(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上の既存の導電路の欠落部分を補修するための導電路を形成する方法であって，
上記欠落部分によって２つに分けられた上記基板上の既存の導電路の端部のそれぞれにオーバーラップさせて，上記既存の導電路の端部同士をつなぎ，かつ既存の導電路よりも幅広の補修領域を指定し，
上記補修領域に５から100ナノメートルの直径の金属粒子を含む，0.1から５マイクロメートルの厚さを持つ材料層を堆積し，
パターニング・レーザ・ビームを用いて上記材料層の領域のうちの一部であって，欠落部分に隣接する既存の導電路の端部上の一部を包含する領域（108，110，112）を選択的に焼結し，これによって焼結領域において上記金属粒子を導体とし，
上記焼結領域以外の上記材料層の部分をアブレートするために，上記焼結領域（108，110，112）がアブレートされる閾値未満のアブレーティング・レーザ・ビームを用い，
上記アブレートされる上記焼結領域以外の上記材料層の部分に，上記既存の導電路の端部（116，118）上および既存の導電路の側方領域（120）上に重なる材料層の部分が含まれ，
上記アブレーティング・レーザ・ビームが上記既存の導電路を損傷することなく，上記焼結領域以外の上記材料層の部分をアブレートするように動作し，
上記パターニング・レーザ・ビームの使用が，上記アブレーティング・レーザ・ビームの使用に先立って行われる，
方法。
【請求項２】
上記堆積が上記アブレーティング・レーザ・ビームを用いて堆積することを含む，請求項１に記載の基板上に導電路を形成する方法。
【請求項３】
上記材料層が導電インクを含む，請求項１に記載の基板上に導電路を形成する方法。
【請求項４】
上記パターニング・レーザ・ビームの使用およびアブレーティング・レーザ・ビームの使用に先立って上記導電インクを乾燥することをさらに含む，請求項３に記載の基板上に導電路を形成する方法。
【請求項５】
上記パターニング・レーザ・ビームが連続レーザ・ビームであり，40から100ｍＷの出力レベルを有している，請求項１に記載の基板上に導電路を形成する方法。
【請求項６】
上記アブレーティング・レーザ・ビームがパルスレーザ・ビームであり，１から500ミリジュール／ｃｍ２のフルエンス・レベルを有している，請求項１に記載の基板上に導電路を形成する方法。
【請求項７】
上記アブレーティング・レーザ・ビームがパルスレーザ・ビームであり，30から100ミリジュール／ｃｍ２のフルエンス・レベルを有している，請求項１に記載の基板上に導電路を形成する方法。
【請求項８】
上記堆積に先立って，
上記基板上に上記導電路の部分を形成する少なくとも２つの領域を規定し，
上記アブレーティング・レーザ・ビームを使用して上記少なくとも２つの領域において上記基板上に形成された非導電層の部分をアブレートする，
請求項１に記載の基板上に導電路を形成する方法。
【請求項９】
基板上の既存の導電路の欠落部分を補修するための導電路を形成する方法であって，
上記欠落部分によって２つに分けられた上記基板上の既存の導電路の端部のそれぞれにオーバーラップさせて，上記既存の導電路の端部同士をつなぎ，かつ既存の導電路よりも幅広の補修領域を指定し，
上記補修領域に５から100ナノメートルの直径の金属粒子を含む0.1から５マイクロメートルの厚さを有する材料層を堆積し，
パターニング・レーザ・ビームを用いて上記材料層の領域のうちの一部であって，欠落部分に隣接する既存の導電路の端部上の一部を包含する領域（108，110，112）を選択的に焼結し，これによって焼結領域において上記金属粒子を導体とし，
上記焼結領域以外の上記材料層の部分を除去するために，上記焼結領域（108，110，112）がアブレートされる閾値未満のアブレーティング・レーザ・ビームを用い，
除去される上記焼結領域以外の上記材料層の部分に，上記既存の導電路の端部（116，118）上および既存の導電路の側方領域（120）上に重なる材料層の部分が含まれ，
上記除去が，上記既存の導電路を損傷することなく，上記焼結領域以外の上記材料層の
部分を取り除き，
上記パターニング・レーザ・ビームの使用が，上記アブレーティング・レーザ・ビームの使用に先立って行われる，
方法。
【請求項１０】
上記堆積が第２のレーザ・ビームを用いて堆積することを含む，請求項９に記載の基板上に導電路を形成する方法。
【請求項１１】
上記材料層が導電インクを含む，請求項９に記載の基板上に導電路を形成する方法。
【請求項１２】
パターニング・レーザ・ビームの使用に先立って上記導電インクを乾燥することをさらに含む，請求項１１に記載の基板上に導電路を形成する方法。
【請求項１３】
上記パターニング・レーザ・ビームが連続レーザ・ビームであり，40から100ｍＷの出力レベルを有している，請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
上記堆積に先立って，
上記基板上に上記導電路の部分を形成する少なくとも２つの領域を規定し，
アブレーティング・レーザ・ビームを使用して上記少なくとも２つの領域において上記基板上に形成された非導電層の部分をアブレートする，
請求項９に記載の基板上に導電路を形成する方法。
【請求項１５】
パターニング・レーザ・ビームを生成するように動作するパターニング・レーザ，
アブレーティング・レーザ・ビームを生成するように動作するアブレーティング・レーザ，および
光学アセンブリに対して動作可能で，基板に対して上記光学アセンブリを位置決めするように動作する基板位置決めアセンブリ，
を備える光学アセンブリと，
基板上の既存の導電路の欠落部分によって２つに分けられた上記基板上の既存の導電路の端部のそれぞれにオーバーラップさせて，上記既存の導電路の端部同士をつなぎ，かつ既存の導電路よりも幅広の補修領域を指定するためのワークステーションと，を備え，
