(57)【要約】液体被膜を加熱して金属の固体被膜を形成する際、基板に罅が入り更には基板が割れることがない微細パターン補修方法を提供する。表面に形成された微細パターンの欠陥部上に金属を含有する液体材料の液体被膜が形成された基板の裏面に高熱伝導性板又は断熱層を当接し、基板表面より加熱し固体被膜を形成することにより微細パターンを補修する。或いは基板裏面より加熱し固体被膜を形成することにより微細パターンを補修する。基板に罅が入り又は基板が割れることがない。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に形成された微細パターンの欠陥部上に形成された金属を含有する液体材料の液体被膜を加熱して金属の固体被膜を形成することにより微細パターンを補修する微細パターン補修方法において、前記基板の裏面に高熱伝導手段を当接させ、前記基板の表面側より加熱することを特徴とする微細パターン補修方法。
【請求項２】
基板の表面に形成された微細パターンの欠陥部上に形成された金属を含有する液体材料の液体被膜を加熱して金属の固体被膜を形成することにより微細パターンを補修する微細パターン補修方法において、前記基板の裏面に高熱伝導手段を当接させ、前記基板の表面側より熱風を噴射して加熱することを特徴とする微細パターン補修方法。
【請求項３】
基板の表面に形成された微細パターンの欠陥部上に形成された金属を含有する液体材料の液体被膜を加熱して金属の固体被膜を形成することにより微細パターンを補修する微細パターン補修方法において、前記基板の裏面に断熱手段を当接させ、前記基板の表面側より加熱することを特徴とする微細パターン補修方法。
【請求項４】
基板の表面に形成された微細パターンの欠陥部上に形成された金属を含有する液体材料の液体被膜を加熱して金属の固体被膜を形成することにより微細パターンを補修する微細パターン補修方法において、前記基板の裏面側より加熱することを特徴とする微細パターン補修方法。
【請求項５】
高熱伝導性板と、熱風加熱機とを具備し、前記高熱伝導性板は、表面に形成された微細パターンの欠陥部上に金属を含有する液体材料の液体被膜が形成された基板の裏面に着脱可能に密着し、前記熱風加熱機は前記基板の表面側より前記液体被膜に熱風を噴射し加熱して金属の固体被膜を形成することを特徴とする微細パターン補修装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は微細パターン補修方法に関し、なかでも液体被膜を加熱して金属の固体被膜を形成して微細パターンを補修する方法に係り、併せて微細パターンを補修する装置に係る。
背景技術
従来、基板の表面の微細パターンの欠陥部上に金属を含有する液体材料の液体被膜を形成し、この液体被膜から金属の固体被膜を形成して微細パターンを補修する際、レーザを照射して固体被膜を形成することが行はれている。
あるいは、液体被膜を熱風で加熱して固体被膜を形成することが行はれている。
レーザを照射して固体被膜を形成する場合、波長１０６４ｎｍのＹＡＧレーザを使用すると、液体の固体化は容易に行われるが、レーザ光の作用が強烈で微細パターンの補修部分を被覆する液体被膜以外の基板の表面又は微細パターン部分を照射して粗び等の損傷を加えることがあるという問題があった。波長８００ｎｍの半導体レーザでは光束を細く絞り難い上に、微細パターン自体に損傷を加えることがあるという問題があった。又液体被膜を熱風で加熱して固体被膜を形成する場合は、基板が熱衝撃に弱い板ガラス又は石英ガラスからなるために基板に罅が入り更には基板が割れることがあるという問題があった。
本発明は上記の課題に鑑み、液体被膜を加熱して固体被膜を形成する際、基板に罅が入り更には基板が割れることがない微細パターン補修の方法と装置とを提供することを目的とする。
発明の開示
