JP2009016490A - 配線形成装置、配線形成方法及び噴出制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズルから基板上に噴出する導電性粒子のビーム径をより精密に制御することができるようにする。
【解決手段】本発明の配線形成装置は、ノズルから噴出させた導電性粒子を基板に塗布して、配線を形成する配線形成装置において、ノズルから導電性粒子を噴出させる前に、導電性粒子を帯電させる帯電手段と、ノズルから噴出される導電性粒子に対して電界又は磁界を印加して、ノズルから噴出させる導電性粒子のビーム径を制御する噴出制御手段とを備えることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、配線形成装置、配線形成方法及び噴出制御装置に関し、特に、液晶ディスプレイのガラス基板上の断線した配線を修復する配線形成装置及び方法、ならびに、ノズルの噴出制御装置に適用し得るものである。

液晶ディスプレイ製造工程において、ガラス基板上に形成した配線パターンに断線等が生じている場合、これを適切に修復する必要がある。

従来、このような断線した配線パターンを修復する方法としては、例えば、金属微粒子等の導電性物質を溶媒に分散させた溶剤を、ノズルから細いビーム状にして噴出させて、修復箇所に塗布（着弾）させる方法がある。

このとき、修復箇所の大きさや配線の幅に合わせて溶剤を塗布する必要があるが、従来は、修復箇所の大きさや配線の幅（例えば、５〜３５μｍ程度）に応じて、溶剤を噴出させるガス圧を制御すると共に、ノズル先端周りで上方から下方に向けてガスを吹きかけることで、ノズルからビーム状に噴出される導電性粒子のビーム径を調整することが行なわれている。

また、特許文献１には、工程数の多い配線パターンの形成工程を削減するために、導電性粒子を帯電させてから、ビーム状に収束された導電性粒子を基板上に付着させる技術が記載されている。これにより、配線パターンを基板上に直接形成することができるので、フォトリソグラフィー工程及びエッチング工程を削減することを可能としている。

特開２００５−１４２４９１号公報

しかしながら、従来のガス圧制御のみによる方式では、より精細化した配線の修復に対応することが難しく、特にノズルから噴出させるだけでは、導電性粒子を所望のビーム径に収束させることが難しい。また、特許文献１に記載の方法も、単に導電性粒子のビームを収束させるのみであり、やはり所望のビーム径に制御することは難しく、配線を形成する際にはマスクを必要としている。

そこで、本発明は、これら従来技術の問題を解決し、所望のビーム径に導電性粒子を収束させて配線の形成や修復を行なうことのできる配線形成装置、配線形成方法及び噴出制御装置を提案することにある。

かかる課題を解決するために、第１発明の配線形成装置は、ノズルから噴出させた導電性粒子を基板に塗布して配線を形成する配線形成装置において、（１）ノズルから導電性粒子を噴出させる前に、導電性粒子を帯電させる帯電手段と、（２）ノズルから噴出する導電性粒子に対して電界又は磁界を印加して、ノズルから噴出させる導電性粒子のビーム径を制御する噴出制御手段とを備えることを特徴とする。

第２発明の配線形成方法は、ノズルから噴出させた導電性粒子を基板に塗布して配線を形成する配線形成方法において、（１）ノズルから導電性粒子を噴出させる前に、導電性粒子を帯電させる帯電工程と、（２）噴出制御手段が、ノズルから噴出される導電性粒子に対して電界又は磁界を印加して、ノズルから噴出させる導電性粒子のビーム径を制御する噴出制御工程とを有することを特徴とする。

第３発明の噴出制御装置は、基板に対して導電性粒子を噴出するノズルの噴出制御をする噴出制御装置において、（１）ノズルから導電性粒子を噴出させる前に、導電性粒子を帯電させる帯電手段と、（２）ノズルから噴出する上記導電性粒子に対して電界又は磁界を印加して、ノズルから噴出させる導電性粒子のビーム径を制御する噴出制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明の配線形成装置、配線形成方法及び噴出制御装置によれば、ノズルからの噴出前に導電性粒子を帯電させ、ノズルから噴出する導電性粒子に対して、電界又は磁界を印加することにより、ノズルからのビーム径をより精密に制御し、所望のビーム径を得ることができる。

