激光加工设备及方法、基板及其和显示设备的制造方法

专利名称：激光加工设备及方法、基板及其和显示设备的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种激光加工设备， 一种可利用该激光加工设备执行的激光 加工方法， 一种利用该激光加工方法制造布线基板的方法， 一种包括该布线 基板的显示设备的制造方法，以及通过该激光加工方法获得的布线基板。
背景技术：
以大规模生产为假设而生产的结构具有适应目的而确定的预定的结构 图案。这种结构可以是包括部件(导线等)和器件(电容器等)的布线基板 或光掩模。同样，包括布线基板并在制造过程中利用光掩模的结构可以是诸
如平板显示器(FPD)的显示设备。
但是，预定图案可能在制造过程中不完全地形成在这些结构上并且经常 观察到部件和器件被过度地形成(例如，延伸到预定区域的外部)或不充分 地形成(例如，没有均勻地形成在预定区域内)。
将利用显示设备描述一具体实例。
显示设备(例如，平板显示器)具有由大量以二维矩阵(XY-矩阵)形 式排列的像素形成的显像屏，并且该显示设备具有诸如薄、质轻和功耗低的 优良特性。这种显示设备根据驱动系统分类。其中开关元件是电连接到每个 像素电极的有源矩阵显示设备可以抑制相邻像素间发生的串扰并因此具有 特别优秀的图像质量(图像)。因此，有源矩阵显示设备已经被研究和开发 并被广泛用作个人电脑(PC)、电视接收器(TV)和其它电子设备的显示设 备。应该注意的是，平板显示器根据发光系统被分成液晶显示器、有机EL (电致发光)显示器等。
有源矩阵显示设备包括其上形成布线基板(或矩阵阵列基板或阵列基 板)的诸如由玻璃制成的透明绝缘基板，其中该布线基板通过堆叠下层金属 布线图案(例如，多条扫描线)、绝缘膜和上层金属布线图案(例如，多条 信号线)来构造。
在彼此垂直的方向延伸的下层金属布线图案和上层金属布线图案以栅
格的方式排列。与栅格的每个单元(交叉点)对应的位置用作像素。上层金 属布线图案连接到由诸如ITO(氧化铟锡)的透明导体材料制成的像素电极。 同样，每个像素具有可以控制电极的开关元件。在该开关元件是薄膜晶体管
(TFT)的情况下，栅电极电连接到扫描线，漏电极电连接到信号线，并且 源电极电连接到像素电极。
在这种布线基板中经常发生诸如绝缘膜缺陷和金属布线断开的局部故 障。层间短路可以是局部故障的具体实例。在层间短路中，引起上层布线和 下层布线在上层布线图案和下层布线图案彼此交叉或彼此重叠的位置由于 绝缘膜的缺陷和非绝缘外来物的混合而电连接。
如果上述局部故障发生在布线基板中时，则例如显示设备中的一部分像 素将变成停止发光的像素或者多个像素将变成停止发光的像素线，从而这种 图像显示器的性能显著恶化。因此，当企图通过对制造工艺的控制(外来物 的减少，缺陷的抑制等)来抑制这种局部故障发生时，难于完全防止局部故 障的发生。
曰本未审专利申请公开No.2001 -77198公开了 一种校正在上层布线图案 和下层布线图案彼此交叉或彼此重叠的位置的层间短路的方法。该方法被用 来校正在上层布线图案和下层布线图案彼此交叉或彼此重叠的位置的层间 短路。但是，由于已经难于只在层间短路部分中的上层布线图案上执行激光
艺来校正，从而该工艺是复杂的。
同样，日本未审专利申请/>开No.平11-282010 乂>开了一种才交正上层布 线图案间的短路的方法。该方法能够校正上层布线图案间的短路。但是，当 需要通过激光切割的区域同样存在于下层布线图案中时，上层和下层之间？ 1 起的层间短路的发生不可能总是被防止，因为下层也应被激光切割。结果， 需要利用激光切割其它区域来消除层间短路部分的影响并且该工艺是复杂 的。
如上所述，根据现有技术的校正方法是工艺复杂的并且具有诸如长的生 产周期的其它缺点。
同样，在现有校正方法中，布线基板中的多层膜的膜厚度已经被确定以 获得基于小型化和薄设备的观点的小尺寸设备。另一方面，本申请的发明人 已经发现如果校正是基于确定的膜厚度进行的，则激光加工只可以在由膜厚
确定校正的范围内被最优化。具体地，本申请的发明人已经发现需要选择激 光波长等来执行最优化激光加工而不受确定的膜厚的限制。

发明内容
希望提供一种可以同时获得制造产量提高和生产周期缩短的简单和可 靠的激光加工方法， 一种利用该激光加工方法制造布线基板的方法， 一种包 括该布线基板的显示设备的制造方法，和一种激光加工设备。