上記ワークステーションによって指定される上記補修領域に堆積される，５から100ナノメートルまでの直径を有する金属粒子を含む，0.1から５マイクロメートルの厚さを持つ材料層の領域のうちの一部であって，欠落部分に隣接する既存の導電路の端部上の一部を包含する領域（108，110，112）を選択的に焼結させるように上記パターニング・レーザ・ビームが動作され，これによって焼結領域において上記金属粒子を導体とし，
上記アブレーティング・レーザ・ビームが，上記焼結領域以外の上記材料層の部分をアブレートするために，上記焼結領域（108，110，112）がアブレートされる閾値未満で動作され，
上記アブレートされる上記焼結領域以外の上記材料層の部分に，上記既存の導電路の端部（116，118）上および既存の導電路の側方領域（120）上に重なる材料層の部分が含まれ，
上記アブレーティング・レーザ・ビームが上記既存の導電路を損傷することなく，上記焼結領域以外の上記材料層の部分をアブレートするように動作し，
上記パターニング・レーザ・ビームの使用が，上記アブレーティング・レーザ・ビームの使用に先立って行われる，
基板上の既存の導電路の欠落部分を補修するための導電路を形成するシステム。
【請求項１６】
上記基板位置決めアセンブリが，上記光学アセンブリに対してｘおよびｙの両方向に移動可能である，請求項１５に記載の基板上に導電路を形成するシステム。
【請求項１７】
上記パターニング・レーザが連続波レーザである，請求項１５に記載の基板上に導電路を形成するシステム。
【請求項１８】
上記アブレーティング・ビームがパルスレーザである，請求項１５に記載の基板上に導電路を形成するシステム。
【請求項１９】
ブロワーをさらに備えている，請求項１５に記載の基板上に導電路を形成するシステム。
【請求項２０】
上記材料層が導電ペーストを含む，請求項１に記載の基板上に導電路を形成する方法。
【請求項２１】
上記パターニング・レーザ・ビームを使用しかつ上記アブレーション・レーザ・ビームを使用するのに先立って，上記導電ペーストを乾燥することをさらに含む，請求項２０に記載の基板上に導電路を形成する方法。
【請求項２２】
上記材料層が導電ペーストを含む，請求項９に記載の基板上に導電路を形成する方法。
【請求項２３】
上記パターニング・レーザ・ビームを使用するのに先立って上記導電ペーストを乾燥することを含む，請求項２２に記載の基板上に導電路を形成する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は，概略的には電気回路の形成（製造）および補修（修理）に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板上に導電路（conductive paths）を形成しかつ補修するための多くの既知の技術が存在する。
【発明の概要】
【０００３】
この発明は，基板上に導電路を形成する改善された方法を提供することを目的とする。
【０００４】
すなわちこの発明の好ましい実施態様によると，基板上に導電路を形成する方法であって，上記基板上に５から100ナノメートルの直径の金属粒子を含む，0.1から５マイクロメートルの厚さを持つ材料層を堆積し，パターニング・レーザ・ビーム（patterning laser beam）を用いて上記材料層の領域を選択的に焼結し，これによって焼結領域において上記金属粒子を導体とし（causing said metal particles to together define a conductor），上記焼結領域以外の上記材料層の部分をアブレートするために，上記焼結領域がアブレートされる閾値未満（below a threshold at which said sintered regions would be ablated）のアブレーティング・レーザ・ビーム（ablating laser beam）を用いる方法が提供される。
【０００５】
好ましくは，上記堆積が上記アブレーティング・レーザ・ビームを用いて堆積することを含む。
【０００６】
この発明の好ましい実施態様では，上記材料層が導電インクまたはペーストを含む。さらに，基板上に導電路を形成する方法は，パターニング・レーザ・ビームの使用およびアブレーティング・レーザ・ビームの使用に先立って上記導電インクまたはペーストを乾燥することをさらに含む。
【０００７】
この発明の好ましい実施態様では，上記パターニング・レーザ・ビームが連続レーザ・ビーム（continuous laser beam）であり，40から100ｍＷの出力レベルを有している。好ましくは，上記アブレーティング・レーザ・ビームがパルスレーザ・ビーム（pulsed laser beam）であり，１から500ミリジュール／ｃｍ２のフルエンス（fluence）（単位面積あたりのエネルギー量）・レベルを有している。さらに好ましくは，上記アブレーティング・レーザ・ビームがパルスレーザ・ビームであり，30から100ミリジュール／ｃｍ２のフルエンス・レベルを有している。
【０００８】
この発明の好ましい実施態様では，上記アブレーティング・レーザ・ビームが上記基板上の他の構成要素を損傷することなく，上記焼結領域以外の上記材料層の部分をアブレートするように動作する。
【０００９】
好ましくは，上記パターニング・レーザ・ビームの使用が，上記アブレーティング・レーザ・ビームの使用に先立って実行される。または，上記アブレーティング・レーザ・ビームの使用が，上記パターニング・レーザ・ビームの使用に先立って実行される。
【００１０】
この発明の好ましい実施態様では，基板上に導電路を形成する方法は，上記堆積に先立って，上記基板上に上記導電路の部分を形成する少なくとも２つの領域を規定し，上記アブレーティング・レーザ・ビームを使用して上記少なくとも２つの領域において上記基板上に形成された非導電層（non-conductive layer）の部分をアブレートする。
【００１１】
この発明の他の好ましい実施態様では，基板上に５から100ナノメートルの直径の金属粒子を含む0.1から５マイクロメートルの厚さを有する材料層を堆積し，パターニング・レーザ・ビームを用いて上記材料層の領域を選択的に焼結し，これによって焼結領域において上記金属粒子を導体とし，上記焼結領域以外の上記材料層の部分を除去する，基板上に導電路を形成する方法も提供される。