上記課題を解決するために、本発明者等は次の通り本発明を構成した。本発明は、基板の表面に形成された微細パターンの欠陥部上に形成された金属を含有する液体材料の液体被膜を加熱して金属の固体被膜を形成することにより微細パターンを補修する微細パターン補修方法において、前記基板の裏面に高熱伝導手段を当接させ、前記基板の表面側より加熱することを特徴とする微細パターン補修方法を構成した。
更に、基板の表面に形成された微細パターンの欠陥部上に形成された金属を含有する液体材料の液体被膜を加熱して金属の固体被膜を形成することにより微細パターンを補修する微細パターン補修方法において、前記基板の裏面に高熱伝導手段を当接させ、前記基板の表面側より熱風を噴射して加熱することを特徴とする微細パターン補修方法を構成した。
更に、基板の表面に形成された微細パターンの欠陥部上に形成された金属を含有する液体材料の液体被膜を加熱して金属の固体被膜を形成することにより微細パターンを補修する微細パターン補修方法において、前記基板の裏面に断熱手段を当接させ、前記基板の表面側より加熱することを特徴とする微細パターン補修方法を構成した。
更に、基板の表面に形成された微細パターンの欠陥部上に形成された金属を含有する液体材料の液体被膜を加熱して金属の固体被膜を形成することにより微細パターンを補修する微細パターン補修方法において、前記基板の裏面側より加熱することを特徴とする微細パターン補修方法を構成した。
更に、高熱伝導性板と、熱風加熱機とを具備し、前記高熱伝導性板は、表面に形成された微細パターンの欠陥部上に金属を含有する液体材料の液体被膜が形成された基板の裏面に着脱可能に密着し、前記熱風加熱機は前記基板の表面側より前記液体被膜に熱風を噴射し加熱して金属の固体被膜を形成することを特徴とする微細パターン補修装置を構成した。
請求項１、２、５の発明においては、基板の裏面に高熱伝導性板が当接し、液体被膜は基板の表面から加熱され、液体被膜から固体被膜が形成される。
請求項３の発明においては、基板の裏面に断熱層が当接し、液体被膜は基板の表面から加熱され、液体被膜から固体被膜が形成される。
請求項４の発明においては、基板は裏面から加熱され、液体被膜は基板側からの熱で加熱され固体被膜が形成される。
発明を実施するための最良の形態
実施例
本発明の一実施例に係る微細パターン補修装置を図１〜４図により説明する。図１は微細パターン補修装置の概念図、図２は熱風加熱機の断面図、図３はポリイミド板上に密着したガラス基板をその表面より熱風で加熱したときの温度分布を模式的に示す図、図４はアルミニウム板上に密着したガラス基板をその表面より熱風で加熱したときの温度分布を模式的に示す図である。
微細パターン補修装置１の基台２には２本の支柱３が立設され、支柱３の上部にはそれぞれ制止部材４が設置されている。一方、基台２の中央には上下に弾力的に変形可能で、充分に伸長できる支持台５が立設されている。支持台５には、金属板６が支持され、金属板６の上に基板７が載置されている。基板７は金属板６と制止部材４との間に抑圧され密接している。基板７にはクロームの微細パターン８が描写され、その欠陥部９には図示しない液体被膜形成装置により金属として銀のコロイドを含有する液体材料の液体被膜１０が公知の方法により形成されている。
熱風加熱機１１は基台２に立設された保持部材１２により基板７の微細パターン８の欠陥部９に上方に保持されている。
金属板６は厚さ０．２〜１ｍｍで容易に変形しないアルミニウム板である。銅板やステンレス鋼板でも良い。３００〜４００度程度の温度に対して耐熱性があり、熱伝導率の高い板であれば、必ずしも金属板に限定されることはなく、例えば窒化アルミニウム等が含まれる。面積は欠陥部９を中心として３ｃｍ程度の広がりがあれば足りるが、欠陥部９が複数ある場合が多く、又支持台５上において基板７を載置するためには、基板７と同程度の広がりを有するものが使用勝手が良い。金属板６の基板７に相対する面は、基板７と密着するよう充分に平坦でなくてはならない。なお基板７は通常板ガラス又は石英ガラス製であり両面は良好な研磨面である。