根据本发明的实施例，提供一种激光加工设备，该加工设备包括支撑台， 局部排气装置和激光光源单元。支撑台支撑加工物体。局部排气装置引导激 光进入局部排气单元，在该局部排气单元中局部调整该支撑台上的压力。激 光光源单元输出激光。局部排气装置能够通过注射提升用气体到支撑台被相 对地从支撑台提升。加工物体包括由不同材料的两层或多层形成的多层膜。 输入单元连接到激光光源单元，其中加工物体的反射率被输入到该输入单元 中。
根据本发明的另 一个实施例，提供一种利用激光照射加工物体的激光加
工方法。该激光加工方法包括如下步骤根据由不同材料的两层或多层形成 的多层膜的反射率选择激光的波长；并利用激光照射加工物体来进行激光加 工。
根据本发明的再一个实施例，提供一种通过激光加工制造布线基板的方 法。该布线基板是通过利用激光照射构成该布线基板的由不同材料的两层或 多层形成的多层膜来制造，该激光波长根据该多层膜的反射率来选择。
根据本发明的再一个实施例，提供一种包括布线基板的显示设备的制造
或多层形成的多层膜来制造，该激光的波长根据该多层膜的反射率来选择。 根据本发明的再一个实施例，提供一种通过利用激光照射由彼此不同的 材料的两层或多层形成的多层膜来制造的布线基板，该激光的波长根据该多 层膜的反射率来选择。
根据本发明的激光加工设备的实施例，该激光加工设备包括支撑台，局 部排气装置和激光光源单元。支撑台支撑加工物体。局部排气装置引导激光 进入局部排气单元，在该局部排气单元中局部调整该支撑台上的压力。激光 光源单元输出激光。局部排气装置能够通过注射提升用气体到支撑台被相对
地从支撑台提升。加工物体包括由不同材料的两层或多层形成的多层膜。输 入单元连接到激光光源单元，其中加工物体的反射率纟皮输入到该输入单元 中。因此，可以执行简单和可靠的激光加工，从而提高制造产量并缩短生产 周期。
根据本发明的激光加工方法的实施例，激光的波长是根据加工物体中由 不同材料的两层或多层形成的多层膜的反射率选择的。因此，可以执行简单 和可靠的激光加工，从而提高制造产量并缩短生产周期。
根据本发明的布线基板的制造方法的实施例，该布线基板是通过利用激 光照射构成该布线基板的由不同材料的两层或多层形成的多层膜来制造，该 激光的波长根据该多层膜的反射率来选择。因此，可以执行简单和可靠的激 光加工，从而提高制造产量并缩短生产周期。
根据本发明的显示设备的制造方法的实施例，该布线基板是通过利用激 光照射构成该布线基板的由不同材料的两层或多层形成的多层膜来制造，该 激光的波长根据该多层膜的反射率来选择。因此，可以执行简单和可靠的激 光加工，从而提高制造产量并缩短生产周期。
根据本发明的布线基板的实施例，该布线基板是通过利用激光照射由彼 此不同的材料的两层或多层形成的多层膜来制造，该激光的波长根据该多层 膜的反射率来选择。因此，可以可靠地消除短路并且可以改善特性。


图1A是示出根据本发明的实施例的激光加工设备的配置的示意图；图 1B是示出用于图1A中所示的激光加工设备的局部排气装置的仰视图。
图2A至2C分别是用于说明根据本发明的实施例的激光加工方法的示意图。
图3A至3C分别是用于说明根据本发明的实施例的激光加工方法的示 意图。
图4A是示出多层膜的实例的配置的示意图；图4B是示出图4A所示的 配置中的反射光谱的示意图。
图5A是示出多层膜的另一个实例的配置的示意图；图5B是示出图5A 所示的配置中的反射光谱的示意图。
图6A至6C分别是用于说明根据本发明的实施例的激光加工方法的示意图。
图7A是示出多层膜的再一个实例的配置的示意图7B是示出图7A 所示的配置中的反射光语的示意图。
图8A是示出多层膜的再一个实例的配置的示意图8B是示出图8A 所示的配置中的反射光谱的示意图。
图9是用于说明显示设备的示意图。
图10A和10B分别是示出用于说明^f艮据本发明的实施例的激光加工方 法的观'J量结果的微观图像。
图IIA和11B分别是示出根据本发明的实施例的激光加工方法的实例 的测量结果的微观图像。
图12是用于说明漏电流的测量结果的示意图。
具体实施例方式
下面将参考附图描述本发明的实施例。
激光加工设备的实施例。
下面将参考附图描述根据本发明实施例的激光加工设备。
需要注意的是将利用用于制造布线基板的设备描述激光加工设备的实
施例，例如，这里将诸如TFT(薄膜晶体管)基板的布线基板用作加工物体。 图1A和1B示出了根据本发明实施例的激光加工设备的示意图。根据
该实施例的激光加工设备1是至少具有激光蚀刻功能的设备，并且具体地，
根据该实施例，激光加工设备1具有基于激光CVD (化学气相沉积)方法
的薄膜沉积功能。