【００１２】
好ましくは，上記堆積が第２のレーザ・ビーム（second laser beam）を用いて堆積することを含む。
【００１３】
この発明の好ましい実施態様では，上記材料層が導電インクまたはペーストを含む。さらに，基板上に導電路を形成する方法は，パターニング・レーザ・ビームを使用するのに先立って導電インク／導電ペーストを乾燥することを含む。
【００１４】
好ましくは，上記パターニング・レーザ・ビームが連続レーザ・ビームであり，40から100ｍＷの出力レベルを有している。
【００１５】
この発明の好ましい実施態様では，上記除去が，上記基板上の他の構成要素を損傷することなく，上記焼結領域以外の上記材料層の部分を取り除くことを含む。
【００１６】
好ましくは，基板上に導電路を形成する方法は，上記堆積に先立って，上記基板上に上記導電路の部分を形成する少なくとも２つの領域を規定し，アブレーティング・レーザ・ビームを使用して上記少なくとも２つの領域において上記基板上に形成された非導電層の部分をアブレートすることを含む。
【００１７】
この発明のさらに他の好ましい実施態様では，基板上に導電路を形成するシステムがさらに提供され，このシステムは，パターニング・レーザ・ビームを生成するように動作するパターニング・レーザ，アブレーティング・レーザ・ビームを生成するように動作するアブレーティング・レーザ，および光学アセンブリに対して動作可能で，基板に対して上記光学アセンブリを位置決めするように動作する基板位置決めアセンブリを備える光学アセンブリを含み，上記パターニング・レーザ・ビームが，上記基板上に５から100ナノメートルの直径を有する金属粒子を含む，0.1から５マイクロメートルの厚さを持つ材料層の範囲を選択的に焼結して上記基板上に堆積させるように動作され，これによって焼結領域において上記金属粒子を導体とし，上記アブレーティング・レーザ・ビームが，上記焼結領域以外の上記材料層の部分をアブレートするために，上記焼結領域がアブレートされる閾値未満で動作されるものである。
【００１８】
好ましくは，上記基板位置決めアセンブリは上記光学アセンブリに対してｘおよびｙの両方向に移動可能である。
【００１９】
この発明の好ましい実施態様では，上記パターニング・レーザは連続波レーザである。これに加えてまたは代えて，上記アブレーション・レーザはパルスレーザである。
【００２０】
好ましくは，基板上に導電路を形成するシステムはブロワーも含む。
【００２１】
この発明は，図面を参照する以下の詳細な記載から理解されかつ認識されよう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１Ａ】この発明の好ましい実施態様による基板上に導電路を形成するシステムの動作および方法を簡略化して示している。
【図１Ｂ】この発明の好ましい実施態様にしたがう，上記実施態様の一の特有の特徴を示すもので，基板上に導電路を形成するシステムの動作および方法を簡略化して示している。
【図２】この発明の他の好ましい実施態様による基板上に導電路を形成するシステム動作および方法を簡略化して示している。
【図３Ａ】この発明にさらに他の好ましい実施態様にしたがう基板上に導電路を形成するシステムの動作および方法を簡略化して示している。
【図３Ｂ】この発明のさらに他の好ましい実施態様にしたがう基板上に導電路を形成するシステムの動作および方法を簡略化して示すものである。
【図４】図１Ａから図３Ｂの方法論を実行するシステムを簡略化して示すものである。
【実施例】
【００２３】
はじめに図１Ａを参照して，図１Ａはこの発明の好ましい実施態様による，基板上に導電路（conductive path）を形成するシステムの動作および方法を簡略化して示すものである。図１Ａに示すように，図４に関連して以下に説明する導電路生成器102につなげられたワークステーション100を用いて，オペレータによって目視検査が行われる。
【００２４】
拡大図Ａに示すように，典型的には，オペレータは断線（cut）106のある導電路104の部分を見て指定補修（修理）領域108を指示し，その領域が上記ワークステーション100によって自動的に，またはワークステーション100を用いるオペレータによる手動により，描かれる。指定補修領域108は，好ましくは断線106を含むのみならず，導電路104の隣接領域110および112も含む。
【００２５】
拡大図Ｂに示すように，たとえば銀ナノ粒子もしくは銅ナノ粒子，銀もしくは銅合成物を含む導電インクもしくはペースト，または非金属導電インクもしくはペースト，たとえばカーボン・ナノチューブ・インクもしくはペーストが，指定補修領域108を超えて広げられ（extending beyond），導電路104の隣接領域116および118，ならびに補修すべき導電路の側方（alongside）の領域120をカバーする領域114上に堆積される。導電インクの堆積は，好ましくはドナー基板，典型的には導電インクによってコートされた透明ドナー基板上に衝突するレーザ・ビームを用いて実行される。上記レーザ・ビームは，典型的にはＵＶ，可視またはＮＩＲ範囲で出射する短パルス，ナノ秒パルスレーザ，たとえばフランス，メイランのチーム・フォトニクス（Team Photonics）から市販されているマイクロチップ・レーザによって生成される。または，導電インクは，基板上に局所的にそのようなインクを堆積するインクジェット・プリンタ・ヘッドまたはディスペンシング・ツール（dispensing tool）を用いて，補修領域上に堆積される。導電インクは，その後，好ましくは適切なブロワーの使用によってまたはそのレーザ加熱によって，乾かされる。
【００２６】
