用して、固定の反復可能な小ギャップを維持する。さらに別の実施形態によれば、一定位置を維持するために、図４Ｂ及び図４Ｃに示すように、窪み又はウェルがリボンに形成され、次に流動性材料が充填される。
【００４７】
図４Ｃは、埋め込みウェル４２４が内部に形成されたリボン４０６の斜視図である。埋め込みウェル４２４は、ウェル内に配置された流動性材料の反復可能な均一な厚さを実現する手段を提供する。埋め込みされていない表面４２２は、受容基板を未転写インク材料で汚染することなく、受容基板４０４に接することができる。一実施形態では、公称５μｍ線幅及びサブミクロン線厚での適切な線保全性を提供するために、１０分の数μｍ〜数μｍのウェル深さ４２０が使用される。さらに、埋め込みウェルを上述した他の位置決め方法のうちの任意の方法と組み合わせて使用して、リボン４０６の底面４２２と基板４０４との間に固定ギャップを確立し維持することができる。
【００４８】
テンプレート転写方式でのレーザ転写プロセスによって要求される流動性材料の組成バランスは、例えば、内部に含まれる任意の流体の蒸発によって時間の経過と共に変化し得る。組成の保持は、使用されていないときに流動性材料又はインクをカバーすること、インク付きリボンを環境的に（雰囲気、温度、湿度等を）制御することができる収容容器に戻すこと、必要なときにインクをバルクサプライから塗布すること等を含む、いくつかの手段によって実現することができる。
【００４９】
本発明のいくつかの実施形態は、さらに後述するように、流動性の組成的バランスを維持する。図５Ａは、ダイレクトライトリボン４０６がツール外部、即ちオフボードで準備される）検査・修復装置（本明細書では以下において検査・修復ツール又はツールと代替的に呼ばれる）５００の機能ブロック図である。図６は、検査・修復ツール６００の機能ブロック図であり、図６によれば、ダイレクトライトリボン４０６は、要求されたときに、即ちオンデマンドで）、ツール上で即ちオンボード）で準備される。ツール５００及びツール６００の両方において、検査・ザッピング修復機能は、そのツールの光学ペイロード内のダイレクトライト機能と統合される。例えば、ツール５００において、検査・ザッピング修復機能５０４は、ツールの光学ペイロード５５０内のダイレクトライト機能５０６と統合される。同様に、ツール６００において、検査・ザッピング修復機能５０４は、ツールの光学ペイロード６５０内のダイレクトライト機能６０６と統合される。各ペイロード５５０又は６５０は、ガントリステージ５０２のクロスビームに取り付けられ、ガントリ５０２がＹ方向に移動するのに対してＸ方向に移動することができ、この組み合わせられた移動によって、ペイロードは基板エリア４０４全体をカバーすることが可能になる。別の実施形態では、基板は静止ペイロードの下を移動する。１ｍ×１ｍ以上のサイズであり得る、フラットパネルディスプレイに必要とされる基板のような比較的大きな基板の場合、より小さなツールフットプリントひいてはより低い実質コストが、静止基板にわたって光学ペイロードを移動させることによって実現される。
【００５０】
ブロック、モジュール、及び機能という用語は、本明細書では同義で使用される。図５Ａに示す実施形態では、リボン装填／装填解除ブロック５０８及びリボン収容ブロック５１０が、ツール５００内に含まれて示される。これらの２つのブロックは移動式ガントリ５０２に位置決めされてもよく、又はされなくてもよい。リボンは、ツール５００外に位置決めされたブロック５００において準備し、次にこれもまたツール５００外に位置決めされたカセット５３０内に装填することができる。一実施形態では、リボン収容ブロックは、例えば、交換するのに適切な開口と、必要であれば、温度、湿度、圧力等のような環境パラメータの制御機構とを有する、単純な容器又は筐体とすることができる。一実施形態では、リボン装填／装填解除ブロック５０８は、新しいリボンをリボン収容容器５１０からダイレクトライトモジュール５０６に移送するロボット工学による装填／装填解除装置とすることができる。ロボット工学装置は、使用済みのリボンをダイレクトライトモジュール５０６から再びリボン収容容器５１０に移送もする。リボン装填／装填解除ブロック５０８は、いくつかの実施形態では、リボン収容容器５１０と物理的に一体とすることができる。いくつかの実施形態では、新しいリボン５３０のカセット及び使用済みのリボン５３２のカセットを、リボン準備ブロック５２０とリボン収容ブロック５１０との間で自動的に移送することができる。いくつかの実施形態では、カセットを手動で移送することができる。
【００５１】
図５Ｂは、新しいリボン５３０の関連カセットと、使用済みリボン５３２の関連カセットとをそれぞれ有する一対の検査／修復ツール５００を示す。図示のように、新しいリボン５３０の両カセットは、単一のリボン準備モジュール５２０によって供給される。他の実施形態は、任意の数（１以上）のリボン準備モジュールが供給された任意の数（１以上）の検査／修復ツール５００を含んでよい。
【００５２】
図６を参照すると、ダイレクトライトモジュール６０６は、さらに後述する交換可能なオンデマンドリボンカートリッジ６２０を含む。リボンカートリッジ６２０は、リボンと、リボンにインクを塗布するために必要な他の構成要素とを含むことができる。カートリッジ６２０は、そのインク供給が尽き、もはや使用不可能な場合、又はリボンがもはや使用不可能な場合に、新しいカートリッジ６２２と交換することができる。いくつかの実施形態では、インク供給源はカートリッジの形態とすることができ、リボンカートリッジ６２０内で別個に交換することができる。
【００５３】
図７は、図５Ａの検査・修復ペイロード５５０及び図５Ｂの検査・修復ペイロード６５０内に配置される様々なブロックのより詳細な図である。各検査・修復ペイロード（以下において代替的にペイロードと呼ばれる）は、基板上に形成された構造に対して統合された検査機能、ザッピング修復機能、ダイレクトライト修復機能、及び硬化機能を実行するブロックを含む。各ペイロードは、共通光学系ブロック７００と、可動最終レンズアセンブリ７４０とを含む。可動最終レンズアセンブリ７４０は、部分的に、選択可能な最終レンズと、ダイレクトライトブロック（以下において代替的にモジュールと呼ばれる）とを含む。
【００５４】
共通光学系ブロック７００は、（ｉ）カメラ、照明器、及び照明を基板４０４上に形成された構造に送ると共に、基板からの像を送るための関連する光学系を含むイメージングブロック７０８と、（ｉｉ）レーザアセンブリ７０２、並びにユーザによって選択可能ないくつかの異なる波長のうちの任意の１つ又は複数を送ると共に、レーザビームのエネルギー及びパルス幅を画定するために必要な関連する光学系７０４と、（ｉｉｉ）レーザビームの光路に配置されて、基板４０４に整形プロファイルを提供する可変アパーチャ７０６と、（ｉｖ）基板平面４０４又はリボン平面４２４を追跡すると共に、フィードバックを可動最終レンズアセンブリ７４０のＺフォーカスコントローラに提供して、最終レンズ７１６又は４０２の基板平面又はリボン平面上での合焦を維持するための関連する光学系を有するオートフォーカスアセンブリ７１０とを備えるものとして示される。
【００５５】
硬化ハードウェア７１２も共通光学系ブロック７００内に配置され、レーザ（連続波若しくはパルス）又はレーザダイオード、及び熱源を提供して、ダイレクトライト転写中に堆積した転写材料を硬化させるために必要な任意の関連する光学系から成ることができる。代替的に、レーザアセンブリ７０２は、必要な硬化パラメータ（パルス長、エネルギー）を提供するように構成することができる。さらに別の実施形態では、硬化ハードウェア７１２は、可動最終レンズアセンブリ７４０に組み込むことができる。図示されていないが、１つ又は複数の制御モジュールを使用して、ペイロード５５０及び６５０内で使用される様々な構成要素を制御することができることが理解される。
【００５６】
