(57)【要約】【課題】製造歩留まりの向上と、製造スループットの短縮との両立を図ることのできる、より簡潔で確実なレーザ加工方法を提供する。【解決手段】加工対象物３における、材料を互いに異にする２以上の層からなる多層膜の反射率に基づいて、レーザ光の波長を選定し、この波長のレーザ光を加工対象物３に照射してレーザ加工を行う。【選択図】図１
2008112954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、加工対象物を支持する支持台と、前記支持台上で局所的に圧力調整がなされる局所排気部へ向けてレーザ光を導入する局所排気装置と、前記レーザ光を出力するレーザ光源部とを有するレーザ加工装置であって、
前記局所排気装置が、前記支持台に対する浮上用ガスの噴射によって、前記支持台から相対的に浮上可能とされており、
前記加工対象物が、少なくとも、材料を互いに異にする２以上の層からなる多層膜を有しており、
前記レーザ光源部に、前記加工対象物の反射率が入力される入力部が連結されている
ことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
加工対象物にレーザ光を照射するレーザ加工方法であって、
前記レーザ光の波長を、前記加工対象物における、材料を互いに異にする２以上の層からなる多層膜の、反射率に基づいて選定する
ことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項３】
予め、前記レーザ光の複数の波長について、前記多層膜の膜厚に応じた反射率の変化を測定し、
前記複数の波長の少なくとも一部において、可視光領域における平均反射率に比して高い反射率を示す波長が生じる厚さに、前記多層膜の厚さを選定し、
前記平均反射率に比して高い反射率に相当する波長のレーザ光を、前記多層膜に照射して加工を行う
ことを特徴とする請求項２に記載のレーザ加工方法。
【請求項４】
予め、前記レーザ光の複数の波長について、前記多層膜の膜厚に応じた反射率の変化を測定し、
前記複数の波長の少なくとも一部において、反射率の極大値が生じる厚さに、前記多層膜の膜厚を選定し、
前記極大値に相当する波長のレーザ光を、前記多層膜に照射して加工を行う
ことを特徴とする請求項２に記載のレーザ加工方法。
【請求項５】
前記レーザ光が、パルス幅が１０ピコ秒以下のパルスレーザ光である
ことを特徴とする請求項２に記載のレーザ加工方法。
【請求項６】
前記レーザ光が、１パルスあたりのエネルギー密度が０．１Ｊ／ｃｍ２以下のパルスレーザ光である
ことを特徴とする請求項２に記載のレーザ加工方法。
【請求項７】
前記多層膜が、互いに異なる導電部材が絶縁膜を介して立体交差する立体交差部である
ことを特徴とする請求項２に記載のレーザ加工方法。
【請求項８】
前記加工対象物が、前記多層膜上に、上層絶縁膜を有し、
予め、前記レーザ光の複数の波長について、前記上層絶縁膜及び前記多層膜の膜厚に応じた反射率の変化を測定し、
前記複数の波長の少なくとも一部において、可視光領域における平均反射率に比して低い反射率を示す波長が生じる厚さに、前記上層絶縁膜及び前記多層膜の厚さを選定し、
前記平均反射率に比して低い反射率に相当する波長のレーザ光を、前記上層絶縁膜及び前記多層膜に照射して加工を行う
ことを特徴とする請求項２に記載のレーザ加工方法。
【請求項９】
前記加工対象物が、前記多層膜上に、上層絶縁膜を有し、
予め、前記レーザ光の複数の波長について、前記上層絶縁膜及び前記多層膜の膜厚に応じた反射率の変化を測定し、
前記複数の波長の少なくとも一部において、前記反射率の極小値が生じる厚さに、前記上層絶縁膜及び前記多層膜の膜厚を選定し、
前記極小値に相当する波長のレーザ光を、前記上層絶縁膜及び前記多層膜に照射して加工を行う
ことを特徴とする請求項２に記載のレーザ加工方法。
【請求項１０】
レーザ加工による配線基板の製造方法であって、
前記配線基板の製造において、
前記配線基板を構成する、材料を互いに異にする２以上の層からなる多層膜に対するレーザ光の照射を、前記多層膜の反射率に基づいて前記レーザ光の波長を選定する
ことを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項１１】
配線基板を備える表示装置の製造方法であって、
前記配線基板の製造を、
前記配線基板を構成する、材料を互いに異にする２以上の層からなる多層膜の反射率に基づいて、前記多層膜に照射するレーザ光の波長を選定することによって行う
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項１２】
材料を互いに異にする２以上の層からなる多層膜に対するレーザ光の照射が、前記多層膜の反射率に基づく前記レーザ光の波長の選定によってなされることにより製造された
ことを特徴とする配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工装置と、この加工装置を用いて行うことのできるレーザ加工方法と、このレーザ加工方法による配線基板の製造方法と、この配線基板を備える表示装置の製造方法と、このレーザ加工方法によって得られる配線基板と、に関する。
【背景技術】
【０００２】
量産が前提となる構造物においては、その目的に応じて、所定の構造パターンが定められている。このような構造物としては、部材（配線等）や素子（キャパシタ等）を含む配線基板、或いはフォトマスクなどが挙げられる。また、配線基板を備え、かつ製造過程でフォトマスクが用いられる構造物としては、所謂フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ；平面表示装置）などの表示装置が挙げられる。