ナノ粒子銀インクは，アメリカ合衆国，ニュージャージー州，パーシッパニーのSun Chemical Corp.，アメリカ合衆国，デラウェア州，ウィルミントンのE.I. Du Pont De Nemours and Co.，ポーランド，ウッジのAmepox Microelectronics Ltd.，中国，江蘇省のKushan Hisense Electronics Co, Ltd，およびイスラエル，ミグダル・ハエメクのPV Nano Cell, Ltd.から市販されている。ナノ粒子銅インクは，アメリカ合衆国，ニューヨーク州，ロチェスターのIntrinsiq Materials Inc.から市販されている。カーボン・ナノチューブ・インクは，アメリカ合衆国，ミズーリ州，ローラのBrewer Scienceから市販されている。
【００２７】
好ましくは，堆積層は0.1から５マイクロメートルの厚さを有しており，５から100ナノメートルの直径，またはこれに代えて10から100ナノメートルの直径を持つ導電粒子（conductive particles）を含む。
【００２８】
拡大図Ｃに示すように，好ましくはレーザ焼結（laser sintering）が指定補修領域108に実行され，かつ拡大図Ｄに示すように，好ましくはレーザ・トリミング（laser trimming）がその周辺に沿って実行され，これにより領域116，118および120から未焼結導電インク（unsintered conductive ink）が除去される。好ましくは，必ずしも必要ではないが，導電インクの堆積に用いられたものと同じレーザを用いてレーザ・トリミングを実行することができる。
【００２９】
この発明の特有の特徴は，導電路104に重なる領域116および118からのレーザ・トリミングおよび未焼結導電インクの除去が，10ｐ秒から100ｎ秒，より詳細には100ｐ秒から10ｎ秒のパルス長を持ち，１から500ミリジュール／ｃｍ２，より詳細には30から100ミリジュール／ｃｍ２のパルス・エネルギー・フルエンス（pulse energy fluence）のパルスレーザの使用によって，導電路を損傷することなく実行されることである。
【００３０】
次に図１Ｂを参照して，図１Ｂは，この実施態様の特有の特徴の一つを示す，この発明の好ましい実施態様による，基板上に導電路を形成するシステムの動作および方法を簡略化して示すものである。
【００３１】
図１Ｂに示すように，図４に関連して以下に説明する導電路生成器102につなげられたワークステーション100を用いて，オペレータによって目視検査が行われる。
【００３２】
拡大図Ａに示すように，典型的には，オペレータは断線106のある導電路104の部分を見て指定補修領域108を指示し，その領域が上記ワークステーション100によって自動的に，またはワークステーション100を用いるオペレータによる手動により，描かれる。指定補修領域108は，好ましくは断線106を含むのみならず，導電路104の隣接領域110および112も含む。
【００３３】
拡大図Ｂに示すように，たとえば銀ナノ粒子，銅ナノ粒子，銀もしくは銅合成物を含む導電インクまたはペースト，または非金属導電インクもしくはペーストたとえばカーボン・ナノチューブ・インクもしくはペーストが，指定補修領域108を超えて広げられ，導電路104の隣接領域116および118，ならびに補修すべき導電路の側方の領域120をカバーする領域114上と，隣接する導電路132の部分をカバーする領域130とに堆積される。導電インクの堆積は，好ましくはドナー基板，典型的には導電インクによってコートされた透明ドナー基板上に衝突するレーザ・ビームを用いて実行される。上記レーザ・ビームは，典型的には，ＵＶ，可視またはＮＩＲ範囲で出射するする短パルス，ナノ秒パルスレーザ，たとえばフランス，メイランのTeem Photonicsから市販されているマイクロ・レーザ・チップによって生成される。または，導電インクは，基板上に局所的にそのようなインクを堆積するインクジェット・プリンタ・ヘッドまたはディスペンシング・ツールを用いて，補修領域上に堆積される。導電インクは，その後，好ましくは適切なブロワーの使用によってまたはそのレーザ加熱によって，乾かされる。
【００３４】
ナノ粒子銀インクは，アメリカ合衆国，ニュージャージー州，パーシッパニーのSun Chemical Corp.，アメリカ合衆国，デラウェア州，ウィルミントンのE.I. Du Pont De Nemours and Co.，ポーランド，ウッジのAmepox Microelectronics Ltd.，中国，江蘇省のKushan Hisense Electronics Co, Ltd，およびイスラエル，ミグダル・ハエメクのPV Nano Cell, Ltd.から市販されている。ナノ粒子銅インクは，アメリカ合衆国，ニューヨーク州，ロチェスターのIntrinsiq Materials Inc.から市販されている。カーボン・ナノチューブ・インクは，アメリカ合衆国，ミズーリ州，ローラのBrewer Scienceから市販されている。
【００３５】
好ましくは，堆積層は，0.1から５マイクロメートルの厚さを有しており，５から100ナノメートルの直径，またはこれに代えて10から100ナノメートルの直径を持つ導電粒子を含む。
【００３６】
拡大図Ｃに示すように，好ましくはレーザ焼結が指定補修領域108に実行され，かつ拡大図Ｄに示すように，好ましくはレーザ・トリミングがその周辺に沿って実行され，これにより領域116，118，120および130から未焼結導電インクが除去される。好ましくは，必ずしも必要でないが，導電インクの堆積に用いられたものと同じレーザを用いてレーザ・トリミングを実行することができる。
【００３７】
この発明の特有の特徴は，導電路104に重なる領域116および118からの，さらに隣接導電路132の部分に重なる領域130からのレーザ・トリミングおよび未焼結導電インクの除去が，10ｐ秒から100ｎ秒，より詳細には100ｐ秒から10ｎ秒のパルス長を持ち，１から500ミリジュール／ｃｍ２，より詳細には30から100ミリジュール／ｃｍ２のパルス・エネルギー・フルエンスのパルスレーザの使用によって，導電路または他の回路素子，たとえばシリコン・ベースのトランジスタ，キャパシタ，およびレジスタ，または透明導体を損傷することなく，達成されることである。これは，隣接導電路および回路素子が特にミクロン範囲で互いに近くにある場合に特に重要である。
