(57)【要約】【課題】限外濾過ユニットを備えた循環式現像装置で、連続稼動・運用時の膜リークを早期に発見出来、膜リーク発生時に限外濾過フィルタ交換等の対応を早急に実施でき、現像工程起因の不良品の発生を減少させることが出来る現像装置及び現像方法を提供する。【解決手段】（１）現像ユニットと、（２）複数の限外濾過フィルタを使用して現像液を濾過する濾過ユニットと、（３）濾液の濃度を測定し、現像液原液を補充して濃度を調整する現像液濃度調整ユニットと、（４）濃度調整された現像液（濾液）を再度現像に供するため、リザーブタンクに送液し、現像タンクに送液して再利用する手段とを備えた現像液循環ユニットと、から構成される現像液循環方式の現像装置において、前記濾過ユニット通過直後、前記濾液リザーブタンク貯留前の濾液の成分変動を測定することで、前記限外濾過フィルタの膜リークを経時で監視する機構を具備する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、
（１）現像処理が行われる現像槽と、現像液を収容する現像タンクと、前記現像タンク内の現像液を前記現像槽に送る手段と、前記現像槽において現像処理に使用された後の現像液を前記現像タンクに戻す手段と、前記現像タンクに貯留された現像液を限外濾過循環タンクに送液する手段とを備えた現像ユニットと
（２）複数の限外濾過フィルタを使用して前記現像液循環タンク内の現像液を濾過する手段と、限外濾過フィルタ毎に逆洗浄する手段と、濾液を濾液リザーブタンクに送る手段とを備えた濾過ユニットと、
（３）前記濾液リザーブタンクに送液された濾液の濃度を測定する手段と、現像液原液を補充して濃度を調整する手段とを備えた現像液濃度調整ユニットと、
（４）濃度調整された現像液（濾液）を再度現像に供するため、原液タンクから調合タンクを通じて現像液（新液）が供給されているリザーブタンクに、前記濾液リザーブタンクから現像液（濾液）を送液する手段と、更に前記現像ユニットの前記現像タンクに送液して再利用する手段とを備えた現像液循環ユニットと、
から構成される現像液循環方式を用いたカラーフィルタ製造の現像工程で使用される現像装置において、
前記濾過ユニット通過直後、前記濾液リザーブタンク貯留前の濾液の成分変動を測定することで、前記限外濾過フィルタの膜リークを経時で監視する機構を具備することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記濾液リザーブタンクに貯留前の濾液の濃度を測定する手段として、測定配管経路に２基の界面活性剤濃度測定器を有し、該界面活性剤濃度測定器の一方は中間にフィルタを介して測定サンプルラインが前記測定配管経路に接続し、該界面活性剤濃度測定器の他方はフィルタ無しで測定サンプルラインが前記測定配管経路に接続していることを特徴とする請求項１に記載する現像装置。
【請求項３】
前記した２基の界面活性剤濃度測定器の濃度測定結果に差が生じた場合に、その結果を現像装置本体にフィードバックし、顕在化させる機能を具備していることを特徴とする請求項1又は２に記載する現像装置。
【請求項４】
請求項１〜３いずれか一項に記載する現像装置を用い、前記現像槽において、前記現像タンクから送られた現像液（新液＋濾液）を用いて、被現像体の現像処理を行うことを特徴とする現像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置および現像方法に係り、特に現像液循環方式を用いた、カラーフィルタ製造において、ブラックマトリスク、着色画素などの現像工程で使用される現像装置および現像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラー液晶表示装置等に用いられるカラーフィルタは、透明ガラス基板を構造的支持体として備え、その画面観察者側の反対側（背面側）は多数の画素領域に区分され、画素領域と画素領域の境界に位置する画素間部位には遮光層（ブラックマトリクス：以下ＢＭと略称する）のパターンが設けられ、画素領域のそれぞれには着色画素が配置されている。着色画素は、画素ごとに透過光を着色するもので、一般に、光の三原色に相当する赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）の三色の着色画素を配列している。