しかしながら、これらの構造物は、その製造において所定のパターンが完全に形成されるとは限らず、部材や素子が、過剰に（例えば所定の領域からはみ出して）形成されたり、不十分に（例えば所定の領域内で不均一に）しか形成されなかったりすることがある。
【０００３】
この具体的な例として、表示装置の場合について説明する。
表示装置（例えばフラットパネルディスプレイ）は、２次元マトリクス状に設けられた多数の画素によって画面が構成され、薄型、軽量、低消費電力などの優れた特性を有している。このような表示装置は、駆動方式に応じて分類されるが、各画素電極にスイッチ素子が電気的に接続されてなるアクティブマトリックス方式の表示装置は、隣接画素間でのクロストークが抑制されるなど、特に良好な画質（画像）が得られる。このため、アクティブマトリックス型の表示装置は、研究・開発が盛んに行われており、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）やテレビ（ＴＶ）等の表示装置として、広く用いられている。なお、フラットパネルディスプレイは、発光方式によっても、液晶表示や有機ＥＬ表示などに分類される。
【０００４】
アクティブマトリックス型の表示装置は、ガラス等の透明絶縁基板上に、下層の金属配線パターン（例えば複数本の走査線）と、絶縁膜と、上層の金属配線パターン（例えば複数本の信号線）とが、積層された構成による、配線基板（所謂マトリックスアレイ基板、アレイ基板）を備えている。
下層の金属配線パターンと上層の金属配線パターンとは、互いに直交する方向に延在して格子状に配置され、格子の各マス目（交点）に相当する位置が画素とされる。上層の金属配線パターンは、ＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）等の透明導電材料からなる画素電極に連結される。また、各画素には、電極を制御するスイッチング素子が設けられている。このスイッチング素子が薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor；ＴＦＴ）である場合には、ＴＦＴのゲート電極は走査線に、ドレイン電極は信号線にそれぞれ電気的に接続され、ソース電極が画素電極に電気的に接続される。
【０００５】
このような配線基板においては、絶縁膜の欠陥や金属配線の断線など、局所的不良が生じることがある。局所的不良の具体例としては、上層の配線パターンと下層の配線パターンとが交差または重複する位置で、絶縁膜の欠陥や非絶縁性異物の混入によって上下の配線が電気的に連結してしまう、層間ショートが挙げられる。
配線基板でこのような局所的不良が生じると、例えば表示装置では、一部の画素が発光しなくなる所謂滅点化や、線状に複数の画素が滅点化する所謂滅線化などが発生するなど、画像表示性能が著しく損なわれてしまう。そのため、局所的不良の発生を抑制するために、製造工程の管理（異物の低減や欠陥の抑制など）が図られているが、発生を完全に回避することは難しい。
【０００６】
この問題に対し、上層の配線パターンと下層の配線パターンとが交差または重複する個所での層間ショートを修正する手法が開示されている（例えば特許文献１）。この手法は、上層の配線パターンと下層の配線パターンとが交差または重複する個所での層間ショートを修正する手法である。しかしながら、層間ショート部分上において上層のみのレーザカットは従来不可能であるため、交差個所以外の領域でのレーザカットおよびバイパス線の配線の工程により層間ショートを修正しており、工程が複雑となっている。
また、上部配線パターン間でのショートを修正する手法が開示されている（例えば特許文献２参照）。この手法は、上部配線パターン間でのショートを修正する手法である。しかしながら、レーザカットの必要領域が下部配線部にも存在する場合には、下層まで含めたレーザカットを行う行為による上層と下層間の層間ショートの発生が必ずしも防げないため、他領域のレーザカットにより層間ショート部の影響を除く必要があり、工程が複雑となっている。
【０００７】
このように、従来の修正手法は、工程が複雑であり、そのために製造スループットの長期化が避けられないという別の問題をも含んでいた。
また、このような従来の修正手法においては、配線基板における多層膜の膜厚が、装置の小型化などの目的から、微小化及び薄型化に主眼を置いて定められてきた。これに対し、本発明者らは、このような既定の膜厚を前提とする限り、修正が膜厚によって制約される範囲でしかレーザ加工の最適化を図ることができないことを見出した。すなわち、本発明者らは、最適なレーザ加工を行うためには、レーザ光の波長等の選定を、既定の膜厚によって制約を受けることなく行う必要があることを見出した。
【特許文献１】特開2001-77198号公報
【特許文献２】特開平11-282010号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、製造歩留まりの向上と、製造スループットの短縮との両立を図ることのできる、より簡潔で確実なレーザ加工方法と、この加工方法による配線基板の製造方法と、この配線基板を備える表示装置の製造方法と、レーザ加工装置とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るレーザ加工装置は、少なくとも、加工対象物を支持する支持台と、前記支持台上で局所的に圧力調整がなされる局所排気部へ向けてレーザ光を導入する局所排気装置と、前記レーザ光を出力するレーザ光源部とを有するレーザ加工装置であって、前記局所排気装置が、前記支持台に対する浮上用ガスの噴射によって、前記支持台から相対的に浮上可能とされており、前記加工対象物が、少なくとも、材料を互いに異にする２以上の層からなる多層膜を有しており、前記レーザ光源部に、前記加工対象物の反射率が入力される入力部が連結されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係るレーザ加工方法は、加工対象物にレーザ光を照射するレーザ加工方法であって、前記レーザ光の波長を、前記加工対象物における、材料を互いに異にする２以上の層からなる多層膜の、反射率に基づいて選定することを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る配線基板の製造方法は、レーザ加工による配線基板の製造方法であって、前記配線基板の製造において、前記配線基板を構成する、材料を互いに異にする２以上の層からなる多層膜に対するレーザ光の照射を、前記多層膜の反射率に基づいて前記レーザ光の波長を選定することを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る表示装置の製造方法は、配線基板を備える表示装置の製造方法であって、前記配線基板の製造を、前記配線基板を構成する、材料を互いに異にする２以上の層からなる多層膜の反射率に基づいて、前記多層膜に照射するレーザ光の波長を選定することによって行うことを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る配線基板は、材料を互いに異にする２以上の層からなる多層膜に対するレーザ光の照射が、前記多層膜の反射率に基づく前記レーザ光の波長の選定によってなされることにより製造されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るレーザ加工装置によれば、少なくとも、加工対象物を支持する支持台と、前記支持台上で局所的に圧力調整がなされる局所排気部へ向けてレーザ光を導入する局所排気装置と、前記レーザ光を出力するレーザ光源部とを有するレーザ加工装置であって、前記局所排気装置が、前記支持台に対する浮上用ガスの噴射によって、前記支持台から相対的に浮上可能とされており、前記加工対象物が、少なくとも、材料を互いに異にする２以上の層からなる多層膜を有しており、前記レーザ光源部に、前記加工対象物の反射率が入力される入力部が連結されていることから、製造歩留まりの向上と、製造スループットの短縮との両立を図ることのできる、より簡潔で確実なレーザ加工が可能となる。
【００１５】
本発明に係るレーザ加工方法によれば、レーザ光の波長を、前記加工対象物における、材料を互いに異にする２以上の層からなる多層膜の、反射率に基づいて選定することから、製造歩留まりの向上と、製造スループットの短縮との両立を図ることのできる、より簡潔で確実なレーザ加工を行うことが可能となる。
【００１６】
本発明に係る配線基板の製造方法によれば、前記配線基板を構成する、材料を互いに異にする２以上の層からなる多層膜に対するレーザ光の照射を、前記多層膜の反射率に基づいて前記レーザ光の波長を選定することから、製造歩留まりの向上と、製造スループットの短縮との両立を図ることのできる、より簡潔で確実なレーザ加工を行うことが可能となる。
【００１７】
本発明に係る表示装置の製造方法によれば、前記配線基板の製造を、前記配線基板を構成する、材料を互いに異にする２以上の層からなる多層膜の反射率に基づいて、前記多層膜に照射するレーザ光の波長を選定することによって行うことから、製造歩留まりの向上と、製造スループットの短縮との両立を図ることのできる、より簡潔で確実なレーザ加工を行うことが可能となる。
【００１８】
本発明に係る配線基板によれば、材料を互いに異にする２以上の層からなる多層膜に対するレーザ光の照射が、前記多層膜の反射率に基づく前記レーザ光の波長の選定によってなされることにより製造されたことから、短絡の除去が確実になされ、特性の向上が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２０】
＜レーザ加工装置の実施の形態＞
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明に係るレーザ加工装置の実施の形態を説明する。
なお、本実施形態においては、加工対象物が（例えばＴＦＴ基板などの）配線基板である配線基板の製造装置を例として、レーザ加工装置の実施の形態を説明する。
【００２２】
図１Ａ及び図１Ｂに、本実施形態に係るレーザ加工装置の概略構成図を示す。本実施形態に係るレーザ加工装置１は、少なくともレーザエッチング機能を備え、特に本実施形態においては、レーザＣＶＤ法による成膜機能をも備えた装置である。
本実施形態に係るレーザ加工装置１は、図１Ａに示すように、加工対象物３の配置部となる、つまり加工対象物３が配置されるとこれを支持する支持台２と、この支持台２上に支持される加工対象物３に対向して配置された、局所的な成膜を行うための局所排気装置（本実施形態では成膜機能とエッチング機能を兼ね備えた局所成膜エッチングヘッド；局所加工ヘッド）４とを有する。なお、本実施形態において、加工対象物３は配線基板であり、少なくとも、材料を互いに異にする２以上の層からなる多層膜を有している。
【００２３】
局所排気装置４の中心直下部は、レーザ光源部（図示せず）からのパルスレーザ光Ｌが集光導入され、かつ局所的な圧力調整がなされる局所的空間（後述する局所排気部６）となる。レーザ光源部には、加工対象物３の多層膜における反射率が入力される入力部が連結されている。
局所排気部６は、原料供給手段５とは別に、原料ガスとともに雰囲気を構成するパージガスを供給するパージガス供給手段７も連結されている。原料供給手段５及びパージガス供給手段７は、それぞれ、局所排気装置４内の原料ガス流路１７及びパージガス流路１８を介して、この局所的空間に連結されている。