如图1A所示，根据该实施例的激光加工设备1包括支撑台2和局部排 气装置4。支撑台2是当加工物体3位于其上时支撑加工物体3的部分。局 部排气装置4(形成并蚀刻该实施例中的膜的局部沉积蚀刻头，即局部加工 头)布置成面对支撑在支撑台2上的加工物体3并局部地在其上形成膜。应 该注意的是，加工物体3是至少包括由不同材料制成的两层或多层形成的多 层膜的布线基板。
在局部排气装置4的中心的下面的部分用作局部空间(后面将描述的局 部排气部分6)，来自激光光源单元(未示出)的脉沖激光L被聚焦和引入 到该局部空间，并且在该局部空间中局部调整压力。激光光源单元与输入单 元连接，其中形成加工物体3的多层膜的反射率被输入到该输入单元中。
给
环境供应清洗气体的清洗气体供应单元7连接到局部排气部分6。原 料供应单元5与清洗气体供应单元7分开设置并供应原料气体。原料供应单 元5和清洗气体供应单元7分别通过原料气体通道17和清洗气体通道18连 接到上述局部空间，原料气体通道17和清洗气体通道18都设置在局部排气 装置4内。
面对局部排气部分6的清洗气体通道18的开口向透明窗口 19稍微倾斜， 从而抑制透明窗口 19上的污迹。同样，如果局部排气单元(未示出)连接 到局部排气部分6，则调节排气单元10和11间的排气平衡来产生局部排气 部分6中的上升气流。上升气流可抑制由蚀刻除去并蒸发的材料再沉积在加 工物体3上。
此外，压缩气体供应单元9连接到局部排气装置4。压缩气体供应单元 9通过注射例如压缩的氩(Ar)气或氮(N2)气到支撑台2来提升静压力下 的局部排气装置4。来自压缩气体供应单元9的压缩气体通过分别用作供应 通道和气孔的环状压缩气体供应通道14和位于该环状压缩气体供应通道14 的开口部分的多孔气体可渗透膜13均匀地向面对局部排气装置4的支撑台2 注射。通过选择压缩气体的压力和流速并选择由各个排气单元释放的气体量 之间的平衡来确定局部排气装置4 (局部膜沉积/蚀刻头)的提升量。通过选 择气体的粘度(viscosity)可以改善提升的稳定性。具体地，在根据本发明
实施例的激光加工设备l中，局部排气装置4具有静压力浮动衬垫配置。
根据静压力浮动衬垫配置，局部排气装置4可以对于设置在支撑台2上 的加工物体3相对地移动。除了调节压缩气体供应单元9和排气单元10和 11之外，通过调节原料供应单元5，局部排气单元6，清洗气体供应单元7 等可以改善静压力浮动的浮动刚性(rigidity )。这里，局部排气装置4和加 工物体3之间的吸附表示浮动刚性。如果浮动刚性不足，则局部排气装置4 和加工物体3之间的高度(间隙)的稳定性将变得不足，或者局部排气装置 4的机械和动态稳定性将变得不足。因此，优选地是应该维持足够的浮动刚 性。
一旦实际加工，局部排气装置4就通过静压力浮动从支撑台2提升到大 于加工物体3的厚度的高度。因此，当支撑台2和局部排气装置4中至少之 一被移动时，可以在局部排气装置4下面平滑地插入加工物体3。
局部排气装置4和支撑台2之间的空间可以不是通过静压力浮动形成 的。但是，当惰性气体从局部排气装置4注射到支撑台2时，不仅能获得稳 定的提升，还可以通过"气帘"作用减少流入局部排气单元6中的气体或由 于激光蚀刻在局部排气单元6中产生的灰尘或蒸发材料的分散，从而能够维 持设备周围环境(无尘室等)的清洁度。因此，特别优选的是应该通过利用 惰性气体的静压力浮动在局部排气装置4和支撑台2之间形成空间。
同样，在多孔气体可渗透膜13由例如40%的孔隙率的多孔材料制成的 情况下，通过选择注射惰性气体的量可在大约几)im到100pm的宽范围内调 节局部排气装置4的高度，即局部排气装置4从支撑台2的提升量。多孔气
多孔气体可渗透膜13的材料不限于多孔铝(Al)并且期望的材料可以选自 多孔金属，陶瓷，合成树脂等材料。
图1B是构成根据本发明的实施例的激光加工设备1的局部排气装置4 的示意性仰视图。
局部排气装置4在其底部包括环状的抽吸沟槽(释放通道)15和16。 环状的抽吸沟槽15和16释放注射到支撑台2的压缩气体和通过排气单元10 和11供应到加工物体3的气体(原料气体，清洗气体等)的多余量。前述 局部空间(局部排气部分6)形成为面对局部排气装置4的底部并占据从透 明窗口 19和传输孔20到加工物体3的高度的近似圓柱空间。局部空间(局 部排气部分6)设置在由形成释放通道15和16的端部的抽吸沟槽形成的近 似同心的环状部分的内部上。
根据本发明的实施例，激光加工设备1通过诸如物镜的合适装置会聚例 如来自激光光源装置(未示出)的激光L并通过具有透明窗口 19的传输孔 20将该光引入局部排气部分6。接着，激光加工设备1在局部排气部分6中 执行通过激光CVD (化学气相沉积)形成薄膜的加工和通过激光蚀刻除去 薄膜的加工。
