(57)【要約】【課題】短パルス幅のレ−ザビ−ムを用いることにより、光輝度レ−ザビ−ムの極めて短い時間の照射によるため、透明導電薄膜アブレ−ションによる蒸散にて高品質なドライエッチングを効率的に行なえる方法を提供する。【解決手段】ピコ秒パルスレ−ザ発振器２から出力されたパルス幅が、約５ピコ秒から５０ピコ秒までの短パルスレ−ザビ−ムを、ミラー３・・・ミラー７と、順次導かれ、ミラー７で反射されたレ−ザビ−ムＬは、Ｚ軸方向に上下する集光レンズ８に導かれ、集光レンズ８にて入射されたレ−ザビ−ムＬを絞って、絞られたレ−ザビ−ムＬはタ−ゲットである基板９に蒸着された透明導電薄膜に照射される。基板９の上に蒸着された透明導電薄膜を短パルスレ−ザビ−ム照射によるアブレ−ションにより直に蒸散させることにより、フラットパネルディスプレイや太陽電池パネル等に用いられている透明導電薄膜のエッチングによる透明導電薄膜の配線パタ−ニングを行なうものである。【選択図】　　　　図１
2004128299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス幅が約５ピコ秒から５０ピコ秒までの短パルスレ−ザビ−ムを集光レンズで絞ったビ−ムを用いて、基板の上に蒸着された透明導電薄膜を直接アブレ−ションにより蒸散させることを特徴とする透明導電薄膜のドライエッチング方法。
【請求項２】
透明導電薄膜へのレ−ザビ−ムの照射エネルギー密度の調整は、ピコ秒パルスレ−ザ発振器から出力されるレ−ザビ−ムの平均出力の調整と集光レンズのＺ軸方向の上下による集光スポット径の調整により行なうことを特徴とする請求項１記載の透明導電薄膜のドライエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フラットパネルディスプレイや太陽電池パネル等に用いられている透明導電薄膜のエッチングによる透明導電薄膜の配線パタ−ニングにおいて、基板の上に蒸着された透明導電薄膜を短パルスレ−ザビ−ム照射によるアブレ−ションにより直に蒸散させることにより配線パタ−ニングを行なう透明導電薄膜のドライエッチング方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術のレーザ加工機は、レーザ発振器によるレーザビームの発生→ビーム整形器（エキスパンダー）によるレーザビームの断面形状を所望の略矩形状に変換→ビーム集光器による被加工物に対する集光しレーザ加工を行なうもので、被加工物における加工度合いをＣＣＤカメラによって撮影し、中央コントローラとしてモニタリング又はＮＣ制御装置を採用し、モニタリング又はＮＣ制御装置に対し映像信号を送付する。そして、モニタリング又はＮＣ制御装置においては、本来の切断又は整形が行われた場合の状態を示す情報を記憶し、かつ映像信号との対比を行うことによって、制御信号を被加工物を載置しているステージに送達し、当該ステージの平面方向（ｘ，ｙ方向）、及びビーム集光器のステージに対する距離（ｚ方向の距離）を制御すると共に、前記制御信号をレーザ発振器にも送達し、レーザ出力のＯＮ・ＯＦＦ及び出力するレーザ光の量の制御をも行っている。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１７２４８１号公報（第１−３頁　第２図）
従来のレ−ザビ−ムによる透明導電薄膜のドライエッチングは、パルス幅が５ナノ秒から５０ナノ秒程度のパルスレ−ザビ−ムを集光レンズで絞ったビ−ムを用いて基板の上に蒸着された透明導電薄膜にレ−ザビ−ムを照射して熱溶融によって蒸散させるにことでドライエッチングを行なっている。この方法によると、レ−ザビ−ム照射によるエッチングラインの両端に透明導電薄膜の熱溶融による盛り上がりが発生し、盛り上がり部分に小さなクラックが発生する。また、透明導電薄膜の薄い取り残しも発生しやすい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記の如き従来技術の問題点を克服し、短パルス幅のレ−ザビ−ムを用いることにより、高輝度レ−ザビ−ムの極めて短い時間の照射によるため、透明導電薄膜アブレ−ションによる蒸散にて高品質なドライエッチングを効率的に行なえる方法を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明が採用した技術解決手段は、パルス幅が約５ピコ秒から５０ピコ秒までの短パルスレ−ザビ−ムを集光レンズで絞ったビ−ムを用いて、基板の上に蒸着された透明導電薄膜を直接アブレ−ションにより蒸散させる透明導電薄膜のドライエッチング方法としたことである。