【０００３】
カラーフィルタ基板の代表的な製造方法として、感光性樹脂に顔料を分散した色材（レジスト）を用いたフォトリソグラフィー技術が用いられている。一般的な製造工程としては、ガラス基板の投入からはじまり、ＢＭの形成、Ｒ，Ｇ，Ｂ各着色画素の形成へと進むが、各色それぞれの工程において、ガラス基板の事前洗浄、感光性樹脂液の塗布、溶剤の乾燥、プレベーク、パターン露光、現像、ポストベーク、検査が繰り返される。以下、カラーフィルタ製造における従来の現像工程について説明する。
【０００４】
現像工程は、露光後の未硬化レジストの溶解、剥離除去を目的とし、フォトリソグラフィー工程の中でも、形成するパターンの形状を左右する重要な工程である。現像工程で管理される項目としては、現像時間、現像液の温度等があり、現像槽の構成や方式によっても異なるが、全ては使用する現像液の現像力が基準となる。
【０００５】
現像液は無機・有機アルカリ成分から構成されるものが多い。現像液中のアルカリ成分は、感光性樹脂組成物中に含まれる高分子の酸価を有する官能基と反応して、露光工程で未硬化であった感光性樹脂組成物を溶解除去する働きがある。また、現像液はアルカリ成分のほかに、界面活性剤を添加されているものが多い。界面活性剤が添加されることで、感光性樹脂組成物への現像液成分の浸透性を向上させ、これによって現像速度の向上、パターン形状の良化といった効果がある。
【０００６】
従来の現像工程に使用される現像装置において、現像液の使用方法としては、使用した現像液をそのまま廃棄する方法と、使用した現像液を循環させて繰り返し使用する方法がある。
【０００７】
使用した現像液をそのまま廃棄する現像液の使用方法では、液汚染のない現像液（現像新液）を用いるため、現像液濃度が適切に管理されていることで工程管理が容易であり、また、液汚染が無いことで品質不良の発生しにくい方法といえる。しかし、常に現像新液を供給する必要があるため、現像液の使用量は膨大でランニングコストが高いという欠点がある。
【０００８】
一方、使用した現像液を循環させて繰り返し使用する方法は、使用した現像液をそのまま廃棄する方法と比較して低ランニングコストである。しかし、像液を循環させて繰り返し使用することは、現像液中に溶解した感光性樹脂組成物成分が徐々に増加することを意味しており、現像液中の該成分が許容量を越えると製品不良が発生するという問題がある。また、使用した現像液を循環させて繰り返し使用することによって、液成分が減少するという欠点もある。現像液濃度が適切に管理できないことは現像速度などに影響を与えるため、工程管理が困難になる。
【０００９】
更にまた、近年、フォトリソグラフィーの製造ラインは大型化の一途をたどっている。この背景には、特に、大画面液晶テレビの普及に伴うガラス基板の大型化が関係している。例えば、マザーガラスの寸法が第６世代（１５００×１８００ｍｍ）あるいは第８世代（２１６０×２４００ｍｍ）と呼ばれる大型ガラス基板を使用したカラーフィルタ基板が必要とされている。１ｍｍ以下の薄く、かつ一辺が１〜２ｍ以上に達する大型ガラス基板が流れる現像装置の大型化は、ユーティリティー使用量を増大させ、プロセス管理を困難にさせ、装置のメンテナンス性も悪化させている。とりわけ、基板サイズの大型化に伴って、歩留まりの改善、ランニングコストの削減が求められている。
【００１０】
そこで、特許文献１には、現像に供せられた現像液を、限外濾過（ＵＦ：Ｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）フィルタにより処理して、濾液を再利用するとともに、濃縮液を循環させることにより、現像液の品質を低下させることなく、ランニングコストを低く抑えることが可能で、且つ、長時間使用時において限界濾過フィルタの目詰まりによる濾液量の低下を防止し、メンテナンス性を容易にした現像装置、現像方法が開示されている。また、特許文献２には、特許文献1と同様な装置を用いて、限外濾過ユニットで得られた濾液のアルカリ成分濃度測定結果と、現像タンク中の溶存観光性樹脂組成物濃度に対する高アルカリ濃度液補充量と、濃度回復量との相関に応じて高アルカリ濃度液補充量を決定する現像液濃度調整方法とそれを用いた現像装置が開示されている。