（Ａ）実施形態
以下、本発明の配線形成装置、配線形成方法及び噴出制御装置の実施形態を、図面を参照して説明する。

この実施形態では、液晶ディスプレイパネルのガラス基板上の断線した配線を修復する配線リペア（修復）装置に、本発明を適用した場合を例に挙げて説明する。

（Ａ−１）実施形態の構成
図１は、実施形態の配線リペア装置の概略的な構成を示す構成図である。図１において、この実施形態の配線リペア装置１００は、帯電電極１０１、第１制御電極１０２、第２制御電極１０３、ノズル１０４、配管１０５、貯留槽１０６、加圧ガス供給管１０７、を少なくとも有して構成される。

また、ノズル１０４、帯電電極１０１、第１制御電極１０２、第２制御電極１０３は、ノズル１０４から噴出される導電性粒子１０８のビーム径を制御する噴出制御装置２００を構成する。この噴出制御装置２００は、既存の配線リペア装置のノズル部分に装着することができるものである。

配線リペア装置１００は、液晶ディスプレイパネルの製造工程において、ガラス基板２００上に形成された配線パターンの中で、断線した配線を修復する装置である。配線リペア装置１００は、導電性粒子１０８を溶媒に分散させた溶剤Ｓを貯留槽１０６に貯めておき、図示しないガス圧制御部の制御の下、加圧されたガスの供給を受けて、導電性粒子１０８を配管１０５を通じてノズル部分に放出するものである。

なお、導電性粒子１０８としては、金、銀、銅、アルミニウム、タングステン等の金属微粒子からなる金属ナノパーティクルを適用することができる。また、溶剤Ｓとしては、既存の配線形成に用いられる溶剤を広く適用することができる。

貯留槽１０６は、溶剤Ｓを貯めておくものであり、加圧ガス供給管１０７と配管１０５とを具備している。加圧ガス供給管１０７は、加圧されたガスＧを貯留槽１０６に向けて供給するための管であり、配管１０５は、加圧ガスＧが供給されることで、貯留槽１０６から放出される導電性粒子１０８（及び溶剤Ｓ）をノズル１０４側に案内するための管である。なお、図１では省略しているが、貯留槽１０６は、溶剤Ｓを所定温度に保つために温度制御部（図示せず）が設けられている。

ノズル１０４は、配管１０５を通じて、貯留槽１０６から放出された導電性粒子１０８（及び溶剤Ｓ）を、基板２０１上の修復箇所に向けて噴出させるものである。これにより、基板２０１上の修復箇所に対し、導電性粒子１０８を塗布（着弾）させることができるので、配線２０２の断線を修復することができる。

ここで、ノズル１０４とその周辺部分の構成について、図２を参照して説明する。図２は、ノズル１０４とその周辺部分の構成を示す構成図である。

図２において、ノズル１０４とその周辺部分の構成としては、帯電電極１０１、第１制御電極１０２及び第２制御電極１０３を有して構成される。第１制御電極１０２及び第２制御電極１０３は、ノズル１０４の噴射口と基板２０１との間に上下に並べて配置される。

帯電電極１０１は、配管１０５中を流れる導電性粒子１０８に対して負の電荷を帯電させるための電極である。例えば、帯電電極１０１は、配管１０５の中にグリッドとして設けられる。

第１制御電極１０２は、ノズル１０４の先端（噴射口）と第２制御電極１０３との間に設けられる電極である。第１制御電極１０２は、ノズル１０４から噴出された、負に帯電した導電性粒子１０８に対して正の電界を印加するものである。これにより、負に帯電した導電性粒子１０８は、ノズル１０４から放出されると、第１制御電極１０２からの正の電界の影響を受けて外側に発散しようとする。