熱風加熱機１１は、送風管１３、送風機１４及び加熱部１５からなっている。送風管１３は両端に開口部１３ａ、１３ｂを有する金属製の細い円筒である。中央部１３ｃの内径は８ｍｍ、開口部１３ａ、１３ｂとの間の長さは１００ｍｍである。開口部１３ａには送風機１４が接続している。送風機１４は空気取り入れ口１４ａから空気を取り入れ送風管１３に送る。規格風量は毎秒１５０ｍｌである。開口部１３ｂは噴出口１６となっている。噴出口１６の先端の内径は１ｍｍである。加熱部１５は送風管１３の周囲に絶縁物（不図示）を介して捲かれたニクロム線電熱器で、５００Ｗである。送風管１３、送風機１４及び加熱部１５は円筒形の外筒１７に内蔵され、噴出口１６及び空気取り入れ口１４ａは外筒１７の外に露出している。
次に熱風加熱機１１により、熱風を噴射して固体被膜を形成する動作について説明する。
先ず支持台５の上に金属板６を支持し、更にその上に基板７を載置する。金属板６は、充分に広い面積を有し欠陥部９が複数あっても対応することができる。又平滑な面を有し且つ変形しない厚さを有していて、基板７に密着できる。
金属板６に基板７を密着させる動作は次のようである。先ず、支持台５を図示しない押圧装置により下方に押圧して押縮させる。次いで金属板６の上に基板７を載置する。基板７の上面を制止部材４の下面にあてがってから、押圧装置による下方への押圧力を取り除く。すると支持台５の押縮がゆるめられ伸長する。支持台５が充分に伸びると、基板７は金属板６と制止部材４とに挿まれて圧力を受け密着する。
支持台５の伸縮は押圧装置によらず、手動により行うこともできる。
熱風加熱機１１の加熱機１４に電源を接続し、送風機１３を始動させ、噴出口１５を基板７に対して噴射方向がほぼ垂直になるようにし、微細パターン８に２０〜３０ｍｍ程度まで近づける。噴出口１５の直径は２ｍｍである。約５００°Ｃに加熱された空気が約１００ｍ／ｓｅｃの気流として噴出口１５から２〜３分間噴射すると液体被膜１０は少なくも３００°Ｃ以上で且つ４００°Ｃ以下に加熱され固体被膜が形成される。この際基板には罅は入らず基板が割れることはなく、粗び等の損傷の発生もない。
比較のために金属板６としてのアルミニウム板に代えポリイミド板を使用して同様の動作を行ったところ、一旦は基板には罅は入らず基板が割れることはなく、粗び等の損傷の発生もなく固体被膜を形成することができた。しかし実験を数回繰り返したところ、熱風噴射後２〜３分後に基板に罅が入る事故が発生した。
更に、比較のために金属板６としてのアルミニウム板に代え窒化アルミニウム板を使用して同様の動作を行ったところ、基板には罅は入らず基板が割れることはなく、粗び等の損傷の発生もなく固体被膜が形成された。更に実験を繰り返したが基板に罅が入ることはなかった。
ここでアルミニウム板又は窒化アルミニウム板の使用により基板には罅は入らず基板が割れることはなく固体被膜が形成されるのに対し、ポリイミド板の使用により基板に損傷が発生する理由について考察する。
アルミニウムと窒化アルミニウムとは熱の良伝導体であり、ポリイミドは熱の不良伝導体であるところが両者の大きな相違点である。
図３はポリイミド板上に密着したガラス基板を、その表面より熱風で加熱したときの温度分布を模式的に示す図である。
図３の（ａ）において、ガラスの基板３１の裏面３１ａにはポリイミド板３２の表面３２ａが密接している。基板３１の表面３１ｂには液体被膜３３が形成されている。