【００３８】
次に図２を参照して，図２はこの発明の他の好ましい実施態様による，基板上に導電路を形成するシステムの動作および方法を簡略化して示すものである。図２に示すように，図４に関連して以下に説明する導電路生成器102につなげられたワークステーション100を用いて，オペレータによって目視検査が実行される。
【００３９】
拡大図Ａに示すように，典型的には，オペレータは断線106のある導電路104の部分を見て指定補修領域108を指示し，その領域が上記ワークステーション100によって自動的に，またはワークステーション100を用いるオペレータによって手動により，描かれる。指定補修領域108は，好ましくは断線106を含むのみならず，導電路104の隣接領域110および112も含む。
【００４０】
拡大図Ｂに示すように，たとえば銀ナノ粒子，銅ナノ粒子，銀もしくは銅合成物を含む導電インクまたはペースト，または非金属導電インクもしくはペースト，たとえばカーボン・ナノチューブ・インクもしくはペーストが，指定補修領域108を超えて広げられ，導電路104の隣接領域116および118，ならびに補修すべき導電路の側方の領域120をカバーする領域114上に堆積される。導電インクの堆積は，好ましくはドナー基板，典型的には導電インクによってコートされた透明ドナー基板上に衝突するレーザ・ビームを用いて実行される。上記レーザ・ビームは，典型的には，ＵＶ，可視またはＮＩＲ範囲で出射する短パルス，ナノ秒パルスレーザ，たとえばフランス，メイランのTeem Photonicsから市販されているマイクロチップ・レーザによって生成される。または，導電インクは，基板上に局所的にそのようなインクを堆積するインクジェット・プリンタ・ヘッドまたはディスペンシング・ツールを用いて，補修領域上に堆積される。導電インクは，その後，好ましくは適切なブロワーの使用によってまたはそのレーザ加熱によって，乾かされる。
【００４１】
ナノ粒子銀インクは，アメリカ合衆国，ニュージャージー州，パーシッパニーのSun Chemical Corp.，アメリカ合衆国，デラウェア州，ウィルミントンのE.I. Du Pont De Nemours and Co.，ポーランド，ウッジのAmepox Microelectronics Ltd.，中国，江蘇省のKushan Hisense Electronics Co, Ltd，およびイスラエル，ミグダル・ハエメクのPV Nano Cell, Ltd.から市販されている。ナノ粒子銅インクは，アメリカ合衆国，ニューヨーク州，ロチェスターのIntrinsiq Materials Inc.から市販されている。カーボン・ナノチューブ・インクは，アメリカ合衆国，ミズーリ州，ローラのBrewer Scienceから市販されている。
【００４２】
好ましくは，堆積層は，0.1から５マイクロメートルの厚さを有しており，５から100ナノメートルの直径，またはこれに代えて10から100ナノメートルの直径を持つ導電粒子を含む。
【００４３】
拡大図Ｃに示すように，図１Ａ−１Ｂの実施態様と異なり，好ましくは，レーザ・トリミングが，補修すべき導電路の側方の領域120から導電インクを除去するために実行される。これによって比較的高解像の補修導電路エッジ精細度（high resolution repaired conductive path edge definition）が提供され，好ましくは１ミクロン未満の精度および均一度（accuracy and uniformity below one micron）のエッジ精細度が提供される。
【００４４】
拡大図Ｄに示すように，好ましくはレーザ焼結が残りの部分の指定補修領域108に実行され，かつ拡大図Ｅに示すように，好ましくはさらなるレーザ・トリミングがその周辺に沿って実行され，これにより領域116および118から未焼結導電インクが除去される。好ましくは，必ずしも必要でないが，導電インクの堆積に用いられたものと同じレーザを用いてレーザ・トリミングを実行することができる。
【００４５】
この発明の特有の特徴は，導電路104に重なる領域116および118からのレーザ・トリミングおよび未焼結導電インクの除去が，10ｐ秒から100ｎ秒，より詳細には100ｐ秒から10ｎ秒のパルス長を持ち，１から500ミリジュール／ｃｍ２，より詳細には30から100ミリジュール／ｃｍ２のパルス・エネルギー・フルエンスのパルスレーザの使用によって，導電路を損傷することなく達成されることである。
【００４６】
この発明の変形例の好ましい実施態様では，適切な溶剤を用いて基板を洗浄することによって，導電路を損傷することなく，未焼結導電インクを導電路104に重なる領域116および118から取り除くことができる。適切な溶剤には，水，エタノール，イソプロパノール，シクロヘキサノール，またはその他の脂肪族アルコール類，アセトン，メチルエチルケトン，シクロヘキサノンまたはその他のケトン類，グリコールエーテルおよびグリコールエーテルアセテートが含まれる。さらに，界面活性剤およびキレート剤（chelating agents）といった添加剤を，処理を促進するために添加してもよい。このような界面活性剤およびキレート剤は，アメリカ合衆国，ミズーリ州，セントルイスのSigma-Aldrich Corporation，および日本，東京のTokyo Chemical Industryといった販売業者，およびアメリカ合衆国，ミシガン州のDow Chemical Companyのような製造業者から市販されている。この変形例の実施態様は，広い範囲の未焼結インクをもたらすことがある，そのようなインクを基板上に局所的に堆積するインクジェット・プリンタ・ヘッドまたはディスペンシング・ツールを用いて補修領域に上記導電インクを堆積するときに，特に有用である。
【００４７】