レーザ７０２は、ダイオードポンプレーザ、フラッシュランプポンプレーザ、連続波レーザ、又は材料除去及び材料転写に適切な任意の他のレーザとすることができる。市販のパルスレーザは、通常、紫外線（ＵＶ）から赤外線（ＩＲ）までの全スペクトル範囲、より具体的には２５６ｎｍ〜１０６４ｎｍに広がり、パルス幅の範囲は１０−１２秒〜１０−６秒であり、パルス繰り返し周波数は０ＫＨｚ〜１００超ＫＨｚである。適切なレーザの一例は、１０６４ｎｍ（赤外線）、５３２ｎｍ（グリーン）、３６５ｎｍ（紫外線）、２６６ｎｍ（深紫外線）のような広範囲の波長を有すると共に、１００ナノ秒未満のパルス、通常は５ナノ秒〜３０ナノ秒のパルスを提供する周波数４逓倍又は３逓倍のＱスイッチＮｄ：ＹＡＧレーザである。レーザのビームプロファイルはガウス形であり得る。切断修復用途のレーザフルーエンスは１Ｊ／ｃｍ２程度である一方で、ジェット方式における流動性材料のレーザ転写のための要件は、通常、１００ｍＪ／ｃｍ２程度である。したがって、切断修復機能及び堆積修復機能の両方として機能するレーザ７０２は、少なくとも０．０１Ｊ／ｃｍ２〜５Ｊ／ｃｍ２のフルーエンス範囲を提供すべきである。さらに、レーザ７０２及びその光学系７０４は、２つ以上の波長を同時に提供することができ、例えば、１０６４ｎｍと５３２ｎｍとのユーザ定義可能なブレンドを提供することができる。さらに、Ｑスイッチレーザのようなレーザ７０２は、転写及び切断修復のために１００ナノ秒未満のパルスを提供すると共に、転写線の硬化のために数百μ秒長（例えば、１００μ秒〜３００μ秒）であるパルスも提供するように構成することができる。
【００５７】
本発明の一実施形態では、可変形アパーチャ７０６は可動スリットアパーチャとすることができる。このような可動スリットアパーチャは４つの調整可能なエッジで構成することができ、２つは＋／−ｘ方向に可動であり、２つは＋／−ｙ方向に可動である。一実施形態では、エッジは、可変形アパーチャ７０６がビーム軸７１８に対称にセンタリングされた状態を保つように調整される。可変形アパーチャは、例えば、最高で約５００μｍ×５００μｍの範囲の矩形形状を提供することができる。別の実施形態では、可変形アパーチャ７０６は、２つの固定エッジと２つの移動エッジとを含むことができる。２つの固定エッジは、直角に１角を形成することができる。２つの移動エッジのうちの一方は、＋／−ｘ方向に移動し、他方は＋／−ｙ方向に移動する。このような実施形態では、アパーチャの中心はビーム軸に残らない可能性がある。可変形アパーチャ７０６は異なるサイズの特徴でのライトを可能にする。例えば、５μｍ幅×５０μｍ長の線は、１０個の５μｍ正方形又は代替として単一の５μｍ×５０μｍ矩形で構成することができ、後者は単一のレーザショット内で完成されるが、前者は１０回のショットを必要とし、ライトに１０倍の時間がかかる。可変形アパーチャによって、可能な限り最大の特徴を有する所望の線パターンを最も少数のステップで構成することができ、したがって、ライトは、任意の他の従来のダイレクトライト法によって実現される時間よりもはるかに短い時間以内に完了する。
【００５８】
最終レンズ４０２の焦点面に対して配置される流動材料４０８の反復可能な垂直位置（図４ＡのＺ）は、５μｍ線幅を実現するためにジェット方式でのレーザ転写にとって極めて重要であることが示されている。したがって、欠陥画像がイメージブロック７０８によって集められる検査機能において、レーザ加工（ザッピング）修復中に、またダイレクトライト堆積修復のセットアップ中にも、オートフォーカスユニット７１０を使用することができる。
【００５９】
構成要素７０２、７０８、７１０、及び７１２の主要光路又は主要ビーム路は、単一の軸７１８と略同軸に配置され、ブロック７００から出る。したがって、同軸光／ビーム路７１８は、可動最終レンズアセンブリ７４０内の単一軸ステージ板７１４に取り付けられた数枚の最終レンズのうちの任意のレンズに利用可能である。同軸光／ビーム路の配置によって、単一の最終レンズで多機能性能が可能になる。例えば、イメージングブロック７０８を使用する検査機能、レーザ及び光学系アセンブリ７０２、７０４、７０６を使用するザッピング（除去）機能、及びオートフォーカス７１０機能は、可動最終レンズアセンブリ７４０のために選択される単一の最終レンズを通じて提供することができ、それによって、機能間での切り替え時間が最小化される。代替的に、より小さな組み合わせ機能セットを、残りの機能が１枚又は複数枚の他の最終レンズを使用可能であるようにしながら、１枚の最終レンズで実現することができる。換言すれば、レーザ７０２及び関連する光学系７０４、イメージングブロック７０８、アパーチャ７０６、オートフォーカスアセンブリ（本明細書ではオートフォーカスセンサとも呼ばれる）、及び硬化源７１０は、同じ光軸（光路とも呼ばれる）７１８を有する。流動性複合物をリボンから基板に転写するために、レンズ４０２が所定位置に選択的に位置決めされて、ライト動作を実行するとき、レンズ４０２の光軸は光軸７１８と同軸である。同様に、レンズ７１６が所定位置に選択的に位置決めされて、検査動作を実行するために、基板のイメージを捕捉するか、又は基板からの望ましくない材料の除去を可能にするかのいずれかを行うとき、レンズ７１６の光軸は光軸７１８と同軸である。
【００６０】
可動最終レンズアセンブリ７４０は、光学系ブロック７００に対して２つの方向、即ち（１）最終レンズの合焦のためのＺ調整、及び（２）（Ｘ方向のような）第２の線形方向又は（Ｚ軸を中心とする）回転方向のいずれかで移動可能であり、（ａ）検査又はザッピング修復用の数枚の最終レンズのうちの任意の１枚の選択、又は（ｂ）ダイレクトライトモジュール及びその専用最終レンズの選択を可能にする。様々な異なる倍率、及び／又は（透過率のような）光学系構成要素材料特性と動作波長（例えば、ＩＲ／可視、ＵＶ、又はＤＵＶ）との整合が、検査／切断修復機能に提供される。ダイレクトライト最終レンズの倍率は、所望の転写形状サイズに基づいて選択され、ダイレクトライト最終レンズの光学材料仕様は、転写レーザ波長に基づいて選択される。
【００６１】
図７は、検査及び／又はザッピング修復用の１枚の最終レンズ７１６及びダイレクトライト修復専用の第２の最終レンズ４０２を示す。ダイレクトライトモジュールは、最終レンズ４０２と、リボンキャリッジアセンブリ７２４とを含むものとして示される。リボンキャリッジアセンブリ７２４は、Ｚにある１つの軸７２０と、ビーム軸７１８に垂直な平面にあり、その平面内でレーザに対して移動を可能にする第２の軸７２２とを有する２軸ステージを含む。リボンキャリッジアセンブリ７２４は、第２の軸ステージに取り付けられた取り付け板７２２と、リボン４０６を保持するための関連するハードウェアとを備える。取り付け板７２２を有する第２の軸ステージは、リボン４０６のインク付き部分が常に転写のためにレーザ７０２に利用可能であることを保証する。リボンキャリッジアセンブリ内のＺ軸ステージ７２０は、いくつかの機能、即ち（ａ）最終レンズ４０２及び受容基板４０４に対するリボン４０６の微細解像度のＺ調整を提供すること、（ｂ）ツールがライト以外の機能を実行しているときは常に、受容基板４０４の上方の安全な高さ（ホーム又はパーク位置）までリボン４０６を持ち上げること、及び（ｃ）リボンを変える必要があるときは常に、リボン４０６を装填／装填解除高さまで移動させることを実行する。
【００６２】
図８Ａは、本発明の一実施形態によるダイレクトライトモジュール及び可動最終レンズアセンブリの様々な構成要素を示す。この実施形態では、リボンキャリッジアセンブリ７２４の２つの移動軸は両方とも線形であり、Ｚ（７２０Ａ）とＸ又はＹのいずれか（７２２Ａ）とである。Ｘ（又はＹ）ステージ７２２Ａは、最終レンズ４０２の光軸８００がレーザビーム路７１８と同軸に位置決めされているとき、ダイレクトライト最終レンズ４０２に対して、ひいてはレーザ７０２に対してリボンを移動させる。硬化ステップでは、未転写インク材料が硬化源７１２又はレーザ７０２の視線内に全くないことが要求されるため、第２の軸ステージは、リボン取り付け板７２２Ａ内に位置決めされるクリアホール（clear hole）８２０に達するのに十分に長いストロークを有しなければならない。リボン取り付け板７２２のＺストローク範囲は、基板４０４と最終レンズ４０２の底部との間の空間によって制約される。別の実施形態では、硬化は、リボンが硬化に使用される波長に対して透明であると想定して、リボンのインクの付いていない部分を通じて提供することができる。
【００６３】
図８Ｂ及び図８Ｃは、それぞれリボン取り付け板７２２のＸ方向及びＺ方向に沿ったいくつかの主要な位置を示す。図８Ｂでは、「ホーム」位置８５２が、クリアホール８２０を最終レンズ光軸７１８上に位置決めするために使用され、「ライト」位置８５４は、リボンを光軸７１８上に配置するために使用される。「装填／装填解除」位置８５６では、リボンは光軸から遠くに移動する。図８Ｃでは、ＺＨｏｍｅ８３６がＺ方向でのホーム位置を表す。位置ＺＬｏａｄ８３８は、単なる一例としてＺＨｏｍｅよりも高く示されるが、ＺＨｏｍｅと同じ高さであってもよく、最終レンズ及び基板から、リボン４０６を交換するために十分な間隙があるという制約のみを有する。位置Ｚｓｔａｒｔ８３４は、最終レンズ８３０の焦点面に近いリボン取り付け板７２２の下部表面８１０の公称高さである。ライト中、インク／リボン界面（図４Ｃの４２４）は、高さＺｄｗ８３２にある焦点面８３０に位置決めされなければならない。焦点面に位置をセットアップするプロセスに関して後述する。