なお、パージガス流路１８の局所排気部６に対向する開口を、やや透明窓１９に向かう角度に傾けて設けることにより、透明窓１９の汚れを抑制することができる。また、局所排気部６に連結して局所排気手段（図示せず）が設けられた場合には、排気手段１０及び１１との排気のバランスを調整することにより、局所排気部６において上昇気流を発生させ、エッチング除去されて気化した材料が加工対象物３に再付着することを抑制することができる。
【００２４】
局所排気装置４には、更に、例えば圧縮したアルゴンガス（Ａｒ）もしくは窒素ガス（Ｎ２）を支持台２側に向けて噴射することによって局所排気装置４を静圧浮上させる圧縮ガス供給手段９が連結されている。圧縮ガス供給手段９からの圧縮ガスは、供給路及び通気孔を構成するリング状の圧縮ガス供給路１４及びその開口部に配置された多孔質通気膜１３により、局所排気装置４に対向する支持台２に向けて均一に出射され、圧縮ガスの圧力や流量と、各排気手段による吸引量のバランスとを選定することによって、局所排気装置（局所成膜／エッチングヘッド）４の浮上量が決定される。浮上安定性は、ガスの粘性によっても向上される。すなわち、本実施形態に係るレーザ加工装置１において、局所排気装置４は静圧浮上パッド構成とされる。
【００２５】
この静圧浮上パッド構成により、局所排気装置４は、支持台２上の加工対象物である加工対象物３に対して相対的に変位可能とされる。静圧浮上の浮上剛性については、圧縮ガス供給手段９や排気手段１０及び１１のほか、原料供給手段５、局所排気手段６、パージガス供給手段７などによっても浮上剛性の向上を図ることが可能となる。ここで、浮上剛性とは、局所排気装置４と加工対象物の間の吸着力であり、この浮上剛性が十分でない場合には、局所排気装置４の加工対象物に対する高さ（ギャップ）の安定性が不十分となるとか、局所排気装置４の機械的もしくは力学的な安定性が不十分になるなどの問題が生じることから、浮上剛性を十分に確保しておくことが好ましい。
なお、実際に加工を行う際には、静圧浮上によって、加工対象物３の厚さよりも大となる高さに、局所排気装置４を支持台２から浮上させておくことによって、支持台２及び局所排気装置４の少なくとも一方を移動する際に、加工対象物３をスムーズに局所排気装置４の下へ挿入することが可能となる。
【００２６】
局所排気装置４と支持台２との間の空間形成は、必ずしも静圧浮上によらなくとも良いが、不活性気体が局所排気装置４から支持台２へと噴出されることにより、安定的な浮上のみならず、局所排気部６への外気の流入と、レーザエッチング時に局所排気部６で発生する気化物や粉塵の外部への飛散を、所謂ガスカーテン作用によって低減することができ、装置の周囲の環境（クリーンルーム等）の清浄性も維持できることから、不活性気体による静圧浮上によることが、特に好ましいと考えられる。
また、局所排気装置４の高さすなわち支持台２からの浮上量は、多孔質通気膜１３を例えば気孔率４０％の多孔質体によって構成した場合、不活性気体の噴出量の選定によって、数μｍ〜１００μｍ程度の広範囲に渡る調整が可能とされるが、多孔質通気膜１３の気孔率はこれに限られず、多孔質通気膜１３の材料も、多孔質アルミニウム（Ａｌ）に限られず、多孔質の金属、セラミックス、合成樹脂等の材料から所望の材料を選定することが可能である。
【００２７】
図１Ｂに、本実施形態に係るレーザ加工装置１を構成する局所排気装置４の、概略底面図を示す。
そして、局所排気装置４の底面には、支持台２側に向けて噴射された圧縮ガスと、加工対象物３に向けて供給されたガス（原料ガスやパージガス等）の余剰分とを、それぞれ、排気手段１０及び１１によって排気するためのリング状吸引溝（排気流路）１５及び１６が設けられている。そして、前述の局所的空間（局所排気部６）は、局所排気装置４の底面に臨んで、排気流路１５及び１６の端部を構成する吸引溝が形成する略同心環状の内側に、透明窓１９や透過孔２０から加工対象物３までの高さを占める略円筒状空間として、形成される。
本実施形態に係るレーザ加工装置１においては、レーザ加工装置１において、例えば図示しないレーザ光源装置からのレーザ光Ｌを、対物レンズ等によって集光し、透明窓１９を有する透過孔２０を通じて局所排気部６に導入することにより、局所排気部６内におけるレーザＣＶＤ法による薄膜形成やレーザエッチングによる薄膜除去などの加工が可能となる。
【００２８】
一方、パルスレーザ光Ｌのパルス幅Ｌは所望の値を選定することができるが、好ましくは１０ピコ秒以下、特に好ましくは所謂フェムト秒レーザと呼称される１ピコ秒以下のパルス幅を選定することが好ましい。パルス幅が１０ピコ秒よりも大きくなると、加工対象物３の被照射部に熱が蓄積し、これが加工対象物３内で拡散することによって、本来除去すべき被照射部の周辺が溶融してしまうためである。この溶融物の発生は、気化及び粉塵（ダスト）発生の原因となってしまうことため、レーザ光の１パルスあたりの照射時間を短くとることによって、熱拡散が生じるよりも短い時間に集中的に光エネルギーを供給し、溶融の発生進行を抑制することができる。
なお、このパルス幅の選定は、対象とする部材材料にも配慮すると、より好ましいと考えられる。例えば、加工対象物３上の除去対象（例えば配線のうち過剰に形成された一部）がアルミニウム（Ａｌ）よりなる場合には、適度なパルス幅として例えば２ピコ秒〜１０ピコ秒程度のパルス幅を選定することが好ましい。
【００２９】
また、パルスレーザ光Ｌの波長は所望の値を選定することができる。これに対して、加工対象物の被照射部周辺で溶融により生じる、所謂溶融だれの量は、回折限界により決定され、波長が長くなるほど、だれ量が広がる傾向がある。よって、レーザカット部分の境界だれ量を減らすためには、波長が短いレーザ光を選択することが望ましい。例えば波長３９０ｎｍ以下が好適である。
【００３０】
ここで、図１Ａ及び図１Ｂに示したレーザ加工装置１の、レーザＣＶＤ法による薄膜形成における概略動作について説明する。