次に図３Ａを参照して，図３Ａはこの発明のさらに他の好ましい実施態様による，基板上に導電路を形成するシステムの動作および方法を簡略化して示すものである。ここで，図１Ａ−図２の実施態様と異なるのはバイパス導電路（bypass conductive path）が生成されることである。これは，導電路104の断線106の周辺において，補修すべき導体の下に（underneath）横方向に（in a cross direction）導体のような回路素子が存在するときに特に有用である。
【００４８】
図３Ａの機能性は，所望のパターンで基板上にドナー基板からのインクを描画する補修内容の内側および外側の両方において用いられることができることが理解されよう。これはたとえば，基板上を広範囲に補修するような，比較的広い領域に高い導電性材料を堆積するために用いることができる。
【００４９】
図３Ａに示すように，図４に関連して以下に説明する導電路生成器102につなげられたワークステーション100を用いて，オペレータによって目視検査が行われる。
【００５０】
拡大図Ａに示すように，典型的には，オペレータは断線106のある導電路104の部分を見て指定バイパス領域134を指示し，その領域が上記ワークステーション100によって自動的に，またはワークステーション100を用いるオペレータによって手動により，描かれる。指定バイパス領域134は，導電路104の部分にオーバーラップする領域135および136を含む。
【００５１】
拡大図Ｂに示すように，たとえば銀ナノ粒子，銅ナノ粒子，銀もしくは銅合成物を含む導電インクまたはペースト，または非金属導電インクもしくはペースト，たとえばカーボン・ナノチューブ・インクもしくはペーストが，指定バイパス領域134を超えて広げられ，指定バイパス領域134の周辺縁に沿いかつその外側の隣接領域138をカバーする領域137に堆積される。導電インクの堆積は，好ましくは，ドナー基板，典型的には導電インクによってコートされた透明ドナー基板上に衝突するレーザ・ビームを用いて実行される。上記レーザ・ビームは，典型的には，ＵＶ，可視またはＮＩＲ範囲を照射する短パルス，ナノ秒パルスレーザ，たとえばフランス，メイランのTeem Photonicsから市販されているマイクロチップ・レーザによって生成される。これに代えて，導電インクは，基板上に局所的にそのようなインクを堆積するインクジェット・プリンタ・ヘッドまたはディスペンシング・ツールを用いて，補修領域上に堆積される。導電インクは，その後，好ましくは適切なブロワーの使用によってまたはそのレーザ加熱によって乾かされる。
【００５２】
ナノ粒子銀インクは，アメリカ合衆国，ニュージャージー州，パーシッパニーのSun Chemical Corp.，アメリカ合衆国，デラウェア州，ウィルミントンのE.I. Du Pont De Nemours and Co.，ポーランド，ウッジのAmepox Microelectronics Ltd.，中国，江蘇省のKushan Hisense Electronics Co, Ltd，およびイスラエル，ミグダル・ハエメクのPV Nano Cell, Ltd.から市販されており，銀ナノ粒子およびミール合成ペーストは韓国のInkTecから市販されており，ナノ粒子銅インクは，アメリカ合衆国，ニューヨーク州，ロチェスターのIntrinsiq Materials Inc.から市販されている。カーボン・ナノチューブ・インクは，アメリカ合衆国，ミズーリ州，ローラのBrewer Scienceから市販されている。
【００５３】
好ましくは，堆積層は，0.1から５マイクロメートルの厚さを有しており，５から100ナノメートルの直径，またはこれに代えて10から100ナノメートルの直径を持つ導電粒子を含む。
【００５４】
拡大図Ｃに示すように，好ましくはレーザ焼結が指定バイパス領域134に実行され，かつ拡大図Ｄに示すように，好ましくはレーザ・トリミングがその外周に沿って実行され，領域138から導電インクが除去される。好ましくは，必ずしも必要ではないが，導電インクの堆積に用いられたものと同じレーザを用いてレーザ・トリミングを実行することができる。
【００５５】
この発明の特有の特徴は，導電路104に重なる領域138からの未焼結導電インクのレーザ・トリミングおよび除去が，10ｐ秒から100ｎ秒，より詳細には100ｐ秒から10ｎ秒のパルス長を持ち，１から500ミリジュール／ｃｍ２，より詳細には30から100ミリジュール／ｃｍ２のパルス・エネルギー・フルエンスのパルスレーザの使用によって，導電路を損傷することなく達成されることである。
【００５６】
この発明の変形例の好ましい実施態様では，適切な溶剤を用いて基板を洗浄することによって，導電路を損傷することなく，未焼結導電インクを導電路104に重なる領域138から取り除くことができる。適切な溶剤には，水，エタノール，イソプロパノール，シクロヘキサノールまたはその他の脂肪酸アルコール類，アセトン，メチルエチルケトン，シクロヘキサノンまたはその他のケトン類，グリコールエーテルおよびグリコールエーテルアセテートが含まれる。さらに，界面活性剤およびキレート剤といった添加剤を，処理を促進するために添加してもよい。このような界面活性剤およびキレート剤は，アメリカ合衆国，ミズーリ州，セントルイスのSigma-Aldrich Corporation，および日本，東京のTokyo Chemical Industryといった販売業者，およびアメリカ合衆国，ミシガン州のDow Chemical Companyのような製造業者から市販されている。この変形例の実施態様は，広い範囲の未焼結インクをもたらすことがある，そのようなインクを基板上に局所的に堆積するインクジェット・プリンタ・ヘッドまたはディスペンシング・ツールを用いて補修領域に上記導電インクを堆積するときに，特に有用である。
【００５７】
次に図３Ｂを参照して，図３Ｂはこの発明のさらに他の好ましい実施態様による，基板上に導電路を形成するためのシステムの動作および方法を簡略化して示すものである。図３Ａと異なるのは，導体104およびいくつかのまたはすべての基板が追加の非導電層によって覆われており，バイパス導電路が上記追加の非導電層の上に生成されていることである。
【００５８】