第２制御電極１０３は、第１制御電極１０２と基板２０１との間に設けられる電極である。第２制御電極１０３は、第１制御電極１０２からの正の電界の影響を受けた導電性粒子１０８に対して、負の電界を印加するものである。これにより、第１制御電極１０２からの正の電界の影響を受けた導電性粒子１０８は、第２制御電極１０３からの負の電界の影響を受けて、第２制御電極１０３から印加される電界に反発して収束しようとする。

なお、この実施形態では、ノズル１０４と基板２０１との間に、第１制御電極１０２及び第２制御電極１０３を備えるので、従来よりもノズル１０４と基板２０１との間の高さ高くすることができる。そのため、基板２０１上の表面が凹凸であっても、これに対応して配線を形成することができる。

（Ａ−２）実施形態の動作
次に、実施形態の配線リペア装置１００による配線形成工程について説明する。

まず、導電性粒子１０８を分散させた溶剤Ｓを貯留槽１０６に入れて貯めておく。また、修復すべき基板２０１を図示しないステージにセットし、基板２０１上の修復箇所に向けて噴出できるようにノズル１０４の噴射口の位置を合わせる。

次に、図示しないガス圧制御部により圧力制御された加圧ガスＧが、加圧ガス供給管１０７を通じて、貯留槽１０６に供給される。そうすると、貯留槽１０６内の圧力が大きくなり、導電性粒子が配管１０５を通じてノズル１０４側に与えられる。

配管１０５内を流れる導電性粒子１０８は、帯電電極１０１を通過することにより、負に帯電され、ノズル１０４の噴射口から噴射される。

ノズル１０４の噴射口から噴出された導電性粒子１０８は、第１制御電極１０２を通過する。このとき、第１制御電極１０２は導電性粒子１０８に正の電界を印加するため、負に帯電している導電性粒子１０８は、第１制御電極１０２からの正の電界の影響を受けて外側に発散する。

第１制御電極１０２を通過した導電性粒子１０８は、次いで第２制御電極１０３を通過する。このとき、第２制御電極１０３は導電性粒子１０８に対して負の電界を印加するため、第１制御電極１０２により正の電界の影響を受けて外側へ発散した導電性粒子１０８は、今度は第２制御電極１０３からの負の電界の影響を受けて収束する。

このように、第２制御電極１０３を通過した導電性粒子１０８が収束することで、所望のビーム径に調整され、基板２０１上の修復箇所に導電性粒子１０８が着弾する。これにより、基板２０１上の断線した配線２０２を修復することができる。

（Ａ−３）実施形態の効果
以上のように、この実施形態によれば、配管内を流れる導電性粒子に対して負の電荷を帯電させる帯電電極と、ノズルから噴出された導電性粒子に対して正の電界を印加する第１制御電極と、第１制御電極を通過する導電性粒子に対して負の電界を印加する第２制御電極とを備えることにより、ノズルから噴出した導電性粒子は、第１制御電極及び第２制御電極からの電界の影響を受けて、ガラス基板上において導電性粒子のビーム径を収束させることができる。その結果、第２制御電極を通過する導電性粒子のビーム径を所望の大きさに制御することができるので、微細な配線を形成することができる。

（Ｂ）他の実施形態
（Ｂ−１）上述した実施形態では、第１制御電極１０２及び第２制御電極１０３が電界を印加することでノズル１０４から噴出する導電性粒子のビーム径を制御する場合を例示して説明したが、磁界を印加して導電性粒子のビーム径を制御してもよい。

（Ｂ−２）上述した実施形態では、帯電電極１０１が導電性粒子に対して負の電荷を帯電させ、第１制御電極１０２が正の極性の電界を印加する一方、第２制御電極１０３が負の極性の電界を印加する場合を説明した。しかし、それぞれの電極が上記と逆の極性を印加するようにしてもよい。すなわち、帯電電極１０１が導電性粒子に対して正の電荷を帯電させ、第１制御電極１０２が負の極性の電界を印加し、第２制御電極１０３が正の極性の電界を印加するようにしてもよい。