另一方面，虽然可以为脉冲激光L选择期望的脉沖宽度，但应该优选地 选择小于IO皮秒的脉沖宽度，并且特别优选的是应该选择称为飞秒激光的1 皮秒或更小的脉冲宽度。如果脉沖宽度长于10皮秒，则热量积聚在加工物 体3的照射部分中并且在加工物体3内扩散，导致应该被正常除去的照射部 分在其外围被部分熔融。经常发现这种熔融的发生导致产生蒸发的材料和灰尘。因此，如果选择每个脉沖的激光的照射时间短，则能够通过在比其中热 扩散发生的时间周期短的时间周期内提供强烈的光能量来抑制熔融的发生 和进行。
需要注意的是，脉沖宽度更优选地应该是根据将加工的材料和部件来选
择。例如，在要从加工物体3上移去的材料(例如，过度形成的布线的一部 分)是由铝(Al)制成的时，优选的是选择例如在大约2皮秒到IO皮秒范 围内的脉冲宽度作为合适的脉冲宽度。
同样，期望值的波长可以被选为脉沖激光L的波长。另一方面，加工物 体的照射部分的周围上由熔融导致的下垂(droop)量由衍射极限确定并且 下垂量倾向于随着脉冲激光波长的增加而增加。因此，为了减少激光切割部 分边界处的下垂量，期望选择短波长激光。例如，小于390nm或更短的波长 的激光对于该应用是合适的。
这里，将示意性描述图1A和1B中所示的激光加工设备1中通过激光 CVD形成薄膜的操作。
首先，从压缩气体供应单元(气体供应源)9供应压缩气体到压缩气体 供应通道14。然后，压缩气体通过多孔气体可渗透膜13注射到加工物体3 从而以预定的空间从加工物体3提升局部排气装置4并且开始操作。此时， 在离开正位于局部排气装置4下面的部分的位置提供提升台(未示出)，该 提升台的厚度大约等于加工物体3的厚度并位于加工物体3的附近。已经放 置在该提升台上的局部排气装置4可以被提升并移动到加工物体3上方的位 置。结果，当局部排气装置4在加工物体3上方移动时，该局部排气装置4 能可靠地避免接触加工物体3，这是优选的。
在这种情况下，从原料供应单元(气体供应源)5通过原料气体通道17 供应用于膜沉积的原料气体到局部排气单元6 (即，到加工物体3的其上沉 积膜的局部部分)。同样，清洗气体从清洗气体供应单元7通过清洗气体通 道18供应到局部排气单元6。羰基化合物(羰基钨W(CO)6,等)可用作原 料气体来沉积膜。
接着，利用来自激光光源装置的激光L照射加工物体3的其上将被沉积 膜的局部部分。利用激光L通过传输孔20、透明窗19和局部排气单元6照 射该局部部分，从而基于原料气体的热分解在加工物体3的该局部部分上沉 积CVD膜。
激光加工方法，布线基板的制造方法和布线基板的实施例
接下来，将描述根据本发明的实施例的激光加工方法。在该实施例中， 将参考其中通过激光构图校正(制造)布线基板的情况描述该方法。同样，
上述激光加工设备(布线基板制造设备)用作激光加工设备。
如图2A的俯视图和图2B的截面图所示，根据本发明的实施例的激光
由于通过堆叠下层布线21 、层间绝》彖体22和上层布线23形成的多层膜中的 层间绝缘体22的缺陷，短路部分(层间短路)24已经在具有不同高度的下 层布线21和上层布线23之间的交叉部分发生。具体地，根据本发明的实施 例的激光加工方法可被应用于这种情况，即通过预定条件下的激光蚀刻来蚀 刻掉包括短路部分24的一部分。如果必要，掩埋除去的激光切割部分25以 形成缺陷校正部分26，如图2A的俯视图和图2C的截面图所示。
同样，如图3A的俯视图和图3B的截面图所示，根据本发明的实施例 的激光加工方法(布线基板制造方法)可被应用于校正布线基板的另一种情 况。这里，在通过堆叠下层布线31、层间绝缘体32和上层布线33形成的多 层膜中，短路部分(层间短路和层内短路)34包括下层布线31和多个上层 布线33,而且由于外来物的混合等，短路已经发生。具体地，激光加工方法 可^L应用于这种情况，即包括短路部分34的一部分作为激光切割部分35通 过预定条件下的激光蚀刻被除去。如果必要，通过掩埋激光切割部分35形 成缺陷校正部分36，如图3A的俯-现图和图3C的截面图所示。
在根据本发明的实施例的激光加工方法中，首先，压缩气体从压缩气体 供应单元9通过多孔气体可渗透膜13注射到加工物体3从而以预定的空间 从加工物体3提升局部排气装置4。在这种情况下，利用激光L照射加工物 体3将被蚀刻的区域并且通过激光蚀刻除去形成的薄膜图案的一部分(例如， 一部分过度形成的布线)。