【００６４】
図８Ｄは、本発明の別の実施形態によるダイレクトライトモジュール及び可動最終レンズアセンブリの構成要素の側面図である。図８Ｅは、図８Ｄの実施形態のいくつかの主要回転位置を示す。移動の１つの軸はＺ（７２０Ｄ）にあり、移動の第２の軸（７２２Ｄ）は、Ｚ軸を中心にして回転可能である。ホーム（パーク／硬化）シータ位置（７２２Ｄ−２）は、ライト位置から４５°に示されるが、ビーム路７１８及び最終レンズ４０２からの適切な間隙を提供する任意の角度とすることができる。装填／装填解除シータ位置（７２２Ｄ−３）は、ホーム位置と同じであってもよく、又は図８Ｅに示すように異なってもよい。ライトシータ位置（７２２Ｄ−１）は、光ビーム路７１８に沿って最終レンズ４０２の下にリボンを配置する。
【００６５】
図８Ｃに示すＺ位置は、図８Ｄの実施形態にも適用される。図８Ｄの実施形態は、図８Ａの実施形態よりも優れたいくつかの利点を有する。第１に、ライトのためにビーム路に対してリボン取り付け板を移動させる回転ストローク量を比較的短くすることができる。例えば、図８Ｅ内の旋回点８０２が、ライト位置から２５ｍｍである場合、３°の角度の移動によって、１ｍｍよりも長い合計ライト長を提供することができ、この長さは、各修復に２００μｍのライト長が必要な場合、最高で５つの欠陥修復に対応することができる。第２に、リボン取り付け板７２２Ｄを光学系から完全に離れて、例えば図８Ｅの位置７２２Ｂ−３まで移動させることができ、それによって、装填／装填解除のためのＺストロークがもはや最終レンズ４０２によって制約されないため、リボンの装填／装填解除に妥当な大きな間隙が可能になる。したがって、回転ステージを使用する図８Ｄの実施形態では、３つの機能、即ちライト、ホーム、装填／装填解除を提供するための合計回転ストロークは１８０°以下であり得る。一実施形態では、ライト／ホーム／装填−装填解除機能を実現するために必要な合計ストロークは、９０°以下とすることができる。合計ストロークが短いほど、或る位置から別の位置に移動するために必要とされる時間が短くなる。図８Ｄに示すような回転ステージを使用する本発明の一実施形態は、約１５°未満の範囲内で高解像度のライト機能を提供することができる。ホーム及び装填／装填解除位置は、ビーム路が邪魔されない限り、約１５°よりも大きな任意の位置であってもよい。
【００６６】
図８Ａ及び図８Ｄに示す実施形態は、ダイレクトライトモジュールの２つの移動軸を示す。他のいくつかの実施形態では、第３の移動軸、例えば３つの線形軸Ｘ、Ｙ、Ｚを使用することができる。
【００６７】
図１６Ａ及び図１６Ｂは、それぞれ、線形軸に沿って移動する図８Ａの実施形態、及び回転軸に沿って移動する図８Ｄの実施形態の、リボン１６００の可能なライトパス（１６０６及び１６０４）を示す。リボン１６００のインク付き部分１６０２は、図に示すような長いスロットであってもよく、又は正方形、矩形、円形、若しくは任意の形状のエリアであってもよい。図１６Ｂでは、インク付き部分６０２の長さは、弧の動き１６０４に略平行するものとして示されるが、インク付き部分６０２の幅が十分に広い場合、長さは移動方向に略垂直な向きであってもよい。インク付きリボンの未使用部分のみが転写のためにレーザに提示されるため、リボン毎にライトされる線の全長がリボンの寸法及びリボンのインク付きエリアと比較して短い限り、レーザに対するリボンの動きが線形であるかそれとも回転であるかは問題ではない。図５に示すように、リボンをいくつかの欠陥の修復に使用してからオフボードでリボンを交換するか、又は図６に示すようにオンデマンドで新たなインク付きセクションを準備することが望ましい。したがって、例えば、欠陥毎の典型的な線長が約５０μｍ〜１５０μｍ長の場合、インク付きエリアの実寸は、例えば、欠陥の平均修復長の少なくとも５倍〜１０倍、又は少なくとも１ｍｍ〜２ｍｍであるべきである。
【００６８】
ダイレクトライト機能は比較的低いデューティーサイクルを有するため、リボンのインク付き部分を非使用時に破損又は汚染から保護することが望ましい場合がある。一実施形態は、リボンを収容容器に戻すことができるが、これは、ライト時にリボンが必要とされる都度、装填、装填解除、及びセットアップする時間を追加し、それによって全体のスループットに影響し得る。別の実施形態は、図１８Ａに示すように、リボンをホーム位置まで上げ、次に可動カバー１８０２をインク付き部分上に配置することができる。これは、カバーをリボンまで移動させる追加の機構１８０４を必要とする。第３の実施形態は、図１８Ｂ及び図１８Ｃに示すように、既存の２つの軸７２０及び７２２を使用して、リボン４０６を静止シェルフ１８０６上に位置決めすることができる。この例では、シェルフはホーム位置に置かれ、リボン４０６がまず、ライト高さＺｄｗ８３２からシェルフの上方の高さＨ１まで移動（図１８ＢのステップＡとして示される）し、次にシェルフ１８０６上で回転軸７２２に沿ってライト軸からホーム位置まで回転（又は線形に移動）し（ステップＢとして示される）、次に最終的にシェルフ１８０６上のおよそ高さＺｈｏｍｅまで下げる。図１８Ｃに示すように、シェルフ１８０６は保護カバーとして機能する。図１８Ｄは、カバー１８０６上の回転路に沿ったリボン４０２の上面図である。一実施形態では、保護カバー１８０６の温度は、停止しているリボン４０６に熱が制御された環境を提供するように制御される。温度制御に代えて、又は温度制御に加えて、より大きな収容容器５１０が提供するものと同様に、リボンに微小環境を提供するように、リボンのインク付き部分用の窪みをシェルフに備えてもよい。
【００６９】
図９は、オンデマンドリボンアセンブリ９５０の一実施形態を示す。リボン９１０は、例えば、可撓性プラスチック材料とすることができ、供給リール９０４から巻き取りリール９０２によって引っ張ることができる。リボンテープは、リボン準備モジュール９００を通過し、リボン９１０が透明「プリントヘッド」９０６によって誘導されるときに、プリントヘッド９０６の下側に乗る。光学モジュール７００の光路／ビーム路７１８は、最終レンズ４０２と略同軸であり、最終レンズ４０２を通過する。ビーム路７１８は、透明プリントヘッド９０６及びリボン９１０を通過して、インク／流動性材料を受容基板４０４に形成されたターゲット構造（図示せず）に転写する。リボン及びリールを含むアセンブリ並びにリボン準備モジュール９００は、図６に示すように、交換可能カートリッジ６２０内に組み合わせることができる。いくつかの実施形態では、リボン準備モジュール９００自体をカートリッジとすることができ、リボン及びリールから別個に交換可能とすることができる。
【００７０】
図１０は、本発明の一実施形態による、図９のオンデマンドリボンアセンブリのリボン準備モジュール９００Ａの様々な構成要素を示す。リボン準備はマルチステッププロセスであり、リボンは左から右に移動するものとしてして示される。レーザビーム１００２はリボンの窪み１０００を剥離させることができる。窪みは任意の形状、矩形、丸形等とすることができ、最適な転写に必要とされる深さ（図４Ｃの深さ４２０）、いくつかの実施形態では深さ数μｍ未満に形成することができる。次に、インク付き材料１００６が、インクディスペンサ１００４によって窪み１０００内に堆積される。リボンがドクターブレード１００８の下で移動するときに、インク１０１０は窪み内で平坦化され、余剰分はいずれも除去される。カメラ１０１２が、インク１０１４が平坦化した状態のリボンを視覚的に点検する任意選択的な点検ステップを含めてもよい。次に、リボンの準備セクションが、リボンカートリッジ内でロールピン９０８（図９参照）を通過し続け、それによって、インク付き部分が受容基板４０４に向くようにリボンを反転させ続ける。いくつかの実施形態では、リボン準備モジュール９００Ａを反転させて、図９に示す構成要素の配置によって準備されるリボンを反転する必要性をなくすことができる。いくつかの実施形態では、例えば、インクディスペンサ１００４は従来のインクジェットヘッドとすることができ、又は米国特許第７，１０８，８９４号に記載され、製品名Ｍ３ＤでOptomec, Inc.から入手可能な噴霧ジェットヘッドとすることができる。いくつかの実施形態では、レーザビーム１００２は、修復レーザ７０２及びその光学系７０４から方向付けることができる。いくつかの実施形態では、レーザビーム１００２は、適切な別個の追加のレーザによって提供することができる。他の実施形態では、イメージングカメラ１０１２はイメージングブロック７０８と同じとすることができ、いくつかの実施形態では、カメラ１０１２は適切な別個の追加のカメラとすることができる。