（Ｂ−３）上述した実施形態では、２組の電極である第１制御電極１０２及び第２制御電極１０３を用いた場合を例に挙げて説明したが、電極の数は、１組であってもよいし又は３組以上であってもよい。

（Ｂ−４）上述した実施形態では、ガラス基板上の配線を形成する液晶ディスプレイパネルの配線形成装置を例に挙げて説明したが、本発明は、ガラス基板に限定されるものではなく、シリコン等の基板に配線を形成する場合にも適用できる。

本発明の実施形態に係る配線リペア装置の構成を示す構成図である。 図１に示す配線リペア装置のノズル及びノズル周辺部分の構成を示す構成図である。

符号の説明

１００…配線リペア装置、１０１…帯電電極、１０２…第１制御電極、１０３…第２制御電力、１０４…ノズル、１０５…配管、１０６…貯留槽、１０７…加圧ガス供給管、１０８…導電性粒子、２０１…基板、２０２…配線、Ｓ…溶剤、Ｇ…加圧ガス。

Claims (8)

1. ノズルから噴出させた導電性粒子を基板に塗布して配線を形成する配線形成装置において、
   前記ノズルから前記導電性粒子を噴出させる前に、当該導電性粒子を帯電させる帯電手段と、
   前記ノズルから噴出する前記導電性粒子に対して電界又は磁界を印加して、当該ノズルから噴出させる当該導電性粒子のビーム径を制御する噴出制御手段と、
   を備えることを特徴とする配線形成装置。
2. 前記噴出制御手段が、
   前記帯電手段によって帯電させた極性とは逆の極性の電界又は磁界を印加して、前記ノズルから噴出させる前記導電性粒子を発散制御する発散制御部と、
   前記発散制御部が印加する電界又は磁界の極性とは逆の極性の電界又は磁界を印加して、前記発散制御部により発散された前記導電性粒子を収束制御する収束制御部と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の配線形成装置。
3. 前記帯電手段は、前記導電性粒子を負に帯電させ、前記発散制御部は、前記導電性粒子に対して正の電界を印加し、前記収束制御部は、前記導電性粒子に対して負の電界を印加する、ことを特徴とする請求項２に記載の配線形成装置。
4. 前記帯電手段は、前記導電性粒子を正に帯電させ、前記発散制御部は、前記導電性粒子に対して負の電界を印加し、前記収束制御部は、前記導電性粒子に対して正の電界を印加する、ことを特徴とする請求項２に記載の配線形成装置。
5. ノズルから噴出させた導電性粒子を基板に塗布して配線を形成する配線形成方法において、
   前記ノズルから前記導電性粒子を噴出させる前に、前記導電性粒子を帯電させる帯電工程と、
   前記ノズルから噴出される前記導電性粒子に対して電界又は磁界を印加して、当該ノズルから噴出させる前記導電性粒子のビーム径を制御する噴出制御工程と、
   を有することを特徴とする配線形成方法。
6. 前記帯電手段は前記導電性粒子を負に帯電させ、
   前記噴出制御工程が、前記導電性粒子に対して正の電界を印加する発散制御工程と、次いで前記導電性粒子に対して負の電界を印加する収束制御工程とをさらに備える、
   ことを特徴とする請求項５に記載の配線形成方法。
7. 前記帯電手段は前記導電性粒子を正に帯電させ、
   前記噴出制御工程が、前記導電性粒子に対して負の電界を印加する発散制御工程と、次いで前記導電性粒子に対して正の電界を印加する収束制御工程とをさらに備える、
   ことを特徴とする請求項５に記載の配線形成方法。
8. 基板に対して導電性粒子を噴出するノズルの噴出制御をする噴出制御装置において、
   前記ノズルから前記導電性粒子を噴出させる前に、当該導電性粒子を帯電させる帯電手段と、
   前記ノズルから噴出される前記導電性粒子に対して電界又は磁界を印加して、当該ノズルから噴出させる前記導電性粒子のビーム径を制御する噴出制御手段と、
   を備えることを特徴とする噴出制御装置。

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