在该情况下，激光L应该优选地是具有之前所述的IO皮秒或更短脉冲 宽度的脉沖激光。同样，优选的是选择脉冲激光L的波长以及变成加工物体 3的照射部分的多层膜的膜厚和反射率。此外，优选的是输入该波长(如果 必要，与膜厚和反射率一起)到输入单元，该输入单元的操作与激光光源单 元相关，因而这些数据被反映在激光加工上。
图4A示出了包括堆叠结构并且对其实施激光蚀刻的多层膜的具体实
例。具体地，取决于与层间绝缘体对应的氮化硅(SiN)层和氧化硅(SiO) 膜的膜厚的反射率变化被事先测量。通过利用激光照射具有膜厚的多层膜来 进行加工，对于该膜厚的多层膜多个波长的至少一部分显示高于在可见光区
域中的平均反射率的反射率，该激光的波长对应于高于该平均反射率的反射 率。下面将更详细地描述该具体实例。
首先，图4B示出了当层间绝缘体的反射率被模拟时获得的测量结果(反 射光谱)，其中氮化硅层具有150nm的膜厚且氧化硅层具有150nm的膜厚。 当反射光谱的整个形状根据膜厚而改变时，在该厚度条件下，在390 nm波 长的反射率显著地低于可见光区域中的平均反射率(41%)。也就是说，反 射率变成22%并且剩余的78。/o可能被Mo (钼)层吸收。
因此，在该膜厚条件下，有这样的可能性，即位于层间绝缘体下面的钼 (Mo)层可能被严重地损坏。
另一方面，当通过激光蚀刻图5A中所示的具有堆叠结构(厚度条件) 的多层膜时，反射光谱如图5B所示变化并且在390nm波长处的反射率示出 相对最大值，该值显著地高于可见光区域内的平均反射率(44%)。也就是 说，因为反射率变成64%并且剩余的36%可能被Mo层吸收，所以由Mo层 吸收的能量变得小于图4A中所示的配置的情况的一半。因此，变得可能抑 制对下层的损坏。
因此，在该厚度条件下，当利用390nm波长的脉冲激光加工该材料时， 可以减少对钼层的损坏。因此，在下层布线保持如图2C和3C中所示的时， 能够实施对材料短路4交正的加工。
这里，激光能量密度应该优选地从在上层布线材料的阈值能量附近获得 的值中进行选择。因为钼(Mo)和铝(Al)被考虑用于布线的材料并且Mo 的阈值是0.09 J/cm2而Al的阈值是0.08 J/cm2,优选的是应该在阈值附近的 能量密度来加工材料，也就是说，0.1 J/cn^或以下的能量密度。
如果在高于该值的能量密度加工材料，则下层被损坏的可能性大并且存 在不能进行选择加工的危险。同样，当在低于该值的能量密度加工材料时， 则上层的膜将不能被完全除去的可能性大。应该注意的是，激光切割区域应 该优选地大于短路部分大约1 iam以便实施高可靠性的校正。
此外，如图6A的俯^L图和图6B的截面图所示，才艮据本发明的实施例 的激光加工方法(制造布线基板的方法)可应用于下述情况。这里，短路部分(层间短路和层内短路)64包括下层布线61和多个上层布线63并且该短 路部分由于外来物的混合等而发生在通过堆叠下层布线61、层间绝缘体62， 上层布线63和上层绝缘膜67形成的多层膜中。具体地，包括短路部分64 的一部分通过蚀刻该部分而作为激光切割部分65被除去，并且如果必要通 过掩埋该激光切割部分65在其中形成缺陷校正部分66,如图6A的俯视图 和图6C的截面图所示。
具体地，才艮据本发明的实施例的激光加工方法不4叉可以应用于图2和3 的实例所示的短路部分被暴露的情况，也可以应用于短路部分(和上层布线) 被上层绝缘膜所覆盖的情况。结果，在控制对上层绝缘膜的损坏的同时可以 才交正短路。
在这种情况下，取决于与上层绝缘膜对应的氮化硅(SiN)层和氧化硅 (SiO)膜的膜厚的反射率变化被事先测量。通过利用激光照射具有膜厚的 多层膜来进行加工，对于该膜厚的多层膜多个波长的至少一部分显示低于在 可见光区域中的平均反射率的反射率，该激光的波长对应于低于该平均反射 率的反射率。也就是说，选择激光波长以便可以抑制具有特定膜厚的上层绝 缘膜上的反射。
下面将更详细描述具体实例。
首先，图7B示出了当堆叠结构(厚度条件)中上层绝缘层的反射率被 模拟时获得的测量结果(反射光镨)，在该结构中如图7A所示氮化硅层具有 200 nm的膜厚且氧化硅层具有100 nm的膜厚。当光谱的整个形状对应于膜 厚而改变时，在该厚度条件下，在390 nm波长的反射率高于可见光区域中 的平均反射率(50%)。也就是说，反射率变成57%并且剩余的43%可能被 Ti (钛)层吸收。
因此，根据该膜厚条件，存在这样一种大的可能性，即位于该上层绝缘 层下面的钛层可能难于加工。