熱風加熱機１１から液体被膜３３に熱風が噴射されるると、液体被膜３３の温度は上昇し約３００°Ｃを越えると金属の析出がはじまり固体被膜３３ａの形成が進行する。又この際熱風に含まれる熱線のエネルギーはガラスをほとんど透過することなく表面３１ｂの近傍において吸収され、順次内部に伝導する。基板３１は表面３１ｂの熱風の噴射を受ける部分から昇温を始める。時間の経過と共に温度が３００°Ｃを越える部分の境界線は、図３の（ｂ）の線３４ｂ、図３の（ｃ）の線３４ｃへと順次拡大して行き、線３４ｃで裏面３１ａに到達する。ここまで線３４ｃの輪郭は急な変化はなく単調である。
次いで、図３の（ｄ）の線３４ｄへと順次拡大して行く。線３４ｄの一部はポリイミド板３２に属している。ガラスとポリイミドとの間には大きな熱伝導率の差はないので、線３４ｄの輪郭に大きな段差はなく単調な変化をするに過ぎない。そして３００°Ｃを越える部分が線３４まで拡大した後に、液体被膜３３は充分に加熱され固体被膜３３ａの形成が完了する。この線３４ｄの基板３１の表面３１ｂと裏面３１ａとにおける面方向の広がりには大きな差が生じ、両面の間の大きな温度勾配により基板３１の裏面３１ａに大きなひっぱり歪が発生する。そしてこの歪に耐えられないとき、基板３１の破損が惹起される。
これに対し、アルミニウム板上に密着したガラス基板では温度分布が全く異なる。
図４はアルミニウム板上に密着したガラス基板を、その表面より熱風で加熱したときの温度分布を模式的に示す図である。
図４の（ａ）において、ガラスの基板４１の裏面４１ａにはアルミニウム板４２の表面４２ａが密接している。基板４１の表面４１ｂには液体被膜４３が形成されている。
熱風加熱機１１から液体被膜４３に熱風が噴射されるると、液体被膜４３の温度は上昇し約３００°Ｃを越えると金属が析出して固体被膜４３ａの形成が進行する。この際基板４１の表面４１ｂの一部の温度が上昇し始める。時間の経過と共に温度が３００°Ｃを越える部分の境界線は拡大し、図４の（ａ）の線４４ａへと順次拡大し裏面４１ａに到達する。図４の（ａ）は図３の（ｃ）と同様でありその輪郭は急な変化はなく単調である。
３００°Ｃを越える部分が裏面４１ａに到達するとアルミニウムの熱伝導率はガラスの熱伝導率に比べて極めて大きいから、アルミニウム板４２の表面４２ａから熱はアルミニウム板４２の中に急に広がり、図４の（ｂ）の線４４ｂに示すようには輪郭には急な変化が生じてくる。熱はアルミニウム板４２の中を更に急速に広がり、図４の（ｃ）の線４４ｃに示すように、輪郭はアルミニウム板４２の中の部分では図に示せる範囲を越えてしまう。ガラスの基板４１の中でも輪郭は既に単調な線を描かいていない。アルミニウム板４２に伝達し広がった熱は、伝導又は輻射によりガラスの基板４１を加熱するに至り、裏面４１ａの温度は裏面４１ａに近接する内部の線４１ｃの温度より高くなる。３００°Ｃを越える部分の境界線である線４４ａの面方向の広がりは表面４１ｂで最も大きく順次縮小するが、裏面４１ａに近接すると再び拡大する。線４４ａの表面４１ｂと裏面４１ａとの面方向の広がりは大きくない。即ち、両面の間には大きな温度勾配がない。従って基板４１の裏面４１ａに発生するひっぱり歪は大きくならず、基板４１の破損を惹起するには至らない。
本実施例において、熱風に代えレーザ光等の光エネルギーにより加熱することもできる。
次に第２実施例について図５により説明する。前述した実施例と同一又は類似の部分は同一の符号をもって説明し、同一又は類似の部分の説明は詳述を省略する。図５は微細パターン補修装置の概念図である。
基台２には２本の支柱５０が立設され、支柱５０には支柱５０に対して上下方向に図示しない滑動装置により滑動可能な部材５１が設置され、部材５１の上部には制止部材５３が設置されている。一方、基台２の中央には支持台５２が立設され、支持台５２の上部には受け５４が設置されている。受け５４の上に載置された金属板６は、制止部材５３に抑圧された基板７と密接している。
密着の動作は次のようである。先ず、部材５１を図示しない滑動装置により上方に滑動させる。次いで受け５４に金属板６を載置し、更にその上に基板７を載置する。基板７の上面を制止部材５３の下面にあてがい、部材５１を下方に滑動させる。すると基板７は金属板６と制止部材５３とに挿まれて圧力を受け密着する。
