(57)【要約】【課題】  基板を形成するレジスト膜に同一流量の現像液を同時に短時間で反応させることを可能とすることによって、レジスト膜のパターン成形における精度および面内均一性を向上させる効果を奏する現像液塗布装置を提供すること【解決手段】  現像液塗布装置１は、基板１１ａにレジスト膜１１ｂが形成しているレジスト済の基板（レジスト基板）１１を搬送する基板搬送手段４と、一定条件を具備したレジスト膜１１ｂに反応する現像液２２を霧状に噴出して塗布（噴霧）する噴霧ノズル２１ａを有する噴霧装置２１と、純水を噴射する洗浄装置３１とを有しており、前記噴霧装置は、前記噴霧ノズル２１ａから噴霧される現像液２２が前記基板のレジスト形成面全体を覆う塗布範囲の大きさを有するスプレーパターン２２ａを形成し、かつ、前記噴霧ノズル２１ａは前記現像液２２を前記スプレーパターン２２ａ全体に対して均等に噴霧することが可能となるように形成されていることを主な特徴として有すること。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面にレジスト膜が形成されている基板を水平に搬送する基板搬送手段を備え、前記基板のレジスト形成面に対して現像液を霧状に噴出させて塗布する噴霧ノズルを有する現像液塗布装置であって、前記噴霧ノズルは霧状に噴出される現像液の塗布範囲が前記基板のレジスト形成面全体を覆う大きさとなる高さ位置に配置されていることを特徴とする現像液塗布装置。
【請求項２】
前記基板搬送手段は、前記基板が所定の位置に搬送されたことを検知する位置検出手段を有している請求項１に記載の現像液塗布装置。
【請求項３】
前記噴霧ノズルは、前記現像液を窒素ガスで霧状に噴出する請求項１および請求項２に記載の現像液塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像液塗布装置に係り、特に、基板に形成されたレジスト膜の現像に好適な現像液塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置に用いられるガラス基板等の基板には、露光処理や現像処理等によって、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）電極やカラーフィルタ等が形成されている。前記現像処理は使用する現像液の量および濃度ならびに現像時間等の各種条件によって形成される形状（エッチングパターン）が敏感に変化するため、前記条件が適当でないと、レジストパターンの成形精度や面内均一性が低下し、現像むらとなる。前記現像むらは、反射方式や半透過方式の液晶表示装置等においては、当該表示むらの原因となることから、現像むらを抑えることが当該基板の品質向上に貢献することになる。
【０００３】
前記した現像処理は、通常、現像液塗布装置等を用いて行なわれる。前記現像液塗布装置としては、基板を搬送しながらレジスト膜に現像液を供給する枚葉型現像液塗布装置が用いられることが多い。以下、図５から図８を用いて、従来の現像液塗布装置を説明する。
【０００４】
従来の現像液塗布装置１０１は、図５に示すように、少なくとも、現像室１０２と、洗浄室１０３と、前記両室１０２および１０３に亘る基板搬送手段１０４とを有している。
【０００５】
現像室１０２内には、噴射装置１２１と循環装置１２４とを有している。前記噴射装置１２１は、前記噴射装置１２１に備わる複数個の配管に噴射口１２１ａが形成されており、前記噴射口１２１ａから下方に在る基板搬送手段１０４によって搬送されているレジスト膜１１１ｂを有する基板（レジスト基板）１１１に向けて現像液１２２を直線状に噴射する。現像液１２２の噴射は、加圧した空気に現像液１２２を分散して行なう。また、現像室１０２内の基板搬送手段の下方に備えられている循環装置１２４は、現像液１２２を回収する回収手段１２４ａと、回収した現像液１２２を噴射装置１２１まで移送する移送手段（図示せず）を備えている。前記回収手段１２４ａは、レジスト基板１１１から溢れた現像液１２２を回収し、噴射した現像液１２２を再利用するためにある。
【０００６】
洗浄室１０３内には洗浄装置１３１が配設されている。前記洗浄装置１３１は洗浄液１３２を下方の基板搬送手段１０４に向けて噴射する。
【０００７】
基板搬送手段１０４は、レジスト基板１１１を一定の速度で搬送する機構を有している。通常、複数個のローラ１４２で構成されたローラコンベア等を用いることが多い。前記基板搬送手段１０４の搬送方向ＴＤは、現像室１０２から洗浄室１０３へ進行する方向である（特許文献１を参照）。
【０００８】
前記のように構成された現像液塗布装置１０１によって、現像液１２２は、図６に示すように、レジスト基板１１１に部分的に供給される。
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−１８８２１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、従来の現像液塗布装置１０１の第１の問題として、現像液１２２は直線状に噴射されるため、図７（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の順に示すように、現像液１２２がレジスト基板１１１の表面全体に行き渡るためには、供給された現像液１２２をレジスト基板１１１の表面に平行となる方向（拡張方向）ＥＤに広げる必要があった。前記第１の問題によって、レジスト基板１１１のレジスト膜１１１ｂにおいて現像液１２２が浸漬したレジスト膜１１１ｃ部分の厚さが拡張方向ＥＤによって異なるため、レジストパターンの面内均一性を向上させることが出来ないという不具合を生じていた。また、噴射装置１２１が現像液１２２を直線状に噴射することによって、現像処理に最低限必要な量以上の現像液１２２をレジスト基板１１１に供給する必要があることから、現像液１２２を再利用する必要が生じる。現像液１２２を再利用すると、現像液１２２の濃度を一定に維持することが出来なくなるため、レジストパターンの成形精度が低下するという副次的な不具合も生じていた。