另一方面，在图8A所示的具有堆叠结构(厚度条件)的上层绝缘膜中， 反射光谱的变化如图8B中所示，并且在390 nm波长处的反射率变成显著地 低于可见光区域中的平均反射率(53%)的相对最小值。也就是说，上层绝 缘膜中的反射率变成9.5%并且剩余的90.5%可以被Ti层(上层布线)吸收。 因此，在这种情况下，与图7A中所示的配置的情况相比较，Ti层内吸收的 能量多于该激光的一半，从而虽然Ti层被上层绝缘膜覆盖，Ti层的选择破坏(选择去除)也变成可能。
因此，根据该厚度条件，当由390 nm波长的脉冲激光加工该材料时， 可以增加由钛(Ti)层吸收的能量并且在保留下层布线的同时校正短路部分 (短路)的加工变得可能。
显示设备制造方法的实施例
根据布线基板的制造方法，该制造方法是本发明的实施例的激光加工方 法的具体实例，可以通过结合制造的布线基板和其它部件来制造提供有诸如 背光的光源装置的诸如液晶显示器的显示设备。
典型地，显示设备根据包括焚光灯的光源装置的配置系统分为直射光 (direct-light)显示设备和边缘光(edge-light)(侧光)显示设备。
直射光显示设备具有以下配置，其中包括多个荧光灯的光源装置设置在 与显示表面(前面)相对的背面(后面)。因为直射光显示设备可以直接利 用来自光源装置的光，所以其具有高亮度、高效率和大尺寸的优点，但是难 于减少厚度并且功耗大。
另一方面，边缘光显示设备具有以下配置，其中丙烯板(acryl-plate)光 导部分(光导)和光源装置位于与显示表面相对的背面。因为光被光导部分 散射，所以边缘光显示设备具有小型化、厚度减少和小功耗的优点，但是大 屏幕显示器遭受重量的增加。假设光学装置能够产生反射的光，边缘光显示 设备可进一步分为其中光源装置位于光导部分的后面的背光显示设备和其 中光源装置位于光导部分的前面的前光显示设备。
根据上述实施例的激光加工方法，通过制造布线基板可以制造各种显示 设备，而不限于这些类型中的任一种。
下面将参考图9描述通过制造上述布线基板而获得的显示设备的具体实例。
如图9所示，显示设备41包括光源装置42。荧光灯47被用作光源装置 42内的由树脂制成的光导部分46内的光源。
根据本发明的实施例，光源装置42包括位于最靠近光学装置43的部分 的扩散片49。扩散片49适用于均匀地引导来自荧光灯47的面光到光学装置 43。反射器44设置在光源装置42的背面。同样，如果必要，类似于反射器 44的反射器45设置在光导部分46的侧面。
应该注意的是，在根据本发明的实施例的光源装置42中，除了环氧树
脂，硅树脂和聚氨酯树脂之外，各种透明树脂也可以用作形成光导部分46
的树脂。
同样，显示设备41包括能够通过调制来自光源装置42的光来输出预定 输出光的光学装置(例如，液晶装置)43。上述光源装置42位于光学装置 43的后面并且光从光源装置42提供给光学装置43,其中该光源装置42为 直射光背光。
光学装置43包括偏转板50， TFT (薄膜晶体管)玻璃基板51，设置在 玻璃基板51的表面上的点状电极52，液晶层53，沉积在液晶层53的前面 和背面的取向膜54,电极55和电极55上的多个黑矩阵56。此外，光学装 置包括相应于设置在黑矩阵56之间的像素的第一(红)滤色器57a,第二(绿) 滤色器57b和第三(蓝)滤色器57c，以及玻璃基板58和与黑色矩阵56和 滤色片57a至57c间隔一定距离而设置的偏转板59。所有构件以这种顺序从 接近光源装置42的一侧设置。
这里，偏转板50和59适用于形成在特定方向振荡的光。提供TFT玻璃 基板51,点状电极52和电极55以开关只使在特定方向振荡的光通过的液晶 层53。因为也提供了取向膜54，因而液晶层53内的液晶分子的偏转可被排 列在特定方向。同样，因为光学装置43包括黑矩阵56，可以提高对应于各 个颜色的各滤色器57a至57c的光输出的对比度。应该注意的是黑矩阵56 和滤色器57a至57c附着在玻璃基板58上
根据本发明的上述实施例的激光加工方法(布线基板制造方法)，例如， 至少配置中的TFT玻璃基板51到电极5 5可以利用所得的布线基板形成。因 此，能够校正失效(dead)像素的部分或像素的失效线并且能够制造光源装 置和显示设备。因此，根据包括布线基板的光源装置和显示设备，可以提高 产量并缩短生产周期。
实例
下面将布线基板(阵列基板)制造方法的实例(检测结果)作为根据本 发明的实施例的激光加工方法的具体实例来描述。
利用图1A和1B中所示的设备，薄膜晶体管(TFT)基板用作加工物体 并进行激光加工。
首先，从压缩气体供应单元9供应的惰性气体氩气(Ar)或氮气(N2) 通过局部排气装置4内的多孔气体可渗透膜13注射到支撑台2。局部排气装