【００７１】
図１１Ａ及び図１１Ｂは、本発明の別の実施形態によるオンデマンドリボンアセンブリ溶のリボン準備モジュール９００Ｂの様々な構成要素の側面図及び上面図である。スロットコート法が適用される。具体的には、リボン９１０が巻き取りリール９０２によって、インク／流動性材料１１０２の槽を有する容器１１０４を通じて引っ張られる。容器は、ガスケット又はシール１１０６によって入口においてリボンの周囲でシールされる。容器出口もガスケット又はシール１１０８を含むが、所望のインク厚に等しい高さ、一実施形態では、例えば０．１μｍ〜５μｍの高さのスロット１１１０を有する。リボン９１０が巻き取りリール９０２によってインク槽を通じて引っ張られるときに、インクはスロットを通過し、スロットによって所望の厚さ１１１２に平坦化される。わずかな量の圧力をインク容器１１０４内に印加して、インクを外側に押すことができる。図１１Ａ及び図１１Ｂに示す実施形態では、リボンは、その長さに沿って周期的に位置決めされる貫通穴１１２０を含む。これらの穴は、レーザ硬化ビームの視線をそのまま転写材料に通せるようにする。いくつかの実施形態では、穴は、供給リール９０４に組み込まれる前にリボンに事前形成することができる。他の実施形態では、穴は、リボン準備モジュール９００Ｂ内でのレーザアブレーション又は機械的な型押し、切断等によって作成することができる。図１１Ａ及び図１１Ｂに示す貫通穴の特徴及びその特徴の作成方法も、図１０の実施形態９００Ａに含めてもよい。
【００７２】
図１２Ａは、本発明の別の実施形態によるオンデマンドリボンアセンブリ９５０を示す。この実施形態は、埋め込みスロット又はチャネル１２１０を供給側に含む透明プリントヘッド１２０２を含む。図１２Ｂは、断面Ａ−Ａに沿ったチャネル１２１０内のリボン９１０を示す。図１２Ｆの分解詳細図に示すように、インク／流動性材料１２０６の槽を有する供給モジュール１２０４は、そのスロット流出口がプリントヘッド１２０２及びリボン９１０に当接するように位置決めされる。わずかな量の圧力を加えて、インクが供給モジュールから出ることを保証することができる。ドクターブレード１２０８が、インク供給モジュールの後縁でプリントヘッドに押しつけられ、リボンが通過するときにインクを平坦化する。図１２Ｃは、インク塗布平面でのリボン準備モジュール９００Ｃの断面図Ｂ−Ｂである。図１２Ｄは、ドクターブレード平面でのリボン準備モジュール９００Ｃの断面図Ｃ−Ｃである。いくつかの実施形態では、インク送出を制御するために、リボンの裏面に配置される穴１２２０を通じての真空又は圧力を含めることができる。このような真空は、リボンを引っ張り、チャネル１２１０の底部にぴったりとつける。次に、図１２Ｃに示すように、インクを流すことができる。このような圧力は、リボンを押してドクターブレード１２０８及びインク槽にぴったりとつけ、それ故、インクがリボンに残らないようにする。図１２Ｅは、受容基板４０４への転写のためにレーザビーム７１８に提示される完成されたリボンを示す。図１１に示す貫通穴特徴及び当該特徴の製造方法を図１２Ａの実施形態に含めてもよい。
【００７３】
図１３Ａは、本発明の別の実施形態によるオンデマンドリボンアセンブリ１３００の斜視図である。図１３Ｂ及び図１３Ｃは、上方向及び下方向のそれぞれに位置決めされているリボンガイドを有するオンデマンドリボンアセンブリ１３００の側面図である。同時に図１３Ａ〜図１３Ｃを参照すると、リボン準備モジュール９００Ｃは、「ウェルマーキング（well-marking）」機構、及びインク／流動性材料のディスペンサを備えるダイレクトプリント媒体機構である。レーザ転写ターゲットリボン材料９１０の供給源９０４が、ターゲットリボン材料９１０の長さに沿って矩形プロファイルの浅いウェル（図４Ｃに示す）を型押しするウェルマーキング機構１３０４に供給される。型押しリボンがインク／ディスペンサ１３０６を通過して供給されるときに、インク／流動性材料がインク／ディスペンサ１３０６によって型押しリボンに塗布される。
【００７４】
ディスペンサ１３０６の出力側には、インクを平滑化し、ターゲット表面からいかなる余剰も除去するドクターブレード１３０８がある。その結果として、均一な厚さの流動性材料が充填された浅い埋め込みウェルを含むリボンになる。次に、リボンは、ガイド１３１０によって受容基板４０４に向けて誘導される。レーザビーム７１８が、最終レンズ４０２によって流動性材料上に合焦され、流動性材料を受容基板４０４に転写する。いくつかの実施形態では、ガイド１３１０は、ライトプロセス中、図１３Ｂに示すように、リボンを固定ギャップで受容基板４０４の上方を進むように調整することができる。他の実施形態では、ガイド１３１０は、ライトプロセス中にリボンを受容基板４０４に接触させるように調整することができる。ライトが完了すると、リボンはガイド１３１０によって持ち上げられる。
【００７５】
図９〜図１３に示すオンデマンドリボン準備アセンブリの多くの実施形態には、いくつかの共通点がある。リボン９１０は、材料転写用のレーザ波長に対して光学的に透明でなければならず、穴１１２０が設けられない場合には、レーザ硬化波長に対しても光学的に透明であるべきである。リボン９１０は、例えば、リール−リール構成９０２及び９０４として示す供給源の収容、及び使用される材料の収容が可能なように十分な可撓性を有するべきである。ガラス又はプラスチック（例えば、マイラー（Ｍｙｌａｒ）（登録商標）又はポリカーボネート）のような材料は満足のいく光学的特性を有し、取り扱い及び収容のために可撓性を有するように十分に薄く形成することができる。いくつかの実施形態では、リボンは、通常、５０μｍ〜２５０μｍ厚、及び約２ｍｍ〜１０ｍｍ幅の断面プロファイル寸法を有することができる。その長さは、装置を通るのに十分であると共に、少なくとも、例えば数週間分の欠陥修復に対応するのに十分なライト材料をさらに提供するのに十分な長さである必要がある。欠陥修復毎の典型的な線長が約５０μｍ〜１００μｍである場合、１ｍ長のリボンは１０，０００回の修復を提供することができる。図９のプリントヘッド９０６及び図１２のプリントヘッド１２０２は、レーザ転写波長に対して光学的に透明であるか、又はビームが通過することができる貫通穴を有しなければならない。プリントヘッドは、リボンがその表面に沿って移動するときにリボンを誘導する浅いチャネルを含むことができる。プリントヘッドの形態は、図９及び図１２に示すものに限定されない。さらに、本発明のいくつかの実施形態では、オンデマンド準備モジュールは、適正な材料組成を維持するために、温度、湿度、圧力等のような環境パラメータの適切な制御機構を組み込むことができる。
【００７６】
システムのオフボードに準備されるリボンは、オンデマンドベースで準備されるものと略すべて同じ要件を有する。これらは、フラットパネル（ＦＰ）毎又は何枚かのＦＰ基板毎に、定期的にダイレクトライトアセンブリに装填又はそこから装填解除される個々のリボンであってよい。したがって、リボンは、自動化処理に適切な剛性を有さなければならない。オフボードで準備されるリボンは、それ以外の点では、自動装填／装填解除処理要件、及び自動インク塗布要件によって設定される任意のサイズを有する任意の形状（例えば、矩形又は丸形）を有してよい。いくつかの実施形態では、リボンは、数十ｍｍ程度の長さ及び幅であってよく、１０分の数ｍｍ以上の厚さを有してよい。
【００７７】
オフボードで準備されるリボンは、オンデマンドリボン準備に使用される装置と同様の装置によって準備することができる。即ち、オフボードリボンは、レーザを使用するアブレーション又は型押しによって作成される埋め込みウェルを有することができる。埋め込みウェルは、オフボードリボンにエッチングしてもよい。さらに、スロットコーティング、ドクターブレード法（doctor blading）、又はスピンオン技法を使用して流動性材料をオフボードリボンに塗布してもよい。
【００７８】