図３に示すように，図４に関連して以下に詳述する導電路生成器102につなげられたワークステーション100を用いて，オペレータによって目視検査が実行される。
【００５９】
拡大図Ａに示すように，典型的には，オペレータは断線106のある導電路104の部分を見て指定バイパス領域140を指示し，その領域が上記ワークステーション100によって自動的に，またはワークステーション100を用いるオペレータによって手動により，描かれる。指定バイパス領域140は，導電路104の部分にオーバーラップする領域141および142を含む。拡大図Ｂに特に示されるように，導電路104は非導電層143によって覆われており，典型的には基板の残りの部分の一部または全部も覆われている。
【００６０】
拡大図Ｂにさらに示されるように，導電路104に重なる参照符号144および145で示す領域141および142の部分から非導電層143の領域のレーザ・アブレーションが，典型的には10ｐ秒から100ｎ秒，より詳細には100ｐ秒から10ｎ秒のパルス長さを持ち，100から1500ミリジュール／ｃｍ２，より詳細には300から1000ミリジュール／ｃｍ２のパルス・エネルギー・フルエンスのパルスレーザを用いて実行される。
【００６１】
拡大図Ｃに示すように，たとえばナノ粒子銀インク，ナノ粒子銅インクといった導電インク，または非金属導電インクたとえばカーボン・ナノチューブ・インクが，指定バイパス領域140を超えて広げられ，指定バイパス領域140の周辺縁に沿いかつその外側に沿って隣接領域148をカバーする領域146に堆積される。導電インクは領域144および145にも堆積され，これによって導電路104からバイパス領域140に導電接続が形成される。
【００６２】
導電インクの堆積は，好ましくは，ドナー基板，典型的には導電インクによってコートされた透明ドナー基板上に衝突するレーザ・ビームを用いて実行される。上記レーザ・ビームは，典型的には，ＵＶ，可視またはＮＩＲ範囲を照射する短パルス，ナノ秒パルスレーザ，たとえばフランス，メイランのTeem Photonicsから市販されているマイクロチップ・レーザによって生成される。これに代えて，導電インクは，基板上に局所的にそのようなインクを堆積するインクジェット・プリンタ・ヘッドまたはディスペンシング・ツールを用いて補修領域上に堆積される。導電インクは，その後，好ましくは適切なブロワーの使用によって，またはそのレーザ加熱によって乾かされる。
【００６３】
ナノ粒子銀インクは，アメリカ合衆国，ニュージャージー州，パーシッパニーのSun Chemical Corp.，アメリカ合衆国，デラウェア州，ウィルミントンのE.I. Du Pont De Nemours and Co.，ポーランド，ウッジのAmepox Microelectronics Ltd.，中国，江蘇省のKushan Hisense Electronics Co, Ltd，およびイスラエル，ミグダル・ハエメクのPV Nano Cell, Ltd.から市販されており，銀ナノ粒子およびミール合成ペーストは韓国のInkTecから市販されており，ナノ粒子銅インクは，アメリカ合衆国，ニューヨーク州，ロチェスターのIntrinsiq Materials Inc.から市販されている。カーボン・ナノチューブ・インクは，アメリカ合衆国，ミズーリ州，ローラのBrewer Scienceから市販されている。
【００６４】
好ましくは，堆積層は，0.1から５マイクロメートルの厚さを有しており，５から100ナノメートルの直径，またはこれに代えて10から100ナノメートルの直径を持つ導電粒子を含む。
【００６５】
拡大図Ｄに示すように，好ましくはレーザ焼結が指定バイパス領域140に実行され，かつ拡大図Ｅに示すように，レーザ・トリミングが，好ましくはその外周に沿って実行され，領域148から未焼結導電インクが除去される。好ましくは，必ずしも必要ではないが，導電インクの堆積に用いられたものと同じレーザを用いてレーザ・トリミングを実行することができる。
【００６６】
この発明の特有の特徴は，導電路104に重なる領域148からの未焼結導電インクのレーザ・トリミングおよび除去が，10ｐ秒から100ｎ秒，より詳細には100ｐ秒から10ｎ秒のパルス長を持ち，１から500ミリジュール／ｃｍ２，より詳細には30から100ミリジュール／ｃｍ２のパルス・エネルギー・フルエンスのパルスレーザの使用によって，導電路を損傷することなく達成されることである。
【００６７】
この発明の変形例の好ましい実施態様では，適切な溶剤を用いて基板を洗浄することによって，導電路を損傷することなく，導電路104に重なる領域138から未焼結導電インクを取り除くことができる。適切な溶剤には，水，エタノール，イソプロパノール，シクロヘキサノールまたはその他の脂肪酸アルコール類，アセトン，メチルエチルケトン，シクロヘキサノンまたはその他のケトン類，グリコールエーテルおよびグリコールエーテルアセテートが含まれる。さらに界面活性剤およびキレート剤といった添加剤を，処理を促進するために添加してもよい。このような界面活性剤およびキレート剤は，アメリカ合衆国，ミズーリ州，セントルイスのSigma-Aldrich Corporation，および日本，東京のTokyo Chemical Industryといった販売業者，およびアメリカ合衆国，ミシガン州のDow Chemical Companyのような製造業者から市販されている。この変形例の実施態様は，広い範囲の未焼結インクをもたらすことがある，そのようなインクを基板上に局所的に堆積するためのインクジェット・プリンタ・ヘッドまたはディスペンシング・ツールを用いて補修領域に上記導電インクを堆積するときに，特に有用である。
【００６８】
次に図４を参照して，図４は図１Ａ−３Ｂの方法論を実行するシステムを簡略化して示している。
【００６９】
図４に示すように，上記システムは好ましくはワークステーション100および導電路生成器102を含む。ワークステーション100は好ましくはユーザ入力インターフェース152およびディスプレイ154を含むコンピュータ150を含む。