まず、圧縮ガス供給手段（供給源）９から圧縮ガスを圧縮ガス供給路１４に供給し、多孔質通気膜１３を通して加工対象物３側に噴射し、局所排気装置４を加工対象物３から所定間隔だけ浮上させ、動作を開始する。この際、局所排気装置４の直下から離れた位置に、加工対象物３と略同程度の厚さを有しかつ加工対象物３に近接した浮上ステージ（図示せず）を用意しておき、この浮上ステージに載置しておいた局所排気装置４を浮上させてから、この局所排気装置４を加工対象物３上に移動させる手順を経ると、加工対象物３上に移動させる際に接触を確実に回避できるので、好ましいと考えられる。
【００３１】
この状態で、原料供給手段（供給源）５から原料ガス流路１７を介して成膜用の原料ガスを、パージガス供給手段７からパージガス流路１８を介してパージガスを、それぞれ局所排気部６に（つまり加工対象物３上の成膜すべき局所に）向けて供給する。成膜用の原料ガスとしては、例えばカルボニル化合物（タングステンカルボニルＷ（ＣＯ）６など）を用いることができる。
その後、レーザ光源装置からのレーザ光Ｌを透過孔２０、透明窓１９及び局所排気部６を通じて加工対象物３の成膜すべき局所に照射することにより、原料ガスの熱分解にもとづいて、加工対象物３の局所にＣＶＤ膜を成膜することができる。
【００３２】
＜レーザ加工方法、配線基板の製造方法、及び配線基板の実施の形態＞
次に、本発明に係るレーザ加工方法の実施の形態を説明する。なお、本実施形態では、レーザ加工によって配線基板の修正（製造）を行う場合を例として、説明を行う。また、加工装置としては、前述した実施形態のレーザ加工装置（配線基板の製造装置）を用いることとする。
【００３３】
本実施形態に係るレーザ加工方法（配線基板の製造方法）は、図２Ａの上面図及び図２Ｂの断面図に示すような、下層配線２１と、層間絶縁膜２２と、上層配線２３とが積層された多層膜において、層間絶縁膜２２の欠陥により、下層配線２１と上層配線２３の立体交差部で短絡部（層間ショート）２４が生じていた場合の修正に適用し得る。すなわち、短絡部２４を含む一部を、所定の条件でレーザエッチングすることにより、図２Ａの上面図及び図２Ｃの断面図に示すように、レーザカット部２５として除去し、必要に応じてレーザカット部２５を埋め込んで欠陥修正部２６を形成する場合に適用し得る。
また、本実施形態に係るレーザ加工方法（配線基板の製造方法）は、図３Ａの上面図及び図３Ｂの断面図に示すような、下層配線３１と、層間絶縁膜３２と、上層配線３３とが積層された多層膜において、異物等の混入により、下層配線３１と複数の上層配線３３をも巻き込んで短絡部（層間及び層内ショート）３４が生じていた場合の修正に適用し得る。すなわち、短絡部３４を含む一部を、所定の条件でレーザエッチングすることにより、図３Ａの上面図及び図３Ｃの断面図に示すように、レーザカット部３５として除去し、必要に応じてレーザカット部３５を埋め込んで欠陥修正部３６を形成する場合に適用し得る。
【００３４】
本実施形態に係るレーザ加工方法においては、まず、圧縮ガス供給手段９からの圧縮ガスを、多孔質通気膜１３を通して加工対象物３側に噴射し、局所排気装置４を加工対象物３から所定間隔だけ浮上させる。この状態で、レーザ光Ｌを加工対象物３のエッチングすべき領域に照射し、形成されている薄膜パターンの一部（例えば過剰に形成された配線の一部）をレーザエッチングにより除去する。
この際、レーザ光Ｌは、前述したようにパルス幅が１０ピコ秒以下のパルスレーザ光であることが好ましい。また、パルスレーザ光Ｌの波長を、加工対象物３の被照射部となる多層膜の膜厚及び反射率とともに選定し、この波長を、（必要に応じて膜厚及び反射率とともに）レーザ光源部と連動する入力部に入力して加工に反映することが好ましい。
【００３５】
具体例としては、図４Ａに示すような積層構造を有する多層膜に対するレーザエッチングを行う場合が挙げられる。すなわち、予め、層間絶縁膜に対応する窒化シリコン（ＳｉＮ）層及び酸化シリコン（ＳｉＯ）膜の膜厚に応じた反射率の変化を測定し、複数の波長の少なくとも一部において、可視光領域における平均反射率に比して高い反射率を示す波長が生じる膜厚の多層膜に、平均反射率に比して高い反射率に相当する波長のレーザ光を照射して加工を行う。
【００３６】
この具体例に関して、より詳細に説明を行う。
まず、窒化シリコン層の厚さを１５０ｎｍ、酸化シリコン層の厚さを１５０ｎｍとした場合の、層間絶縁膜に対する反射率のシミュレーション結果（反射スペクトル）を、図４Ｂに示す。厚さに応じて、スペクトルは全体の形状が変化するが、この厚さ条件において、３９０ｎｍの反射率は、可視光領域における平均反射率（４１％）を大きく下回っている。すなわち、反射率は２２％となり、残りの７８％はＭｏ層で吸収されることになると考えられる。
したがって、この厚さ条件では、層間絶縁膜の下側に位置するモリブデン層が強いダメージを受けてしまうおそれが強い。
【００３７】
これに対し、図５Ａに示すような積層構造（厚さ条件）を有する多層膜に対するレーザエッチングを行う場合には、反射スペクトルが図５Ｂのように変化し、３９０ｎｍの反射率が極大値となって、可視光領域の平均反射率（４４％）を大きく上回る。すなわち、反射率は６４％となり、残りの３６％はＭｏ層で吸収されることになると考えられるため、図４Ａに示した構成における場合に比べて、Ｍｏ内で吸収されるエネルギーが半分以下になるため、下層の破壊を、抑制することが可能となる。
したがって、この厚さ条件であれば、波長３９０ｎｍのパルスレーザ光で加工を行う際にモリブデン層が受けるダメージを低減でき、図２Ｃ及び図３Ｃに示したような、下層配線を残存させながらショートを解消する修正加工が可能になると考えられる。
【００３８】
なお、レーザエネルギー密度としては、上層配線の材料の閾値エネルギー付近の値を選定することが好ましい。配線に用いうる材料として、例えば、Ｍｏの閾値は０．０９Ｊ／ｃｍ２、Ａｌの閾値は０．０８Ｊ／ｃｍ２と考えられることから、これらの近傍のエネルギー密度、つまり０．１Ｊ／ｃｍ２以下での加工が好ましいと考えられる。