【００１１】
しかしながら、上述した特許文献１および２の現像装置においても、限外濾過装置使用時に、限外濾過フィルタは、現像液に含まれる顔料成分のＵＦ膜表面への吸着、または透液孔を閉塞により、経時的な濾液流量低下を引き起こす。その対策として、逆洗浄動作と呼ばれる自己洗浄を限外濾過フィルタ毎に定期的に実施しているが、逆洗浄動作は限外濾過フィルタの延命処置の１つの手段であって、最終的には、定期的に限外濾過フィルタの交換を行い、取り外した限外濾過フィルタを現像装置のオフライン装置（外部）にて薬品洗浄して再生処理を実施する必要がある。
【００１２】
また、限外濾過フィルタは、上記した経時的な濾液流量低下以外に、限外濾過フィルタの中空糸の膜切れにより、本来循環系等側に流れている濃縮現像液が濾過側へ流出する、いわゆる膜リークが発生することがある。この、膜リークが発生すると濾液流量が急激に増加してしまう。それにより本来限外濾過フィルタの微細な透液孔を通過する事が出来なかった、現像液中の成分が濾過側に流出する事により、濾液自体の状態としては膜リーク発生前と比較して不純物の構成比率が高くなってしまう。通常膜リークが発生した場合は膜交換を実施するが、現状としてこの膜リークの発生有無及び、発生するタイミングを明確に確認する有効な手段が無いのが実情であった。
【特許文献１】ＷＯ２００５／０４０９３０号公報
【特許文献２】特開２００７−２４１０７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、係る問題点に鑑みてなされたものであり、カラーフィルタ製造に用いられる限外濾過ユニットを備えた循環式現像装置であって、連続稼動・運用時の膜リークを早期に発見出来、膜リーク発生時に限外濾過フィルタ交換等の対応を早急に実施することで現像工程起因の不良品の発生を減少させることが出来る現像装置及び現像方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の請求項１に係る発明は、少なくとも、（１）現像処理が行われる現像槽と、現像液を収容する現像タンクと、前記現像タンク内の現像液を前記現像槽に送る手段と、前記現像槽において現像処理に使用された後の現像液を前記現像タンクに戻す手段と、前記現像タンクに貯留された現像液を限外濾過循環タンクに送液する手段とを備えた現像ユニットと、（２）複数の限外濾過フィルタを使用して前記限外濾過循環タンク内の現像液を濾過する手段と、前記限外濾過フィルタ毎に逆洗浄する手段と、濾液を濾液リザーブタンクに送る手段とを備えた濾過ユニットと、（３）前記濾液リザーブタンクに送液された濾液の濃度を測定する手段と、現像液原液を補充して濃度を調整する手段とを備えた現像液濃度調整ユニットと、（４）濃度調整された現像液（濾液）を再度現像に供するため、原液タンクから調合タンクを通じて現像液（新液）が供給されているリザーブタンクに、前記濾液リザーブタンクから現像液（濾液）を送液する手段と、更に前記現像ユニットの前記現像タンクに送液して再利用する手段とを備えた現像液循環ユニットと、から構成される現像液循環方式を用いたカラーフィルタ製造の現像工程で使用される現像装置において、前記濾過ユニット通過直後、前記濾液リザーブタンク貯留前の濾液の成分変動を測定することで、前記限外濾過フィルタの膜リークを経時で監視する機構を具備することを特徴とする現像装置である。
【００１５】
また、本発明の請求項２に係る発明は、前記濾液リザーブタンク貯留前の濾液の濃度を測定する手段として、測定配管経路に２基の界面活性剤濃度測定器を有し、該界面活性剤濃度測定器の一方は中間にフィルタを介して測定サンプルラインが前記測定配管経路に接続し、該界面活性剤濃度測定器の他方はフィルタ無しで測定サンプルラインが前記測定配管経路に接続していることを特徴とする請求項１に記載する現像装置である。