また、透明導電薄膜へのレ−ザビ−ムの照射エネルギー密度の調整は、ピコ秒パルスレ−ザ発振器から出力されるレ−ザビ−ムの平均出力の調整と集光レンズのＺ軸方向の上下による集光スポット径の調整により行なう透明導電薄膜のドライエッチング方法としたことである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の透明導電薄膜のドライエッチング方法について説明する。
図１は、本発明のドライエッチング方法に用いるレーザ加工装置１の概略構成図で、図２は、本発明によるエッチング端部のＡＦＭ観察図で、図３は、従来技術によるエッチング端部のＡＦＭ観察図である。
このレーザ加工装置１は、レ−ザビ−ム（Ｌａｓｅｒ　Ｂｅａｍ）Ｌを発生するピコ秒パルスレ−ザ発振器（Ｐｉｃｏ　Ｓｅｃｏｎｄ　Ｐｕｌｓｅ　Ｌａｓｅｒ）２と、レ−ザビ−ムＬの光軸の向きを９０°変えるように配置されたミラー（Ｍｉｒｒｏｒ）３と、レ−ザビ−ムＬの断面形状を所望の形状に変換するビームエキスパンダー（Ｂｅａｍ　Ｅｘｐａｎｎｄｅｒ）４と、レ−ザビ−ムＬの光軸の向きを、また、９０°変えるように配置されたミラー（Ｍｉｒｒｏｒ）５と、レ−ザビ−ムＬを絞りこむ開口６と、レ−ザビ−ムＬの光軸の向きを、更に、９０°変えるように配置されたミラー（Ｍｉｒｒｏｒ）７と、ミラー７で反射されたレ−ザビ−ムＬを集光するＺ軸方向移動可能な集光用レンズ８と、集光用レンズ８で集光されたレ−ザビ−ムＬが照射される基板９（Ｔａｒｇｅｔ）を真空等によって吸引し固着状態にするエアチェック板１０と、エアチェック板１０を載置してＸ　軸方向とＹ　軸方向に移動させるためのステージを有する載置台１１と、Ｘ　軸方向とＹ　軸方向の移動を制御するコントロールユニット（Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）１２と、を備える。
【０００７】
レーザ加工装置１はさらに、載置台１１に載置された基板９を可視光線により照明するために可視光線を発生する観察用光源１３と、ミラー７及び集光用レンズ８と同じ光軸上に配置された可視光用のビームスプリッタ１４と、を備える。ビームスプリッタ１４と集光用レンズ８との間にミラー７が配置されている。ビームスプリッタ１４は、可視光線の約半分を反射し残りの半分を透過する機能を有しかつ可視光線の光軸の向きを９０°変えるように配置されている。観察用光源１３から発生した可視光線はビームスプリッタ１４で約半分が反射され、この反射された可視光線がミラー７及び集光用レンズ８を透過し、基板９を照明する。
【０００８】
レーザ加工装置１はさらに、ビームスプリッタ１４、ミラー７及び集光用レンズ８と同じ光軸上に配置された撮像素子１５（ＣＣＤカメラ）及びズ−ムレンズ（Ｚｏｏｍ　Ｌｅｎｓ）１６を備える。基板９を照明した可視光線の反射光は、集光用レンズ８、ミラー７、ビームスプリッタ１３を透過し、ズ−ムレンズ１６で結像されて撮像素子１５で撮像され、撮像データとなる。そして、レーザ加工時に、被加工物における加工度合いを撮像素子１５（ＣＣＤカメラ）によって撮影し、モニタリングし、コントロールユニット（Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）１２に映像信号を送付する。そして、コントロールユニット（Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）１２においては、本来の加工が行われた場合の状態を示す情報を記憶し、かつ映像信号との対比を行うことによって、制御信号を被加工物を載置している載置台１１に送達し、当該載置台１１の平面方向（ｘ，ｙ方向）を制御すると共に、前記制御信号をレーザ加工装置１のレーザ光源レーザ発振器１にも送達し、レーザ出力のＯＮ・ＯＦＦ及び出力するレーザ光の量の制御をも行っている。