本発明の第３の実施例に係る微細パターン補修方法を図６により説明する。前述した各実施例と同一又は類似の部分は同一の符号を以て説明し、同一又は類似の部分の説明の詳述を省略する。
基板７の表面に形成された微細パターン８の欠陥部９に形成された液体被膜１０に対応する基板７の裏面に、金属箔５５を貼付する。１２〜１５μｍ厚の銅箔やアルミニウム箔が適当である。基板７を表面を上にして基台２に立設された支柱５６の上に載置するする。基板７の上方に設置された熱風加熱機１１から熱風を基板７の表面の欠陥部９に噴射する。
上述した両実施例において、熱風に代えレーザ光等の光エネルギーにより加熱することもできる。
本発明の第４の実施例に係る微細パターン補修方法及び微細パターン補修装置を図７により説明する。前述した各実施例と同一又は類似の部分は同一の符号を以て説明し、同一又は類似の部分の説明の詳述を省略する。基台２には支柱６３が立設され、支柱６３には平枡６１が設置されている。平枡６１は角形の平板６１ａとその４辺に立設された、高さの極めて低い、０．５〜３ｍｍ程度の堤状の突起部６１ｂからなり、突起部６１ｂは上辺が平滑平面の四辺形の枠６１ｃを形成している。枠６１ｃの上辺には基板７が、その表面に形成された微細パターン８の欠陥部９に形成された液体被膜１０が枠６１ｃに対応するようにして、密接し載置される。すると基板７と平枡６１とは平たい薄層空間６２を形成する。薄層空間６２の内部は通常は常圧の空気により充満されているが、必要により図示しない減圧装置により減圧することができる。このようにして薄層空間６２が断熱層として基板７の裏面に接して形成される。平枡６１の底には、必要に応じ、合成樹脂薄膜のごとき断熱材を敷いて更に断熱効果を大きくすることもできる。
熱風加熱機１１から熱風が基板７の表面の欠陥部９に噴射されると、基板７は表面から加熱され熱は順次基板７の内部に伝導する。この際基板７の裏面には薄層空間６２が断熱層として作用し、表面から伝導された熱が基板７外に放散されずに蓄積し、表面と裏面の温度差が大きくならない。従って温度勾配が基板７を破壊するほどに大きくならず基板７は破損しない。
本実施例では平枡が一体に構成れているが、他の実施態様として平板の上に四辺形又はその他の形状の枠を載置して薄層空間を形成することもできる。又固体の断熱薄膜を基板裏面に貼付することもできる。
本発明の第５の実施例に係る微細パターン補修方法及び微細パターン補修装置を図８により説明する。前述した各実施例と同一又は類似の部分は同一の符号を以て説明し、同一又は類似の部分の説明の詳述を省略する。基台２には支持台７１が立設され、支持台７１上に基板７が支持されている。
基台２には又伸縮可能な支柱７２が立設され、支柱７２の上端には平滑な表面を有する加熱板７３が固設されている。加熱板７３は図示しない電源に接続している。基板７の表面に形成された微細パターン８の欠陥部９に形成された液体被膜１０に対応するように、基板７の裏面に加熱板７３の表面を密着させる。必要があれば両者の間に金属箔を挿入し、密着性と熱伝導性を向上させることができる。加熱板７３に通電し、温度を約３００〜４００°Ｃに上昇させると、熱は基板７の裏面よりその表面に伝わり、次いで液体被膜１０に伝わる。加熱板７３は液体被膜１０に較べると広い面積を有しているから、基板７を局部的に加熱することがなく、強い温度勾配は形成されず、従って温度勾配が基板７を破壊するほどに大きくならず基板７は破損しない。
又、液体被膜１０はその表面でなく基板７側から加熱されるから、形成される金属被膜は表面に皺がよることもなく一様性の高い良質なものが形成される。