この値よりもエネルギー密度を上げた加工では、下層の破壊現象が発生する可能性が高まり、選択加工性が失われるおそれがある。また、この値よりもエネルギー密度を下げた加工では、上層の膜残りの可能性が高まるおそれがある。なお、レーザカット領域は、確実に修正を行うために、短絡部領域よりも約１ｕｍ程度大きめにとることが好ましい。
【００３９】
更に、本実施形態に係るレーザ加工方法（配線基板の製造方法）は、図６Ａの上面図及び図６Ｂの断面図に示すような、下層配線６１と、層間絶縁膜６２と、上層配線６３と、これらを覆う上層絶縁膜６７とが積層された多層膜において、異物等の混入により、下層配線６１と複数の上層配線６３をも巻き込んで短絡部（層間及び層内ショート）６４が生じていた場合の修正に適用し得る。すなわち、短絡部６４を含む一部を、所定の条件でレーザエッチングすることにより、図６Ａの上面図及び図６Ｃの断面図に示すように、レーザカット部６５として除去し、必要に応じてレーザカット部６５を埋め込んで欠陥修正部６６を形成する場合に適用し得る。
すなわち、本実施形態に係るレーザ加工方法は、図２及び図３で例示したような短絡部が剥き出しの場合のみならず、短絡部（及び上層配線）が上層絶縁膜によって覆われているような場合でも、上層絶縁膜の破壊を抑制しながら短絡の解消を図る形で適用し得る。
この場合、予め、上層絶縁膜に対応する窒化シリコン（ＳｉＮ）層及び酸化シリコン（ＳｉＯ）膜の膜厚に応じた反射率の変化を測定し、複数の波長の少なくとも一部において、可視光領域における平均反射率に比して低い反射率を示す波長が生じる膜厚の多層膜に、平均反射率に比して低い反射率に相当する波長のレーザ光を照射して加工を行う。つまり、特定の膜厚の上層絶縁膜における反射の抑制を図って、レーザ光の波長を選定する。
【００４０】
この具体例に関して、より詳細に説明を行う。
まず、図７Ａに示すような、窒化シリコン層の厚さを２００ｎｍ、酸化シリコン層の厚さを１００ｎｍとした積層構造（厚さ条件）の、上層絶縁膜に対する反射率のシミュレーション結果（反射スペクトル）を、図７Ｂに示す。厚さに応じて、スペクトルは全体の形状が変化するが、この厚さ条件において、３９０ｎｍの反射率は、可視光領域における平均反射率（５０％）を上回っている。すなわち、反射率は５７％となり、残りの４３％はＴｉ層で吸収されることになると考えられる。
したがって、この厚さ条件では、上層絶縁膜の下側に位置するチタン層が加工しにくいおそれが強い。
【００４１】
これに対し、図８Ａに示すような積層構造（厚さ条件）を有する上層絶縁膜においては、反射スペクトルが図のように変化し、３９０ｎｍの反射率が極小値となって、可視光領域の平均反射率（５３％）を大きく下回る。すなわち、上層絶縁膜での反射率は９．５％となり、残りの９０．５％はＴｉ層（上層配線）で吸収されることになると考えられる。したがってこの場合、図８Ａに示した構成における場合に比べて、Ｔｉ層内で吸収されるエネルギーがレーザ光の半分以上を占めるため、上層絶縁膜に覆われながらもＴｉ層の選択的破壊（選択的除去）が可能となる。
したがって、この厚さ条件であれば、波長３９０ｎｍのパルスレーザ光で加工を行う際にチタン層が吸収するエネルギーを増大でき、下層配線を残存させながら短絡部（ショート）を解消する修正加工が可能になると考えられる。
【００４２】
＜表示装置の製造方法の実施の形態＞
前述した実施形態に係る、レーザ加工方法の具体例である配線基板の製造方法によれば、製造された配線基板と、他の通常の部材とを組み合わせることにより、液晶ディスプレイをはじめとする表示装置が備えるバックライト等の、所謂光源装置を製造することも可能となる。
【００４３】
表示装置は一般に、蛍光管を備えた光源装置の配置方式によって、直下(ダイレクト)方式と、エッジライト（サイドライト）方式との２種類に大別される。
直下方式は、ディスプレイ面（表面）に対向する背面（裏面）に、蛍光管を複数備えた光源装置が設けられた構成を有する。光源装置からの光が直接的に利用できるため、高輝度化、高効率化、大型化に有利とされるが、薄型化が困難で、消費電力も大きい。
一方、エッジライト方式は、ディスプレイ面に対向する背面に、例えばアクリル製板状の導光部（ライトガイド）と光源装置とが配置された構成を有する。導光部で光が拡散されるため、小型化、薄型化、低消費電力化に有利とされるが、大画面のディスプレイでは重量が問題となる。なお、エッジライト方式は更に、光源装置の位置が導光部よりも背面側となるバックライトタイプと、光学素子において反射光を生じさせることを前提に光源装置の位置が導光部よりも表面側とされた、フロントライトタイプとに分類される。
【００４４】
前述した実施形態に係るレーザ加工方法によれば、これらの方式のいずれに限定されることなく、配線基板の製造を通して、様々な表示装置の製造を行うことが可能となる。
【００４５】
前述した配線基板の製造によって得られる表示装置の、具体的な一例について、図９を参照して説明する。
【００４６】
この表示装置４１は、光源装置４２を有する。光源装置４２の、樹脂による導光部４６内に、光源として蛍光管４７が設けられている。
【００４７】
本実施形態において、光源装置４２の、光学装置４３に対向する最近接部には、拡散シート４９が設けられている。この拡散シート４９は、蛍光管４７からの光を、光学装置４３側へ面状に均一に導くものである。光源装置４２の裏面側には、リフレクタ４４が設けられている。また、必要に応じて、リフレクタ４４と同様のリフレクタ４５が、導光部４６の側面にも設けられる。
なお、本実施形態に係る光源装置４２において、導光部４６を構成する樹脂は、エポキシ、シリコーン、ウレタンのほか、様々な透明樹脂を用いることができる。