【０００９】
次に、本発明の透明導電薄膜のドライエッチング方法について述べると、図１において、ピコ秒パルスレ−ザ発振器（Ｐｉｃｏ　Ｓｅｃｏｎｄ　Ｐｕｌｓｅ　Ｌａｓｅｒ）２から出力されたパルス幅が、約５ピコ秒から５０ピコ秒までの短パルスレ−ザビ−ムを、ミラー（Ｍｉｒｒｏｒ）３と、ビームエキスパンダー（Ｂｅａｍ　Ｅｘｐａｎｎｄｅｒ）４と、ミラー（Ｍｉｒｒｏｒ）５と、開口６と、ミラー（Ｍｉｒｒｏｒ）７と、順次導かれ、ミラー７で反射されたレ−ザビ−ミラＬは、Ｚ軸方向に上下する集光レンズ８に導かれ、集光レンズ８にて入射されたレ−ザビ−ムＬを絞って、絞られたレ−ザビ−ムＬはタ−ゲットである基板９に蒸着された透明導電薄膜に照射される。
そして、上記のように基板９の上に蒸着された透明導電薄膜を短パルスレ−ザビ−ム照射によるアブレ−ションにより直に蒸散させることにより、フラットパネルディスプレイや太陽電池パネル等に用いられている透明導電薄膜のエッチングによる透明導電薄膜の配線パタ−ニングを行なうものである。この配線パタ−ニングは、コントロ−ルユニットが所定のデ−タ−に基づいてステ−ジをＸ軸方向およびＹ軸方向に移動することによって行なう。
また、透明導電薄膜へのレ−ザビ−ムの照射エネルギー密度の調整は、ピコ秒パルスレ−ザ発振器から出力されるレ−ザビ−ムの平均出力の調整と集光レンズのＺ軸方向の上下による集光スポット径の調整により行なう。
図２と図３をみれば明らかなように、本発明の透明導電薄膜のドライエッチング方法は、レ−ザビ−ム照射によるエッチングラインの両端に透明導電薄膜の熱溶融による盛り上がりが発生がなく、盛り上がり部分に小さなクラックの発生もない。また、透明導電薄膜の薄い取り残しも発生しない。
なお、この発明は前述の実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことにより、その他の態様で実施得るものである。
【００１０】
【発明の効果】
本発明における短パルス幅のレ−ザビ−ムを用いると、高輝度のレ−ザビ−ムを極めて短い時間に照射することにより、透明導電薄膜は熱溶融による蒸散ではなくアブレ−ションによる蒸散となるため、ドライエッチングラインの両端に透明導電薄膜の熱溶融による盛り上がりが発生しない。
また、高輝度のレ−ザビ−ムを極めて短い時間に照射することにより、透明導電薄膜の取り残しも全く発生させることなく、基板を全く損傷させることもなくドライエッチングが可能である。
本発明におけるパルス幅のレ−ザのビ−ムを用いることにより、エッチング両端の熱影響を作らず基板をまったく損傷させることなくドライエッチングが可能である。パルス幅がフェムト秒のパルスレ−ザを用いるよりは、格段に効率がよい。フラットパネルデイスプレイや太陽電池パネルに用いられている透明導電薄膜のエッチングを環境にやさしいドライエッチングで、効率よく高品質にエッチングが行なえる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のドライエッチング方法に用いるレーザ加工装置の概略構成図である。
【図２】本発明によるエッチング端部のＡＦＭ観察図である。
【図３】従来技術によるエッチング端部のＡＦＭ観察図である。
【符号の説明】
１　　レーザ加工装置
２　　レーザ発振器
３　　　ミラー（Ｍｉｒｒｏｒ）
４　　　　ビームエキスパンダー（Ｂｅａｍ　Ｅｘｐａｎｎｄｅｒ）
５　　　　ミラー（Ｍｉｒｒｏｒ）
６　　　　開口（Ａｐｅｒｔｕｒｅ）
７　　ミラー（Ｍｉｒｒｏｒ）
８　　集光用レンズ
９　　基板
１０　エアチェック板
１１　載置台
１２　コントロールユニット（Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）
１３　観察用光源
１４　ビームスプリッタ
１５　ＣＣＤカメラ
１６　ズ−ムレンズ
Ｌ　　レ−ザビ−ム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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