図８Ａ及び図８Ｄに示すダイレクトライトモジュール及び可動最終レンズアセンブリの実施形態は、図４Ｃに示されるものと同様の形態を有すると共に、例えば、図５Ａに示すようにツールのオフボードに準備されるリボンを使用することができる。同じ移動、即ち図８Ａ〜図８Ｅにおいて説明した最低で２軸の移動であって、そのうちの１つの移動軸がＺ方向にある移動は、例えば、図６において示されるオンボードオンデマンドリボンアセンブリにも使用される。特に、図８Ａ〜図８Ｅにおいて説明したように、オンデマンドリボン準備モジュールは、２軸ステージ、即ちＺ及びＸ／Ｙのいずれか又はシータとの２軸ステージ上に取り付けられる。オンデマンドリボンアセンブリと基板表面との間にギャップを設定する手段は、図４Ａを参照したように、オフボードリボンと同じであってよい。さらに、オフボードで準備されるリボンの場合でのように、オンデマンドリボンも、ライト中ではないときは基板表面上方の安全な高さに停止されなければならない。オフボードで準備されるリボンのように、Ｚステージ７２０のコントローラへのフィードバックを利用するオートフォーカスモジュールを使用して、ライト中のオンデマンドリボンインク／リボンの界面平面上への合焦を維持することができる。
【００７９】
図１４は、本発明の一実施形態による欠陥のダイレクトライト修復を実行するために実施されるステップのフローチャート１４５５である。図１５Ａ〜図１５Ｅは、フローチャート１４５５のいくつかのステップのより詳細な説明を提供する。以下の説明において、図７のモジュール、及び図８Ａ〜図８Ｆにおいて説明される位置を同時に参照する。プロセスの開始であるステップ１４０２において、修復される欠陥に関する情報が、電気試験又は自動光学検査（ＡＯＩ）を通じて、又は電気試験又はＡＯＩからの入力の欠陥検査中にツールに提供される。ステップ１４７６において、修復の種類が、ザッピング修復であるか、又はダイレクトライト堆積修復に分類される。ザッピング修復プロセス１４７８に関してはこれ以上説明しない。ダイレクトライトプロセスの次のステップにおいて、光学ペイロードが対象となる欠陥まで移動する（ステップ１４０４）。次に、ステップ１４０６において、修復される欠陥が、図７の検査最終レンズ７１６を使用して確認される。ステップ１４１０において、欠陥箇所の準備は、「ザッピング」機能においてレーザ７０２を使用して材料を除去することを含むことができる。材料除去プロセスは、１つ又は複数の層を通じて数μｍの深さまで、例えば直径５μｍのバイアをドリルすること、又はレーザエリア、例えばライトされる線特徴よりもわずかに大きなスロット形状、例えば１０μｍ幅×特徴の長さをクリアすることから成り得る。バイアは、穴の底部の直径がより小さいデーパ形であってよく、又は全長に沿って一定の直径を有してもよい。オペレータは、ステップ１４２０を呼び出すことによって箇所の準備結果を検査することができる。欠陥箇所が準備され、且つ許容可能であるとみなされると、ライト動作１４３０を実行することができる。システム構成が、図６に示すように、オンデマンドリボン準備１４８０を含む場合、ステップ１４３０が開始される前に、リボンにインクが付けられ準備が整えられる。ステップ１４３０において、転写線パターンが完了すると、オペレータは、任意選択的に、ステップ１４４０において堆積を検査及び検証することができる。転写線パターンが許容可能ではない場合、プロセスはステップ１４１０に戻ることができ、この間、転写線パターンが、箇所準備動作を通じて除去又はトリミングされる。転写線パターンが許容可能である場合、ステップ１４５０において硬化される。転写線パターンの硬化に続き、オペレータは再び、ステップ１４６０において硬化された転写線パターンを検査する選択肢を有する。修復が完全に許容不可能である場合、オペレータは、箇所準備ステップ１４１０を再び開始して、ザッピングレーザ７０２を使用して完全に又は部分的に修復を剥がし、次にステップ１４３０〜１４５０を繰り返すことによって修復を再び行うことを選択することができる。代替的に、修復が単にトリミングしか必要としない場合、オペレータは、ザッピングレーザを利用して余剰分をすべてトリミングし、次にステップ１４７０において結果を検証することを選択することができる。修復が許容可能である場合、ステップ１４７２において、システムはリボンをホーム位置に戻し、次に、ステップ１４７４において、修復さ���る次の欠陥に移動する。
【００８０】
図１５Ａは、図１４のライト（堆積）ステップ１４３０中に実施されるステップのフローチャートである。ライトステップ１４３０は、欠陥が検査され、欠陥箇所が準備され検査され、オンデマンドリボンを使用する実施形態ではリボンの準備が完了するまで、呼び出されない。さらに、欠陥場所、欠陥種類、寸法パラメータ、線要素サイズ等のような修復パラメータがすでにツールデータセットに入力されているものと仮定する。次に、ステップ１５０４において、ビーム軸は、基板に対してペイロード５５０又は６５０を移動させることによって修復開始ポイントに位置決めされる。ステップ１５０６において、ダイレクトライト最終レンズ光軸８００は、ビーム軸７１８と同軸になるようにシフトされ、それ故、ダイレクトライト最終レンズ４０２及び関連付けられるダイレクトライト装置がビーム路７１８内にシフトされる。この時点で、インク付きリボンは依然として、高さＺｈｏｍｅ８３６であり、いくつかの実施形態ではＸｈｏｍｅ又はシータｈｏｍｅ、例えば図８Ｂの位置８５３又は図８Ｅの７２２Ｄ−２にあるホーム位置に留まる。Ｚｈｏｍｅ８３６は、基板上方の安全なギャップ高さである。ステップ１５０８中、インク付きリボンは、Ｘ（又はＹ）又はシータにおいてライト位置、例えば図８Ｂの位置８５４又は図８Ｅの７２２Ｄ−１まで移動し、インク／リボン界面をダイレクトライト最終レンズ４０２の焦点面８３０に配置するように、Ｚにおいて調整される。リボンがＺにおいて移動するときに、オートフォーカスアセンブリ（７１０）を使用して最終レンズ焦点を検出する。合焦ステップ１５０８の詳細に関して以下に説明する。最終レンズがインク／リボン界面８３０に正しく合焦され、ビーム路が修復開始ポイントに位置決めされた状態で、ダイレクトライト転写が開始される。ステップ１５１０において、ライトすべき線の最初の要素の所望のアパーチャサイズ７０６は、ステップ１４０２の修復方策定義に従って選択される。次に、レーザ７０２がパルスされ、ライトすべき線の第１の要素を転写する。ライトが完成しない場合、ステップ１５１４において、リボン４０６は、図７の移動装置７２２を介してレーザに対してインク付きエリアまで進められ、ペイロード／レーザ５５０又は６５０は、基板に対して次の場所まで進められる。アパーチャサイズは、入力された修復パラメータに従って設定され、次に、レーザがパルスされて次の要素を転写する。このループは、ライト動作が完了するまで続く。
【００８１】
図１５Ｂは、図１５Ａに示すフローチャートのインク／リボン界面を合焦するステップ１５０８に関連付けられるステップのフローチャートである。ステップ１５２２において、インク付きリボンは、Ｚｈｏｍｅギャップ高さ８３６を維持しながら、ホームＸ位置（又はＹ位置）又はシータ位置、例えば図８Ｂの８５２又は図８Ｅの７２２Ｄ−２から、Ｘライト位置（又はＹライト位置）又はシータライト位置、例えば図８Ｂの８５４又は図８Ｅの７２２Ｄ−１まで移動する。Ｘｄｗ位置又はシータｄｗ位置に来ると、ステップ１５２４において、リボンはＺｓｔａｒｔ位置８３４に移動する。Ｚｓｔａｒｔは図８Ｃに示され、十分に基板からの間隙距離以内にある任意のシステム(又はユーザ)定義の高さであってよく、より具体的には、インク／リボン界面平面、例えば図４Ｃの４２４の近傍にある基板表面上方の平面の高さであってもよい。次のステップ１５２６はオートフォーカス機能７１０を呼び出し、インク／リボン界面平面４２４に合焦される（８３０）まで、即ちＺ位置Ｚｄｗ８３２になるまで、微調整するようにステージに指示する信号をダイレクトライトアセンブリＺステージ７２０にフィードバックする。
【００８２】