【００１６】
また、本発明の請求項３に係る発明は、前記した２基の界面活性剤濃度測定器の濃度測定結果に差が生じた場合に、その結果を現像装置本体にフィードバックし、顕在化させる機能を具備していることを特徴とする請求項1又は２に記載する現像装置である。
【００１７】
次に、本発明の請求項４に係る発明は、請求項１〜３いずれか一項に記載する現像装置を用い、前記現像槽において、前記現像タンクから送られた現像液（新液＋濾液）を用いて、被現像体の現像処理を行うことを特徴とする現像方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の現像装置によれば、濾過ユニット通過直後、濾液リザーブタンク貯留前の濾液の成分変動を測定することで、限外濾過フィルタの膜リークを経時で監視する機能を具備しているため、従来は出来なかった限外濾過フィルタを用いた濾過装置の稼働時間が進むにつれて発生する膜リークを経時で監視することが可能となる。また、界面活性剤濃度の測定サンプルラインの一方はフィルタ有り、もう一方はフィルタ無しの２系統で連続的に測定する事により、膜リークが発生した場合には数値表示、信号発信等で具体化できる測定結果を得ることが出来るため、容易に膜リーク発生の有無が確認出来、不良品の工程下流への流出防止、限外濾過フィルタ交換等の対応が早急に実施出来、現像工程起因の不良品の発生を減少させることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の現像装置および現像方法について、一実施形態に基づいて説明する。
【００２０】
図１は、本発明の現像装置の一実施形態の全体構成を説明する概略フロー図である。炭酸ナトリウム（Ｎａ2ＣＯ3）を現像液主成分とする現像新液は、現像新液供給管路３を通して現像タンク４に供給される。現像はクリーンルーム内のクローズ化された状態で、現
像タンク４から送液経路２５を通して現像液吐出機構１から現像液を吐出し、現像槽２で、対象とするアクリル樹脂系感光性樹脂が塗布・パターン露光された被現像ガラス基板に対して実施する。図１中、現像液吐出機構１をシャワーリング工程としているが、この方法に限定されるものではない。現像処理後の現像液は、現像液リターン経路２４を経て現像タンク４中に貯留された後、送液経路５によって限外濾過循環タンク６に運ばれる。ＵＦモード使用時は現像タンク４から限外濾過タンク６へ使用済み現像液を大量に送液しているので、現像タンクの汚染度は通常時より良化する。また、現像タンクからは基板上の持ち出し以外には一切ドレインされない。限外濾過ユニット９で濾過された濃縮現像液が限外濾過循環タンク６にリターンされることで、限外濾過循環タンク６の汚染度が最も高くなるために、ドレイン経路７を用いて一定量の現像液をドレインする。減少した分は現像タンク４からの流入量で調整され、供給と廃液が過不足とならない様に、全体の流量調整が実施される。
【００２１】
限外濾過循環タンク６の現像液は、送液経路８を経て、本実施例では５本の限外濾過フィルタを備え、かつ、各限外濾過フィルタを逆洗浄するための逆洗浄タンク１３等の逆洗浄手段を含む濾過ユニット９に送られ、限外濾過を行う。その後、限外濾過フィルタを透過した濾液は送液経路１１により濾液リザーブタンク１２に送液され、限外濾過フィルタを透過しない成分が増加した残りの濃縮液は限外濾過フィルタ濃縮液循環管路２１を通って限外濾過循環タンク６に戻される。本発明の現像装置では、濾過直後に送液経路１１により濾液リザーブタンク１２に送液され貯留される前の濾液の成分変動を測定し、限外濾過フィルタの膜リークを経時で監視する膜リーク監視機構１０が付加されている。
【００２２】
ここで、限外濾過フィルタは、現像液の汚染度や溶解している感光性樹脂組成物の種類によって最適な濾過精度のものを選定する。限外濾過フィルタの分画分子量は、循環流量、必要な濾液量等の運用条件の影響を考慮し、かつ現像に有効なアルカリ成分と界面活性剤をトラップしないことが必要であり、本実施形態では、分画分子量１０００〜粒径１０μｍの範囲の限外濾過フィルタを対象としている。濾過精度が分画分子量１０００より小さい限外濾過フィルタの場合、溶解イオンの透過も阻止してしまうため、現像液そのものの特性すら失う恐れがあり、逆に濾過精度が１０μｍを超える限外濾過フィルタの場合は、汚染物質をトラップすることができず、濾液のクリーン度が落ちる。