【００４８】
また、表示装置４１は、光源装置４２からの光に対して変調を施すことにより所定の出力光を出力する光学装置（例えば液晶装置）４３を有する。この光学装置４３に対し、前述の光源装置４２は背面に設けられており、所謂直下方式のバックライトとなるこの光源装置４２から、光学装置４３に光が供給される。
【００４９】
この光学装置４３においては、光源装置４２に近い側から、偏向板５０と、ＴＦＴ（Thin Film Transistor；薄膜トランジスタ）用のガラス基板５１及びその表面のドット状電極５２と、液晶層５３及びその表裏に被着された配向膜５４と、電極５５と、電極５５上の複数のブラックマトリクス５６と、このブラックマトリクス５６間に設けられる画素に対応した第１（赤色）カラーフィルタ５７ａ，第２（緑色）カラーフィルタ５７ｂ，第３カラーフィルタ５７ｃと、ブラックマトリクス５６及びカラーフィルタ５７ａ〜５７ｃとは離れて設けられるガラス基板５８と、偏向板５９とが、この順に配置されている。
ここで、偏向板５０及び５９は、特定の方向に振動する光を形成するものである。また、ＴＦＴガラス基板５１とドット電極５２及び電極５５は、特定の方向に振動している光のみを透過する液晶層５３をスイッチングするために設けられるものであり、配向膜５４が併せて設けられることにより、液晶層５３内の液晶分子の傾きが一定の方向に揃えられる。また、ブラックマトリクス５６が設けられていることにより、各色に対応するカラーフィルタ５７ａ〜５７ｃから出力される光のコントラストの向上が図られている。なお、これらのブラックマトリクス５６及びカラーフィルタ５７ａ及び５７ｃは、ガラス基板５８に取着される。
【００５０】
前述した実施形態に係るレーザ加工方法（配線基板の製造方法）によれば、得られた配線基板を用いて、例えば少なくともＴＦＴガラス基板５１〜電極５５を構成することにより、滅点化や滅線化のおそれのあった箇所を修正して光源装置及び表示装置の製造を行うことができる。したがって、この配線基板を備える光源装置や表示装置によれば、歩留まりの改善が図られ、製造時のスループット短縮も図られる。
【００５１】
＜実施例＞
本発明に係るレーザ加工方法の具体例として、配線基板（アレイ基板）の製造方法の実施例（検討結果）について説明する。
【００５２】
図１Ａ及び図１Ｂに示した装置を用い、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor；ＴＦＴ）基板を加工対象物として、レーザ加工を行った。
【００５３】
まず、圧縮ガス供給手段９から供給したアルゴン（Ａｒ）または窒素（Ｎ２）による不活性気体を、局所排気装置４内の多孔質通気膜１３を通じて支持台２に向けて噴出させることによって、局所排気装置４を、加工対象物３の厚さよりも高く、例えば１００μｍ浮上させておく。これにより、次の工程における局所排気装置４と加工対象物３との接触を、加工対象物３に多少の反りやうねりが生じている場合を含めて、回避することができる。
【００５４】
次に、支持台２を水平方向に移動させ、加工対象物３を局所排気装置４と支持台２との間に挿入した後、局所排気装置４の高さを加工対象物３から２０μｍとして、支持台２を、加工対象物３の短絡発生箇所がパルスレーザ光の被照射部となるように、水平方向に移動させて、局所排気装置４と加工対象物３の相対位置調整を行う。
【００５５】
次に、パルスレーザ光源から、繰り返し１００Ｈｚ、パルス幅３ピコ秒、照射ビーム形状１０μｍ角のパルスレーザ光Ｌを５０００パルスだけ出力し、透明窓１９を介して、加工対象物３に対するレーザ光照射を行った。なお、レーザ光Ｌはアパーチャによって整形し、照射観察ユニットを用いて、対物レンズ倍率５０倍、作動距離１５ｍｍで観察しながら行った。
【００５６】
下層および層間絶縁膜の反射特性が図４Ｂのようであった加工対象物にレーザ加工を行った顕微鏡写真を、図１０Ａ及び図１０Ｂに示す。これらの結果から、下層配線の破壊が生じていることが確認できた。
これに対し、下層および層間絶縁膜の反射特性が図５Ｂのようであった加工対象物にレーザ加工を行った顕微鏡写真を、図１１Ａ及び図１１Ｂに示す。下層に影響を与えることなく、上層のみを選択除去できていることが確認できた。
【００５７】
なお、上層配線上に上層絶縁膜が形成された配線基板について（図６Ａ〜図６Ｃ参照）、レーザ加工を行った後の配線基板における上層配線間のリーク電流の測定を行った。測定結果を、図１２に示す。図１２は、縦軸のみ対数表示の片対数グラフにて測定結果を示している。
上層絶縁膜の反射特性が図８Ｂのようであった配線基板においては、レーザ加工による短絡除去を試みた結果、図１２に実線ａで示すように上層配線の抵抗に変化がみられなかった（高い抵抗を維持できた結果リーク電流が抑制されていた）ことから、下層に影響を与えることなく、上層のみを選択除去できていることが確認できた。
これに対し、上層絶縁膜の反射特性が図７Ｂのようであった配線基板においては、レーザ加工による短絡除去を試みた後でも、図１２に実線ｂで示すように大規模な電流リークが発生してしまい、短絡が除去できていないことが確認できた。
【００５８】
以上の実施の形態及び実施例で説明したように、本実施形態に係るレーザ加工方法、配線基板の製造方法、及び表示装置の製造方法によれば、例えば前述したレーザ加工装置を用いることにより、従来に比して簡潔で確実に加工（製造）を行うことができる。したがって、歩留まりの向上と、スループットの短縮との両立が図られる。
【００５９】
また、本実施形態に係るレーザ加工方法等によれば、層間ショートの発生が抑制されるため、廃棄処理される不良品が減少することから、生産効率の改善、及び製造コストの低減が図られる。