図１４において説明したプロセスフローの代替的な一実施形態は、オンデマンドリボン準備１４８０への分岐を含むことができる。図１５Ｃは、オンデマンドリボン準備プロセスフローの詳細を示す。オンデマンド準備は、少なくともライトプロセス１４００の初期ステップと並列に行ってもよく、又はダイレクトライト欠陥修復が必要であると分かるとすぐに行ってもよい。より具体的には、オンデマンド準備は、ステップ１４３０においてリボンが必要になる前に、前もって完了されなければならない。オンデマンドリボン準備プロセスステップ１４８０は、図９、図１０、図１３を参照して説明したオンデマンドリボン準備実施形態のうちの任意の一実施形態に適用される。図１１、図１２に示すようなオンデマンドリボン準備実施形態の場合、第１のプロセスステップ１５８２、即ち埋め込みウェルの作成は適用されない。これは、これらの実施形態は埋め込みウェルを必要としない技法を使用するためである。オンデマンドリボン準備のプロセスは以下の通りである。第１に、ステップ１５８２において、例えばアブレーション又は型押しによって埋め込みウェルが作成される。次に、ステップ１５８４において、インク／流動性材料が塗布され、その後、所望の厚さまで平滑化又は平坦化される。次に、ステップ１５８６において、余剰材料がスロットコート技法又はドクターブレード技法によって除去される。次に、ステップ１５８８において、リボンの準備の整えられたセクションが進められ、光軸内に位置決めされる。
【００８３】
図１５Ｄは、図１４の箇所準備１４２０の検証ステップ、転写線パターン１４４０の検証ステップ、又は硬化された転写線パターン１４６０の検証ステップに関連付けられるさらなる詳細を提供するフローチャートである。これらの動作のいずれにおいても、検証プロセスの第１のステップ１５４２は、リボンが基板上方の安全な高さにあることを保証することであり、具体的には、リボンは図８ＣのＺｈｏｍｅ８３６にあるべきであり、そうでない場合には、Ｚｈｏｍｅに移動すべきである。リボンが安全な位置に来ると、ステップ１５４４が、図７のレンズ取り付け板７１４を移動することによって検査最終レンズ７１６の光軸をビーム／撮像軸７１８と同軸になるようにシフトする。次に、ステップ１５４６中において、ペイロードイメージングブロック７０８を使用して、ペイロード５５０又は６５０を転写線に沿って基板に対してＸ方向及びＹ方向に移動させながら、転写線を検査することができる。検査が満足のいくものである場合、図１４に示すプロセスフローが続けられる。検査の結果が満足のいくものではない場合、オペレータは、ステップ１４１０に戻り、ステップ１５４８においてザッピング機能のレーザを使用して調整を行う選択肢を有する。
【００８４】
図１５Ｅは、転写線パターンの図１４の硬化ステップ１４５０に関連するより詳細を提供するフローチャートである。セットアップとして、必要であれば、ステップ１５５１に示すように、光軸８００がペイロードのビーム軸７１８と同軸になるように、ダイレクトライト最終レンズ４０２をシフトする必要がある。次のステップ１５５２において、リボンアセンブリはそのホーム位置、例えば図８Ｂの８５２又は図８Ｅの７２２Ｄ−２に移動する。上述したホーム位置では、８２０又は１１２０のような、リボンの開いた穴を通じて、又はリボン及びリボンキャリッジ板をビーム路外に完全に移動させることによって、基板上の転写パターンまでクリアビーム路を通すことができる。ペイロード、例えば図７の５５０又は６５０は、ステップ１５５４に示すように、ビーム７１８を修復開始ポイントの座標に移動させる。ステップ１５５６において、硬化源７１２へのシャッタが開かれて、転写線を硬化源、例えばレーザ、レーザダイオード、又は他の熱エネルギー源に露出し始める。別の実施形態は、シャッタを使用せず、硬化源をオンオフすることができる。次に、転写線パターンは、ステップ１５５８に示すように、ペイロード／硬化源５５０又は６５０をステージに対して移動させること、及び、転写線パターンを硬化源に露出させることによって硬化する。線が硬化源に完全に露出されると、硬化が完了したとみなされ、ステップ１５５９において、硬化源へのシャッタが閉じられるか、又は代替的に、硬化源がオフになる。次に、プロセスは図１４のステップ１４６０に進むことができる。
【００８５】
ダイレクトライト装置、例えば、図７、図８、図９、図１０、図１１、図１２、図１３において説明されたいずれの装置も、プロセスシーケンスに時間を殆ど又は全く追加せずに、且つ装置移動機構を殆ど又は全く変更せずに、２つ以上の材料を準備及び転写するようにすることができる。具体的には、オンデマンドリボンは、図１７Ａ及び図１７Ｂに示すような平行な埋め込みウェルを提供する型押し手段を備えることができる。代替的に、オンデマンドリボンは、図１７Ｃに示すような形状を有する埋め込みウェルをアブレーションによって作成することができる。異なるインク／流動性材料を有する追加のディスペンサを図１０及び図１３に示すような構成に追加することができ、このような場合、平行又は直列にセットアップすることができる。図１２に示すような追加のスロットコータを直列に追加することができ、スロットを互いに対してシフトし、リボンを横切る特定のウェル位置上に位置決めされる。例えば、図１２の１つのスロットコータのスロットは、１つのウェル、例えば図１７Ａ及び図１７Ｂの１７０２を充填するように位置決めすることができ、第２のコータのスロットを、第２のウェル１７０４を充填するように位置決めすることができる。オフボードで準備されるリボンは、図１７Ａ、図１７Ｂ、及び図１７Ｃに示すように、複数の埋め込みウェルに異なる材料が充填された状態で送出することができる。
【００８６】
図１７Ａ、図１７Ｂ、及び図１７Ｃは、２つの異なる材料、例えばウェル１７０２及び１７０４に配置される２つの異なる材料をどのように、装置の複雑性を増大させずに図７及び図８において説明した装置によって容易にアクセスすることができるかの例も示す。図１７Ａは、図８ＡのＸステージ７２２Ａによって提供されるような線形路移動１７０８に対するリボンウェル１７０２及び１７０４の向きの一例である。この例では、Ｘステージは単に、必要なときに、１つの材料、例えば１７０２から次の材料、例えば１７０４に移動するだけである。埋め込みウェルの幅は、修復線パターンの典型的な長さよりも大きく、例えば、埋め込みウェルの幅は数ｍｍ幅であってよい。図１７Ｂは、図８Ｄのシータステージ７２２Ｄによって提供されるような弧経路移動１７０６に対するリボンウェル１７０２及び１７０４の向きの一例である。図１７Ｃは、インタリーブパターンを形成し、図８ＡのＸステージ７２２Ａによって提供されるような線形経路移動１７０８に対して順に交互になった２つの材料１７１２及び１７１４を有する、複数の埋め込みウェルの向きの一例である。交互になった材料、即ちインタリーブパターンを有するリボンは、ウェルを弧経路に略整列して配置することによってシータステージ７２２Ｄと共に使用することもできる。他の実施形態では、材料１７１２を含むＮ個の埋め込みウェルを、材料１７１４を含むＭ個の埋め込みウェルの間に配置することによって、インタリーブパターンを形成することができる。但し、Ｍ及びＮは１よりも大きな任意の整数である。
【００８７】
２つ以上の流動性材料に対応する性能を有する上述した装置及び方法は、ＦＰＤパネルの修復、及び同様の修復要件を有する他の用途にさらなる利点を提供し、また一般的なダイレクトライト用途に利点を有する。図２０Ａ〜図２０Ｄは、有機パッシベーション材料のような、修復用の２つの材料、即ち金属及び非金属を必要とするピクセルを示す。図２０Ａでは、オープンデータライン欠陥２０１０が、ガラス２００２をコーティングするＳｉＮｘ２００４のようなゲート絶縁膜にある。オープンデータラインは、ピクセルの下で交差する。有機パッシベーション層２００６は約２μｍ厚であり、ピクセルＩＴＯ層２００８で覆われる。欠陥は、有機パッシベーション層２００６及びピクセル層２００８の適用後、アレイテスト中に発見される。ＬＣＶＤのような従来の堆積修復方法を使用する修復を図２Ｂ及び図２Ｃに示す。図２Ｂでは、レーザ加工を使用する従来の方法は最初に、オープンデータライン２０１０上のＩＴＯ層２００８及び有機パッシベーション層２００６を除去する。次に、図２Ｃに示すように、従来の方法はＬＣＶＤを使用して、修復線２０１４を使用してオープンデータライン２０１０を修復する。ＬＣＶＤのような従来の方法は、単一の金属材料を使用してのみ修復が可能であり、修復線２０１４上の有機層２００６は置換されない。修復されたオープンデータラインがピクセルの下にある場合、そのピクセルは機能しない。しかし、本発明は、２つ以上の流動性材料への迅速なアクセスを有するレーザ転写装置を使用することによって、図２０Ｄに示すように、有機材料２０１６のレーザ転写によって修復された線を覆うことができる。さらに、本発明は少なくとも２つの材料を転写する性能を有するため、本発明は、第２の金属線２０１８も転写して、ＩＴＯ層をブリッジすることができる。オープンデータライン欠陥の完全な修復のみならず、有機パッシベーション層及びＩＴＯ層の復元によっても、影響を受けたピクセルを使用することができるようにする。