【００２３】
濾液リザーブタンク１２に送液された濾液の現像主成分（Ｎａ2ＣＯ3）濃度を測定し、一定の濃度となるように現像液原液を補充して、濃度調整された現像液（濾液）は送液経路２２を通してクリーンルーム内のリザーブタンク４０へ送られることで、現像液は循環することになる。なお、リザーブタンク４０には原液タンク４２から調合タンク４１を通じて現像液（新液）が供給されており、現像液濃度が一定となるよう測定監視されている。ちなみに、本実施例において炭酸ナトリウム濃度は１．５ｋｇ／ｍ3の一定としている。
【００２４】
図２は、上記図１で説明した本発明の現像装置の濾過ユニット９から送液経路１１を介して濾液リザーブタンク１２に送液される部分を拡大した概略図である。送液経路１１に接続した測定配管系路５０には、中間にフィルタ５１を介して界面活性剤濃度測定器（Ａ）５２と、フィルタを介しないで界面活性剤濃度測定器（Ｂ）５３とが接続している。この界面活性剤濃度測定器（Ａ）、（Ｂ）にて、濾過直後の現像液の界面活性剤濃度を連続的に測定する。ここで使用するフィルタには、フリーの界面活性剤は通過できるが、顔料が吸着した界面活性剤等の本来膜リークが発生していない場合には濾液側には流出することの無いサイズのものはトラップされて通過できないフィルタを選定する。また、界面活性剤濃度測定器（Ａ）と界面活性剤濃度測定器（Ｂ）は濾液の測定サンプル中のトータルの界面活性剤濃度を測定できるタイプを選定する。
【００２５】
これにより、膜リークが発生していない場合は、界面活性剤濃度測定器（Ａ）、（Ｂ）は同じ測定結果、測定値で推移する。もし仮に膜リークが発生した場合は、顔料吸着した界面活性剤がフィルタ上でトラップされるので、フィルタを介して送液経路に接続している界面活性剤濃度測定器（Ａ）とフィルタを介していない界面活性剤濃度測定器（Ｂ）の２基の界面活性剤濃度測定器の濃度測定結果に差が生じる。この現象が見られた場合は、膜リークが発生していることが判明するのである。
【００２６】
上記した膜リークの発生判定は、直ちに濾過ユニットの各限外濾過フィルタの流量や圧力データ等と合わせて現像装置本体にフィードバックされて、数値表示や画像表示あるいは信号発信等の各種手段によって顕在化され、現像装置の運転継続・休止の判断や限外濾過フィルタ交換の対応がなされる。なお、経時的なモニタリングの実施により、前記した膜リーク発生以前に兆候をつかむことで事前のメンテナンス対応も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の現像装置の一実施形態の全体構成を説明する概略フロー図。
【図２】図１の濾過ユニットから濾液リザーブタンクに送液される部分を拡大した概略図。
【符号の説明】
【００２８】
１・・・現像液吐出機構    ２・・・現像槽    ３・・・現像新液供給管路
４・・・現像タンク    ５・・・送液経路    ６・・・限外濾過循環タンク
７・・・ドレイン経路    ８・・・送液経路    ９・・・濾過ユニット
１０・・・膜リーク監視機構    １１・・・送液経路    １２・・・濾液リザーブタンク１３・・・逆洗浄タンク    ２１・・・限外濾過フィルタ濃縮液循環管路
２２・・・送液経路    ２４・・・現像液リターン経路    ２５・・・送液経路
４０・・・リザーブタンク    ４１・・・調合タンク    ４２・・・原液タンク
５０・・・測定配管系路    ５１・・・フィルタ
５２・・・界面活性剤濃度測定器（Ａ）    ５３・・・界面活性剤濃度測定器（Ｂ）
【図１】
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【図２】
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