置4被提升到高于加工物体3的厚度，例如，离开支撑台2的高度为100 pm。 因此，即使在加工物体3被稍微弯曲或摇晃时，局部排气装置4和加工物体 3能够避免在接下来的工艺中彼此接触。
接下来，支撑台2在水平方向移动并且加工物体3被插入局部排气装置 4和支撑台2之间的空间。然后，局部排气装置4的高度选择为距离加工物 体3的顶部20pm并且支撑台2在水平方向移动，从而可以利用脉冲激光照 射加工物体3的短路发生的部分。因此，可以调节局部排气装置4和加工物 体3之间的相对位置。
接下来，具有10平方微米的照射束形状的脉冲激光L的仅5000个脉 沖以100 Hz的重复频率和3皮秒的脉冲宽度从脉冲激光光源输出。这种脉 冲激光L通过透明窗口 19照射加工物体3。应该注意的是激光L的束形状 通过孔被整形(reshaped),并且加工物体3在用具有50倍的放大率的物镜 的照射观察单元以15 mm的操作距离观察的同时被加工。
图IOA和10B示出当具有如图4B中所示的下层和层间绝缘体的反射特 性的加工物体被激光加工并在显微镜下观察时获得的显微照片。根据该结 果，可以证实下层布线有破坏。
另一方面，图IIA和IIB示出当具有如图5B中所示的下层和层间绝缘 体的反射特性的加工物体被激光加工并在显微镜下观察时获得的显微照片。 根据该结果，可以证实只有上层可以被选择性地除去而不影响下层。
对于上层绝缘膜形成在上层布线上的布线基板(参见图6A到6C),测量 通过激光加工的布线基板中的上层布线间的漏电流。图12示出了半对数曲 线图形式的测量结果，其中只有垂直轴示出了以对数表示的漏电流。
在其中获得如图8B中所示的上层绝缘膜的反射特性的布线基板中，作 为通过激光加工除去短路部分的结果，上层布线的电阻没有改变，如图12 中的实线a所示(维持了高电阻以抑制漏电流)。因此，证实只有上层能够 被选择性地除去。
另一方面，在其中获得如图7B中所示的上层绝缘膜的反射特性的布线 基板中，在试图通过激光加工除去短路部分之后产生大量漏电流，如图12 中的实线b所示。因此，证实短路部分没有被除去。
如上所述，根据本发明的激光加工方法、布线基板制造方法和显示设备 制造方法的上述实施例和实例，例如，与现有技术相比，通过利用前述激光 加工设备能够以更简单、可靠的方式加工(制造)加工物体。因此，可以同 时提高制造产量和缩短生产周期。
同样，根据本发明的激光加工方法和其它实施例，因为可以抑制层间短 路的发生，可以减少应该被扔弃的缺陷产品。因此，可以提高生产量并降低 生产成本。
同样，尽管在上述熔融受构成加工物体部件的材料的结合(bonding )性 能影响，诸如金属的具有良好热导性的材料易于在被加工部分的周围膨胀并 且增加上述分散距离。因此，根据本发明实施例的激光加工方法，当加工具 有良好热导性的部件时，可显著地减少灰尘。
此外，因为如此获得的布线基板被这样制造，通过基于多层膜的反射率 来选择上述激光的波长来进行在多层膜上的激光照射，该多层膜由不同材料 的两层或多层形成。因此，能够可靠地移去短路部分并且能够改善特性。
应该注意的是在上述实施例的描述中描述的所用材料和材料的量以及 诸如加工时间和尺寸的数字条件只是优选的实例和尺寸，用于解释本发明的 各个图中的形状和配置关系是示意性的。也就是说，本发明不限于那些实施 例。
例如，如果根据本发明的实施例的激光加工设备包括用于加热加工物体 部件和惰性气体的加热装置(未示出)，则可以抑制灰尘的发生，因为通过 激光照射产生的蒸发材料周围温度的降低导致蒸发材料凝固并且导致再沉积。
这种加热装置可通过改进激光加工设备l来提供，例如将加热器设置在 局部加工头4和支撑台2的内部中或外侧上。期望应该适当地选4奪加热温度 使得热负荷不过多地施加到上述多孔气体可渗透膜13和原料供应单元5,例 如，20(TC。如果这种加热装置设置在局部加工头4上，能够避免部件和惰 性气体的温度降低。
同样，层间绝缘体不限于图4A、 5A、 7A和8A所示的配置并且层间绝 缘体的数目可以改变。能够通过最优化各层的膜厚类似于本发明的实施例来 选择最优化的加工条件，以这样的方式最优化膜厚，即使由下层布线和层间 绝缘体形成的多层膜的反射率与所用激光波长中的相对最大峰值一致。
同样，在包括上层绝缘膜的加工物体中，上层绝缘膜的堆叠结构(层的 数目和材料)不限于上述堆叠结构。具体地，在包括不同于上述堆叠结构的
堆叠结构的上层绝缘膜的物体的加工(制造)中，可以类似于本发明的实施 例选^^最优化的加工条件。因此，通过最优化各层的膜厚可以获得这种类似 的结果，以这样的方式最优化膜厚，即使包括上层布线的多层膜的反射率和 该多层膜上的上层绝缘层的反射率都与所用激光波长中的相对最小峰值一 致。因此，本发明能如上所述不同地修改和改变。