【００８８】
図８Ａ〜図８Ｅに示す本発明の実施形態では、レーザビーム７１８は最終レンズ４０２の視野においてセンタリングされたままであり、インク付きリボンがビームに対して移動する。ビームは可変アパーチャ７０６によって整形することができるが、アパーチャはレーザビーム７１８にセンタリングされたままである。図２１Ａは、アパーチャ２１０２の中心がビーム軸７１８に固定され、リボンがビームに対して移動し、基板４０４がペイロードに対して移動する、図８Ａ〜図８Ｅに示す実施形態を示す。図２１Ｂに示す本発明の代替的な一実施形態は、整形アパーチャを最大視野内で移動させることによって転写線を製造する。より具体的には、図２１Ｂに示すように、実施形態は、典型的な欠陥堆積修復よりもわずかに大きな視野を有する最終レンズ４０２を含む。例えば、最大視野（ＦＯＶ）２１０４は１５０μｍ×１５０μｍであり得る。可変アパーチャ２１０２は、この実施形態では、ビーム中心に対してセンタリングされたままではなく、視野２１０４を横切って段階的に移動し、それによって、視野の異なる部分ひいてはインク付きリボンの異なる部分をサンプリングして、転写線パターンの必要な線セグメントを作成する。リボンは、この実施形態では、線セグメント毎に段階的に移動せず、少なくとも最大ＦＯＶ２１０４の大きさの段でシフトされる。この実施形態は、リボンステージ７２２に対する諸要件を緩和することができる。
【００８９】
上述したように、従来の製造ライン構成では、検査機能はレーザ切断（ザッピング）機能と組み合わせられて単一のツールになり、オープン欠陥修復は別個のツールによって完了される。いくつかの製造ライン構成は、検査機能及びレーザ切断機能に２つの別個のツールを使用する。図１９Ａ、図１９Ｂ、及び図１９Ｃを参照すると、各ボックスは、プレートが流れる別個のツールを表す。
【００９０】
いかなるＦＰＤ製造ラインにも極めて重要なのは、製造を通じてＦＰプレートの流れる速度である。プレートは比較的大きく、１．５ｍ〜２ｍが典型的であると共に薄い、通常１ｍｍであるため、プロセス及び検査ツール間でのプレートの受け渡しは、注意深く実行しなければならない。検査ツール又は修復ツール内の典型的な装填／位置合わせ／装填解除時間は、４５秒である。したがって、３つの別個のツール、即ち検査ツール１９０２、レーザ切断修復ツール１９０４、及びオープン欠陥／堆積修復ツール１９０６を使用する図１９Ａのシーケンスは、プレート毎に３秒×４５秒＝１３５秒のオーバーヘッド処理時間を必要とする。２つの別個のツール、即ち検査・切断修復ツール１９１０及びオープン欠陥／堆積修復ツール１９０６を有する図１９Ｂのシーケンスは、９０秒を要する。本発明による単一のツール１９１２内にすべての機能が組み合わせられた図１９Ｃのシーケンスは、わずか４５秒の処理時間を要する。
【００９１】
図１９Ｃに示す本発明の実施形態によれば、検査動作、ダイレクトライト修復動作、及び切断修復動作は、単一のツールによって実行される。検査動作は、欠陥の数、種類、場所、サイズ／程度を提供し、これらはプレート毎に異なることが多い。欠陥画像を補足した後のツールステップの略すべてに、例えば画像が真に妨害物ではなく欠陥であるか否か、どの種類の欠陥が見つかったか、特定の欠陥に修復が必要か否か、どの種類の修復が必要か、どの修復パラメータが必要か、どれが次に修復すべき欠陥か等の判断を下す手段が必要である。いくつかの検査／修復ツールは、識別、分類、そしてこのような欠陥の修復のために、ツール動作を人間オペレータの判断及び介入と組み合わせる。本発明の一実施形態は、ダイレクトライト又は堆積修復による欠陥の識別、分類、堆積修復画定、及び実行を検査・切断／堆積修復ツール内の自動欠陥修復（ＡＤＲ）法及びアーキテクチャに組み込む。ＡＤＲアーキテクチャ及び方法の一例が、Photon Dynamics, Inc.に譲渡された米国特許出願第６０／６４６１１１号に記載されており、その全体が参照により本明細書に援用される。より具体的には、検査、切断修復、及び堆積修復を組み合わせた本発明の一実施形態では、このようなＡＤＲ性能は、検査及びＡＯＩ／テストデータを自動的に（人的介入なしで）解析し、次に欠陥を識別して分類し、次に修復パラメータをセットアップし、修復を実行する。
【００９２】
図１９Ａ、図１９Ｂ、及び図１９Ｃを参照すると、オーバーヘッド処理時間が、ツールの最適化されたシーケンスを決定する際の唯一の要因である。３つの潜在的な各ステップのプロセス時間も考慮する必要がある。欠陥毎の典型的な検査時間は、欠陥まで移動する時間（通常、約１秒）と欠陥を検査する時間（約０．５秒）との和である。レーザ切断による修復は、欠陥まで移動する時間(例えば、１秒)と修復／切断する時間（例えば、約４秒）との和である。堆積によるオープン欠陥の修復は、欠陥まで移動する時間（例えば、１秒）と修復をライトする時間との和である。ＬＣＶＤ法を使用しての堆積修復は、修復毎に６０秒かかり得るのに対して、硬化を含む分注インクを使用する修復は、修復毎に１０秒がかかり得る。検査された欠陥のうち、修復を必要とする欠陥の割合は、ユーザ毎、プレート毎で異なり得る。切断を要する修復と材料堆積を要する修復との割合も様々であり得る。
【００９３】
表１は、プレート毎の例示的な欠陥数及び修復を要する欠陥数のおおよその内訳である。推定値は１００に正規化される。表には、欠陥毎の推定プロセス時間が含まれる。
【００９４】
【表１】
2009536882.tif 000003
【００９５】
一例として、合計で１００個の欠陥がある場合、表１に示す分布に従って検査及び修復を完了するための合計プロセス時間を表２に示す。
【００９６】
【表２】
2009536882.tif 000004
【００９７】
従来技術によるＬＣＶＤ堆積ステップは、プレート毎に約１００秒を追加し、プレートを検査ツールから専用ＬＣＶＤツールへの搬送する必要があることによって、さらに４５秒が追加される。本発明は、堆積修復、検査・切断修復を１つのツールに統合したものを含み、２つのツール構成、即ち一方が検査／切断動作を実行する第１のツールを有し、他方がＬＣＶＤ堆積動作を実行する２つのツール構成にわたって約１４５秒の節減を示す。
【００９８】
ＦＰＤ製造ラインは、個々のプレートがツールからツールに流れるか、又はツールからツールに移される、複数の積重ねられたプレートを有するカセットを利用し得る、インライン機器を含むことができる。図１９Ａ、図１９Ｂ、図１９Ｃに示されるいずれのフローも、ＬＯＲプロセス時間長に関係なく、インライン製造ラインに適応する。しかし、カセットを使用する機器の場合、常に、オープン欠陥がカセット内のプレートのうちの少なくとも１枚で見つかる可能性がある。より典型的には、カセット内の各プレートは、少なくとも１つのオープン欠陥を有する可能性が高い。その場合、これらの数個の欠陥の堆積修復のためにカセット全体を「ホールドアップ（hold up：停止）」しなければならない。いずれの場合でも、短い堆積修復プロセス時間は、長いプロセス時間よりもはるかに有利である。したがって、図１９Ｃに示すような、本発明による統合された検査／切断修復／及び堆積修復を有するツールは、通常、短い堆積修復時間が処理時間をはるかに下回るため、図１９Ａ及び図１９Ｂに示すツールよりも優れたいくつかの利点をもたらす。
【００９９】
図１９Ａ、図１９Ｂに示す従来のシステムを参照すると、すべての潜在的な欠陥が最初に検査され、次にレーザ切断を要するすべての欠陥が修復され、続けてすべてのオープン欠陥が修復され得る。代替的に、すべてのオープン欠陥が修復されてから、続けてレーザ切断を要するすべての欠陥が修復され得る。いずれの場合でも、修復される欠陥まで１回目は検査のため、２回目は欠陥を修復するために合計２回移動する必要がある。本発明の図１９Ｃを参照すると、潜在的な欠陥を検査し、そしてすぐに修復することができる（レーザ切断又は堆積）。したがって、本発明の一実施形態によれば、欠陥はたった一度位置特定される。
【０１００】
本発明の上記実施形態は例示であり、限定ではない。様々な代替及び均等物が可能である。本発明を一例としてフラットパネルアレイ修復を参照して説明したが、本発明をカラーフィルタ修復又はパネル修復のようなＦＰＤ組立内の他の修復プロセスに適用することも可能なことが理解される。さらに、本発明は、超小型電子回路製造及び修復、フラットパネル及びソーラーパネル上の回路のプリント、若しくはソーラーパネルの修復、又はキャパシタ、バッテリ、半導体回路のような製造等の堆積を必要とするダイレクトライト用途に使用することが可能である。本開示を鑑みて他の追加、置換、又は変更が自明であり、添付の特許請求の範囲内にあるものと意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】従来技術において既知のように、トランジスタアレイを周期的に有する大型平坦パターニング媒体の一部の上面図上のいくつかの非周期性欠陥を示す図である。