また、前述の溶融物は、加工対象の部材を構成する材料の結合性にも影響を受けるが、特に金属などの熱伝導の良い材料においては、加工部周辺に盛り上がりが生じやすく、上述の飛散距離も大きくなることから、本実施形態に係るレーザ加工方法によれば、熱伝導性が良好である部材を対象とする場合に、特段のダスト低減を図ることが可能となる。
【００６０】
そして、このようにして得られた配線基板は、材料を互いに異にする２以上の層からなる多層膜に対するレーザ光の照射が、前記多層膜の反射率に基づく前記レーザ光の波長の選定によってなされることにより製造されていることから、短絡の除去が確実になされ、特性の向上が図られる。
【００６１】
なお、以上の実施の形態の説明で挙げた使用材料及びその量、処理時間及び寸法などの数値的条件は好適例に過ぎず、説明に用いた各図における寸法形状及び配置関係も概略的なものである。すなわち、本発明は、この実施の形態に限られるものではない。
【００６２】
例えば、本実施形態に係るレーザ加工装置を、レーザ照射によって発生する気化物周辺の温度の低下は、気化物の固化及び再付着の原因となることから、加工対象である部材や不活性気体に対する加熱手段（図示せず）を設けた構成とすることによって、ダスト発生の抑制を図ることもできる。
なお、この加熱は、レーザ加工装置１を、例えば局所加工ヘッド３や支持台４の内部もしくは外部にヒーターを備えた構成とすることによって可能とされる。なお、加熱温度は、例えば上述の多孔質通気手段３５や部材５に過度の熱的負担を与えない程度に、例えば２００℃程度とすることが望ましく、局所加工ヘッド３自体にも同様の加熱を施すことにより、部材や不活性気体の温度低下を回避することが可能とされる。
【００６３】
また、層間絶縁膜は図４Ａ，図５Ａ，図７Ａ，図８Ａに示した構成に限らず、また、層数についても変化する場合もあるが、下層配線及び層間絶縁膜からなる多層膜の反射率を、使用するレーザ波長において最大ピークに合わせるべく、各層の膜厚を最適化することによって、本実施形態におけるのと同様に、加工の最適条件を選定することができる。
【００６４】
また、上層絶縁膜を有する加工対象物において、上層絶縁膜の積層構造（層数や材料など）は、前述したものに限られない。すなわち、前述したものと異なる積層構造の上層絶縁膜を有する対象物の加工（製造）においては、上層配線をはじめとする多層膜と、その上の上層絶縁膜との両方の反射率を、使用するレーザ波長において最小ピークに合わせるべく、各層の膜厚を最適化することによって、本実施形態におけるのと同様に、加工の最適条件を選定することができるなど、本発明は、種々の変形及び変更をなされうる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】Ａ，Ｂ  それぞれ、本発明に係るレーザ加工装置の一例の構成を示す概略構成図と、局所排気装置の底面図である。
【図２】Ａ〜Ｃ  それぞれ、本発明に係るレーザ加工方法の説明に供する説明図である。
【図３】Ａ〜Ｃ  それぞれ、本発明に係るレーザ加工方法の説明に供する説明図である。
【図４】Ａ，Ｂ  それぞれ、多層膜の一例の構成を示す模式図と、この構成における反射スペクトルを示す説明図である。
【図５】Ａ，Ｂ  それぞれ、多層膜の他の例の構成を示す模式図と、この構成における反射スペクトルを示す説明図である。
【図６】Ａ〜Ｃ  それぞれ、本発明に係るレーザ加工方法の説明に供する説明図である。
【図７】Ａ，Ｂ  それぞれ、多層膜の他の例の構成を示す模式図と、この構成における反射スペクトルを示す説明図である。
【図８】Ａ，Ｂ  それぞれ、多層膜の他の例の構成を示す模式図と、この構成における反射スペクトルを示す説明図である。
【図９】表示装置の説明に供する説明図である。
【図１０】Ａ，Ｂ  それぞれ、本発明に係るレーザ加工方法の説明に供する、加工結果の顕微鏡観察写真である。
【図１１】Ａ，Ｂ  それぞれ、本発明に係るレーザ加工方法の一例における、加工結果の顕微鏡観察写真である。
【図１２】リーク電流の測定結果の説明に供する説明図である。
【符号の説明】
【００６６】
１・・・レーザ加工装置、２・・・支持台、３・・・加工対象物（基板）、４・・・局所排気装置（局所成膜／エッチングヘッド）、５・・・原料供給手段、６・・・局所排気部（局所加工部）、７・・・パージガス供給手段、８・・・浮上ステージ、９・・・圧縮ガス供給手段、１０・・・排気手段、１１・・・排気手段、１２・・・オリフィス形成用部材、１３・・・多孔質通気膜、１４・・・圧縮ガス供給路、１５・・・排気流路（吸引溝）、１６・・・排気流路（吸引溝）、１７・・・原料ガス流路、１８・・・パージガス流路、１９・・・透明窓、２０・・・透過孔、２１，３１,６１・・・下層配線、２２，３２,６２・・・層間絶縁膜、２３，３３,６３・・・上層配線、２４，３４,６４・・・短絡部、２５，３５,６５・・・レーザカット部、２６，３６,６６・・・欠陥修正部、４１・・・表示装置、４２・・・光源装置、４３・・・光学装置、４４・・・リフレクタ、４５・・・リフレクタ、４６・・・導光部、４７・・・蛍光管、４９・・・拡散シート、５０・・・偏向板、５１・・・ＴＦＴガラス基板、５２・・・ドット電極、５３・・・液晶層、５４・・・配向膜、５５・・・電極、５６・・・ブラックマトリクス、５７ａ・・・第１カラーフィルタ、５７ｂ・・・第２カラーフィルタ、５７ｃ・・・第３カラーフィルタ、５８・・・ガラス基板、５９・・・偏向板、６７・・・上層絶縁膜
【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】
2008112954.tif 000011
【図１２】
2008112954.tif 000012
【図１０】
2008112954.tif 000013
【図１１】
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