本発明の第６の実施例に係る微細パターン補修方法及び微細パターン補修装置を図９により説明する。前述した各実施例と同一又は類似の部分は同一の符号を以て説明し、同一又は類似の部分の説明の詳述を省略する。基台２には支持台７１が立設され、基板７は微細パターン８の欠陥部９に液体被膜１０が形成されている表面を上にして、支持台７１上に支持されている。
基板７の下方に設置された熱風加熱機１１から熱風を基板７の裏面の、液体被膜１０に対応する部位に向け噴射し熱風を加熱する。
この際、基板の厚さ、形状、大きさによっては、基板７の裏面の液体被膜１０に対応する部位に、あらかじめ金属箔７５を貼付しておくことにより良好な結果を得ることができる。金属箔としては１２〜１５μｍ厚の銅箔やアルミニウム箔が適当である。
発明の効果
以上のとおり本発明を構成したので、本発明は下記の効果を奏する。即ち、本発明により、基板の表面に形成された液体被膜が加熱されて固体被膜部が形成される時、基板又は微細パターンは損傷されることがない。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の一実施例に係る微細パターン補修装置の概念図である。
第２図は、本発明の一実施例に係る熱風加熱機の断面図である。
第３図は、本発明の一実施例を説明するための、ポリイミド板上に密着したガラス基板を、その表面より熱風で加熱したときの温度分布を模式的に示す図である。
第４図は、本発明の一実施例を説明するための、アルミニウム板上に密着したガラス基板を、その表面より熱風で加熱したときの温度分布を模式的に示す図である。
第５図は、本発明の第２施例に係る微細パターン補修装置の概念図である。
第６図は、本発明の第３の実施例に係る微細パターン補修装置の概念図である。
第７図は、本発明の第４の実施例に係る微細パターン補修装置の概念図である。
第８図は、本発明の第５の実施例に係る微細パターン補修装置の概念図である。
第９図は、本発明の第６の実施例に係る微細パターン補修装置の概念図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年10月12日(2004.10.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  基板の表面に形成された微細パターンの欠陥部上に形成された金属を含有する液体材料の液体被膜を加熱して金属の固体被膜を形成することにより微細パターンを補修する微細パターン補修方法において、前記基板の裏面に高熱伝導手段を当接させ、前記基板の表面側より加熱することを特徴とする微細パターン補修方法。
【請求項２】  基板の表面に形成された微細パターンの欠陥部上に形成された金属を含有する液体材料の液体被膜を加熱して金属の固体被膜を形成することにより微細パターンを補修する微細パターン補修方法において、前記基板の裏面に高熱伝導手段を当接させ、前記基板の表面側より熱風を噴射して加熱することを特徴とする微細パターン補修方法。
【請求項３】  基板の表面に形成された微細パターンの欠陥部上に形成された金属を含有する液体材料の液体被膜を加熱して金属の固体被膜を形成することにより微細パターンを補修する微細パターン補修方法において、前記基板の裏面に断熱手段を当接させ、前記基板の表面側より加熱することを特徴とする微細パターン補修方法。
【請求項４】  高熱伝導性板と、熱風加熱機とを具備し、前記高熱伝導性板は、表面に形成された微細パターンの欠陥部上に金属を含有する液体材料の液体被膜が形成された基板の裏面に着脱可能に密着し、前記熱風加熱機は前記基板の表面側より前記液体被膜に熱風を噴射し加熱して金属の固体被膜を形成することを特徴とする微細パターン補修装置。
【国際調査報告】
2003069023.tif 000012
2003069023.tif 000013
2003069023.tif 000014
2003069023.tif 000015