【図２Ａ】従来技術において既知のように、修復前の突起欠陥を有する素子を示す断面図である。
【図２Ｂ】従来技術において既知のように、修復後の突起欠陥を有する素子を示す断面図である。
【図３Ａ】従来技術において既知のように、修復前のオープン回路欠陥を有する素子を示す断面図である。
【図３Ｂ】従来技術において既知のように、修復後のオープン回路欠陥を有する素子を示す断面図である。
【図３Ｃ】従来技術において既知のように、修復後のオープン回路欠陥を有する素子を示す断面図である。
【図３Ｄ】従来技術において既知のように、修復後のオープン回路欠陥を有する素子を示す断面図である。
【図３Ｅ】従来技術において既知のように、修復後のオープン回路欠陥を有する素子を示す断面図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態による、リボンから基板に材料を転写するダイレクトライトレーザ転写用になっている装置を示す概略的な断面図である。
【図４Ｂ】本発明の別の実施形態による、リボンから基板に材料を転写するダイレクトライトレーザ転写用になっている装置を示す断面図である。
【図４Ｃ】本発明の一実施形態による、図４Ｂの装置に使用される埋め込みウェルを有するリボンを示す図である。
【図５Ａ】本発明の一実施形態による、検査／修復統合ツールの機能ブロック図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態による、単一のリボン準備ステーションによって供給される、関連する新しいリボンカセットをそれぞれ有する、２つの検査／修復ツールのブロック図である。
【図６】本発明の別の実施形態による検査／修復統合ツールの機能ブロック図である。
【図７】本発明の別の実施形態による、図５Ａ及び図６の光学ペイロードのブロック図である。
【図８Ａ】本発明の別の実施形態による、図７の可動最終レンズアセンブリ及びダイレクトライトモジュールの様々な構成要素を示す図である。
【図８Ｂ】可動最終レンズアセンブリの最終レンズの光軸に対するリボンの３つの線形Ｘ位置を示す図である。
【図８Ｃ】受容基板に対するリボンのクリティカルなＺ位置を示す図である。
【図８Ｄ】本発明の一実施形態による、図７の可動最終レンズアセンブリ及びダイレクトライトモジュールの様々な構成要素を示す図である。
【図８Ｅ】図８Ｄの実施形態の最終レンズの光軸に対するリボンの３つの回転（シータ、Θ）位置を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態によるオンデマンドリボンアセンブリの図である。
【図１０】本発明の一実施形態による、図９のリボン準備モジュールの様々な構成要素を示す図である。
【図１１】図１１Ａは、本発明の別の実施形態による、図９のリボン準備モジュールの構成要素の側面図であり、図１１Ｂは、本発明の別の実施形態による、図９のリボン準備モジュールの構成要素の上面図である。
【図１２Ａ】本発明の別の実施形態によるオンデマンドリボンアセンブリの図である。
【図１２Ｂ】図１２Ａのリボン準備モジュールの様々な断面図のうちの１つである。
【図１２Ｃ】図１２Ａのリボン準備モジュールの様々な断面図のうちの１つである。
【図１２Ｄ】図１２Ａのリボン準備モジュールの様々な断面図のうちの１つである。
【図１２Ｅ】図１２Ａのリボン準備モジュールの様々な断面図のうちの１つである。
【図１３Ａ】本発明の別の実施形態によるオンデマンドリボンアセンブリのいくつかの図のうちの１つである。
【図１３Ｂ】本発明の別の実施形態によるオンデマンドリボンアセンブリの図のうちの１つである。
【図１３Ｃ】本発明の別の実施形態によるオンデマンドリボンアセンブリの図のうちの１つである。
【図１４】本発明の一実施形態による、欠陥のダイレクトライト修復を行うために実行されるステップのフローチャートである。
【図１５Ａ】図１４のフローチャートに関連するいくつかのステップのより詳細な説明を提供する図である。
【図１５Ｂ】図１４のフローチャートに関連するいくつかのステップのより詳細な説明を提供する図である。
【図１５Ｃ】図１４のフローチャートに関連するいくつかのステップのより詳細な説明を提供する図である。
【図１５Ｄ】図１４のフローチャートに関連するいくつかのステップのより詳細な説明を提供する図である。
【図１５Ｅ】図１４のフローチャートに関連するいくつかのステップのより詳細な説明を提供する図である。
【図１６Ａ】図８Ａに示す実施形態のレーザビームに対する移動方向を示すインク付きリボンの上面図である。
【図１６Ｂ】図８Ｄに示す実施形態のレーザビームに対する移動方向を示すインク付きリボンの上面図である。
【図１７Ａ】図８Ａに示す実施形態のレーザビームに対する移動方向を示す２つのインク付き領域をそれぞれ有するインク付きリボンの上面図である。
【図１７Ｂ】図８Ｄに示す実施形態のレーザビームに対する移動方向を示す２つのインク付き領域をそれぞれ有するインク付きリボンの上面図である。
【図１７Ｃ】図８Ａに示す実施形態のレーザビームに対する移動方向を示す、順番が交互になった２つの異なる材料のインク付きエリアを有するリボンの上面図である。
【図１８】図１８Ａは、ホーム位置に停止したリボンのインク付き部分を覆うように可動カバーを配置する一実施形態を示す図であり；図１８Ｂは、静止シェルフ上にリボンを停止させる一実施形態の側面図であり；図１８Ｃは、静止シェルフ上にリボンを停止させる一実施形態の側面図であり；図１８Ｄは、図１８Ｂ及び図１８Ｃに示す実施形態の静止シェルフ上でのリボンの回転移動の上面図である。
【図１９Ａ】従来技術において既知のように、一連の検査ツール、レーザ切断修復ツール、及び堆積修復ツールを通るフラットパネルディスプレイプレートの流れを示すブロック図である。
【図１９Ｂ】従来技術において既知のように、一連の検査／レーザ切断修復ツール及び堆積修復ツールを通るフラットパネルディスプレイプレートの流れを示すブロック図である。
【図１９Ｃ】本発明の一実施形態による、統合された検査機能、レーザ切断修復機能、及び堆積修復機能を含む単一のツールを通るフラットパネルディスプレイプレートの流れを示すブロック図である。
【図２０Ａ】ピクセル下に厚いパッシベーション層を有するオープンデータラインの断面図である。
【図２０Ｂ】従来の方法を使用する、図２０Ａのオープンデータラインの修復を示す図である。
【図２０Ｃ】従来の方法を使用する、図２０Ａのオープンデータラインの修復を示す図である。
【図２０Ｄ】本発明による図２０Ａのオープンデータラインの完全な修復を示す図である。
【図２１Ａ】転写線セグメント毎に、ビーム軸にセンタリングされたビーム整形アパーチャに対して移動するインク付きリボンを有すると共に、ビームに対して２軸で移動する基板を有するレーザ転写装置の概略図である。
【図２１Ｂ】最大視野内に位置決めされるビームアパーチャ、最大視野に少なくとも等しいステップで移動するインク付きリボン、及びビームに対して２軸で移動する基板を有するレーザ転写装置の別の実施形態の概略図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１２Ｅ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１５Ｄ】
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【図１５Ｅ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図１９Ｃ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２０Ｃ】
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【図２０Ｄ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【国際調査報告】
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