本领域技术人员应该明白，根据设计要求和其它因素在权利要求或其等 价特征的范围内可以进行各种修改，组合，子组合和替换。
本发明包含与2006年10月6日在日本专利局提交的日本专利申请 JP2006-275322和2007年1月10日在日本专利局提交的日本专利申请 JP2007-002585相关的主题，将其全部内容引用结合于此。
权利要求
1、一种激光加工设备，包括支撑加工物体的支撑台；引导激光进入局部排气单元的局部排气装置，在所述局部排气单元中局部调节所述支撑台上的压力；以及输出所述激光的激光光源单元，其中所述局部排气装置能够通过注射提升用气体到所述支撑台被相对地从所述支撑台提升；所述加工物体包括由不同材料的两层或多层形成的多层膜；以及输入单元连接到所述激光光源单元，所述加工物体的反射率输入到所述输入单元中。
2、 一种利用激光照射加工物体的激光加工方法，包括步骤根据由不同材料的两层或多层形成的多层膜的反射率选择所述激光的 波长；以及利用所述激光照射所述加工物体以进行激光加工。
3、 根据权利要求2所述的激光加工方法，还包括步骤事先测量取决于所述多层膜的膜厚针对所述激光的多个波长的反射率 的变化；选择所述多层膜的厚度以便至少一部分所述多个波长显示高于可见光 区域中的平均反射率的反射率；以及通过利用对应于高于所述平均反射率的反射率的波长的激光照射所述 多层膜来加工所述加工物体。
4、 根据权利要求2所述的激光加工方法，还包括步骤 事先测量取决于所述多层膜的膜厚针对所述激光的多个波长的反射率的变化；选择所述多层膜的厚度以便对至少一部分所述多个波长获得反射率的 相对最大值；以及通过利用具有对应于所述相对最大值的波长的激光照射所述多层膜来 加工所述加工物体。
5、 根据权利要求2所述的激光加工方法，其中所述激光是脉冲宽度为10皮秒或更小的脉冲激光。
6、 根据权利要求2所述的激光加工方法，其中 所述激光是每个脉冲的能量密度为0.1 J/cn^或更小的脉冲激光。
7、 根据权利要求2所述的激光加工方法，其中所述多层膜代表交叉部分，在所述交叉部分中具有不同高度的不同导电 构件通过绝缘膜而彼此交叉。
8、 根据权利要求2所述的激光加工方法，还包括步骤 提供在所述多层膜上具有上层绝缘膜的所述加工物体； 事先测量取决于所述上层绝缘膜和所述多层膜的各自的膜厚针对所述激光的多个波长的反射率的变化；选择所述上层绝缘膜和所述多层膜的各自的膜厚以便至少一部分所述 多个波长显示低于可见光区域中的平均反射率的反射率；以及上层绝缘膜和所述多层膜来加工所述加工物体。
9、 根据权利要求2所述的激光加工方法，还包括步骤 提供在所述多层膜上具有上层绝缘膜的所述加工物体；事先测量取决于所述上层绝缘膜和所述多层膜的各自的膜厚针对所述 激光的多个波长的反射率的变化；选择所述上层绝缘膜和所述多层膜的各自的膜厚以便对至少一部分所 述多个波长获得反射率的相对最小值；以及通过利用对应于所述相对最小值的波长的激光照射所述上层绝缘膜和 所述多层膜来加工所述加工物体。
10、 一种通过激光加工制造布线基板的方法，包括步骤形成用激光照射的包括不同材料的两层或多层的多层膜，所述激光的波 长基于所述多层膜的反射率来选择；以及制造所述布线基板。
11、 一种制造包括布线基板的显示设备的方法，包括步骤形成用激光照射的包括不同材料的两层或多层的多层膜，所述激光的波 长基于所述多层膜的反射率来选择；以及制造将被包括在所述显示设备中的所述布线基板。
12、 一种通过利用激光照射包括彼此不同材料的两层或多层的多层膜制 造的布线基板，所述激光的波长基于所述多层膜的反射率来选择。
全文摘要
本发明公开了一种激光加工设备及方法、布线基板及其和显示设备的制造方法。该加工设备包括支撑台，局部排气装置和激光光源单元。该支撑台支撑加工物体。该局部排气装置引导激光进入局部排气单元，在该局部排气单元中局部调节该支撑台上的压力。该激光光源单元输出该激光。该局部排气装置能够通过注射提升用气体到支撑台被相对地从支撑台提升。该加工物体包括由不同材料的两层或多层形成的多层膜。输入单元连接到激光光源单元，其中加工物体的反射率输入到该输入单元。
文档编号B23K26/40GK101195193SQ200710305200
公开日2008年6月11日 申请日期2007年10月8日 优先权日2006年10月6日
发明者下田和人, 冨冈聪, 川部英雄, 舆石亮 申请人:索尼株式会社