【００７０】
導電路生成器102は，シャーシ160を含む基板位置決めアセンブリ156を備え，シャーシは好ましくは一般的な光学テーブル162上に取り付けられている。シャーシ160は基板検査位置164を規定するもので，その上に検査および／修理すべき基板166を，典型的にはプリント回路基板（printed circuit board）（ＰＣＢ）またはフラット・パネル・ディスプレイ（flat panel display）（ＦＰＤ）といった電気回路を，配置することができる。基板166は，典型的には，欠落導体欠陥（missing conductor defects）のような一または複数の様々なタイプの欠陥，たとえば断線106を持つ。
【００７１】
基板位置決めアセンブリ156はまた，好ましくはシャーシ160に関して規定される，第１の検査軸174に沿って検査位置164に対して直線移動を行うブリッジ170を含む。
【００７２】
好ましくは，導電路生成器102は，第１の検査軸174に垂直な第２の検査軸178に沿ってブリッジ170に対して好ましくは直線移動を行う光学アセンブリ176も含む。これに代えて，上記光学アセンブリ176を静止光学アセンブリ（stationary optical assembly）としてもよく，かつシャーシ160を，光学アセンブリ176に対して基板166のＸおよびＹ移動を提供するように動作する移動可能シャーシとしてもよい。
【００７３】
ワークステーション100は好ましくは光学アセンブリ176および基板位置決めアセンブリ156を操作するように動作するソフトウエア・モジュールも含む。ワークステーション100は，好ましくは，図示しない自動光学検査システム，たとえばいずれもイスラエル，ヤフネのOrbitec Ltd.から市販されているDiscovery（商標） 8000 systemまたはSupervision（商標）systemから欠陥位置入力（defect location input）を受信する。
【００７４】
拡大図Ａを参照して，拡大図Ａは光学アセンブリ176の概略的なブロック図であり，光学アセンブリ176は，好ましくは，基板166を，好ましくはレンズ・アセンブリ202を介して撮像するカメラ200，ビーム結合器204および対物レンズ・アセンブリ206を含み，オペレータに対してディスプレイ154上に導電路104の検知画像（sensible image）を提供する。
【００７５】
光学アセンブリ176はまた，好ましくはパルスレーザ210，典型的にはフランス，メイランのTeem Photonicsから市販されているマイクロチップ・レーザのようなＵＶ，可視またはＮＩＲ範囲で出射する短パルス，ナノ秒パルスレーザを含み，パルスレーザはレーザ・ビーム212を出射し，レーザ・ビームはレンズ・アセンブリ214，ビーム結合器216およびさらなるレンズ・アセンブリ218を通過し，高速スキャニング・ミラー220に衝突し，リレー光学アセンブリ222を介して方向付けられ，ビーム結合器204によって反射され，対物レンズ・アセンブリ206を通過する。その後レーザ・ビーム212は選択的に位置決め可能な導電インク・ドナー基板230上に衝突し，基板166上に導電インクが堆積される。パルスレーザ210は，好ましくは，上述した導電性インク堆積段階とレーザ・トリミング段階の間動作することを理解されたい。
【００７６】
光学アセンブリ176は，好ましくは，近ＵＶ，可視または近ＩＲを出射する連続波レーザ（continuous wave laser）240，典型的には，高出力，シングルモードのダイオード・レーザ，たとえば日本，徳島のNichia Corporationから市販されているGaN 405nm LD，アメリカ合衆国，カリフォルニア州ミルピタスのBlue Sky Researchから市販されているRed/Near IR emitting LD，スウェーデン，ストックホルムのCobolt ABからのCobolt 05-01 シリーズCW DPSSレーザ，アメリカ合衆国，カリフォルニア州イルバインのNewport Corporationから市販されているSpectra-Physics Excelsior シリーズCW DPSS レーザ，または他の適切な高出力の連続波レーザを含み，レーザ・ビーム242が出射され，これがレンズ・アセンブリ244，ビーム結合器216およびさらなるレンズ・アセンブリ218を通過して高速スキャニング・ミラー220に衝突し，リレー光学アセンブリ222を介して方向づけられ，ビーム結合器によって反射され，対物レンズ・アセンブリ260を介して基板166上に進む。上記連続波レーザ240は，好ましくは上述したレーザ焼結段階で動作することを理解されたい。
【００７７】
好ましくは，連続波レーザ240は，40から100ｍＷの出力レベル，0.5から10mm／秒，より好ましくは１から３mm／秒のスキャン速度，２〜10マイクロメートルのスポット・サイズで動作する。
【００７８】
選択的に位置決め可能な導電性インク・ドナー基板は，上述した導電性インクの堆積工程の間，基板166上に導電性インクを堆積するために，レーザ・ビーム212の光路内に位置決めするために選択的に位置決め可能であり，上述した撮像，レーザ・トリミングおよびレーザ焼結段階の間は，対物レンズ・アセンブリ206の光路の外に選択的に位置決め可能であることを理解されたい。
【００７９】
好ましくは，導電インクの素早い乾燥のために，ブロワー250が，ドナー基板230からの導電インクの基板166上の衝突位置に隣接して設けられる。
【００８０】
当業者によって，この発明は，上述で特に開示しかつ記載したものによって限定されないことが理解されよう。むしろこの発明の範囲は，以下の特許請求の範囲によって規定され，上記を読むことで当業者が想起し，かつ従来技術にはない変形および変更を含む。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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