【００１１】
また、第２の問題として、図８（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の順に示すように、現像液１２２は一定の速度をもって搬送されるレジスト基板１１１に供給されるため、現像液１２２が最初に供給される面（下流面）１１１ｄの現像時間と現像液が最後に供給される面（上流面）１１１ｅの現像時間とに時間差が生じることがあった。前記第２の問題によって、現像液１２２が浸漬したレジスト膜１１１ｃ部分の厚さが下流面１１１ｄと上流面１１１ｅとで異なるため、レジストパターンの面内均一性を向上させることが出来ないという不具合を生じていた。
【００１２】
また、第３の問題として、加圧した空気に現像液１２２を分散させることによって、現像液１２２が酸化するため、現像液１２２が劣化するということであった。前記第３の問題によって、レジストパターンの形成にかかる時間が変化するため、希望するレジストパターンの形成精度が確保されないという不具合を生じていた。
【００１３】
前記した３つの問題は、レジスト基板１１１の現像むらを引き起こす原因となるため、現像処理を行なった基板を組み込む製品の品質を低下させるものであった。
【００１４】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、基板を形成するレジスト膜に同一流量の現像液を同時に短時間で反応させることを可能とすることによって、レジスト膜のパターン成形における精度および面内均一性を向上させることが可能となる現像液塗布装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前述した目的を達成するため、本発明である現像液塗布装置の第１の特徴（請求項１）は、一方の面にレジスト膜が形成されている基板を水平に搬送する基板搬送手段を備え、前記基板のレジスト形成面に対して現像液を霧状に噴出させて塗布する噴霧ノズルを有する現像液塗布装置であって、前記噴霧ノズルは霧状に噴出される現像液の塗布範囲が前記基板のレジスト形成面全体を覆う大きさとなる高さ位置に配置されていることである。
【００１６】
また、本発明の第２の特徴（請求項２）は、前記基板搬送手段は、前記基板が所定の位置に搬送されたことを検知する位置検出手段を有していることである。
【００１７】
また、本発明の第３の特徴（請求項３）は、前記噴霧ノズルは、前記現像液を窒素ガスで霧状に噴出させることである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の第１の特徴（請求項１）によって、レジスト膜が形成された基板のレジスト形成面全体に同量かつ同濃度の現像液を散布することが可能となるため、レジスト膜のパターン成形精度が向上する効果を奏する。
【００１９】
また、本発明の第２の特徴（請求項２）によって、レジスト膜が形成された基板のレジスト形成面全体に同時に散布することが可能となり、その結果、前記基板のレジスト形成面における現像時間が前記基板のレジスト形成面のどの部分に対しても同一となるため、前記レジスト膜のパターン成形における面内均一性が向上する効果を奏する。
【００２０】
また、本発明の第３の特徴（請求項３）によって、現像液の酸化によって生じる現像液の劣化を防止することが可能となるため、意図した現像処理および現像速度を得る効果を奏する。
【００２１】
要するに、本発明の現像液塗布装置によって、基板を形成するレジスト膜に同一流量の現像液を同時に反応させることが可能となるため、レジスト膜のパターン成形における精度および面内均一性が向上する効果を奏する。これによって、レジスト基板の現像むらを引き起こす可能性が少なくなるため、本発明によって現像処理を行なった基板を組み込む製品の品質を向上させる効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図１から図３を用いて、本発明の実施形態を説明する。
【００２３】
本発明の実施形態である現像液塗布装置（以下、「本現像液塗布装置」という。）１は、図１に示すように、現像室２と洗浄室３の両室と、前記両室に亘る基板搬送手段４とで形成されている。ただし、本現像液塗布装置は、現像液を噴出して塗布することを目的としているため、少なくとも、現像室２と基板搬送手段４とを有していればよい。
【００２４】
現像室２内には、現像液２２を霧状に噴出して塗布（噴霧）する噴霧装置２１が配設されている。前記噴霧装置２１は、少なくとも、現像液２２を噴霧する噴霧口となる噴霧ノズル２１ａ、現像液２２の噴霧状態を制御する噴霧装置２１本体（図示せず）、現像液２２を貯蔵する現像液貯蔵タンク（図示せず）および現像液２２の噴霧に使用する窒素ガスを貯蔵する窒素ガス貯蔵タンク（図示せず）によって形成されている。そして、各種流体の流路となる各種配管（図示せず）等その他の部材も配設されている。
【００２５】
噴霧ノズル２１ａは、現像室２の天井部に配設されている。噴霧ノズル２１ａとしては、噴霧する現像液２２がレジスト膜１１ｂが形成された基板１１ａ（以下、「レジスト基板１１」という。）のレジスト形成面全体を覆う塗布範囲の大きさを有する現像液のスプレーパターン２２ａを形成するために、図２（ａ）で示されている円形もしくは楕円形のスプレーパターンを形成する噴霧ノズル、もしくは、図２（ｂ）で示されている四角形のスプレーパターンを形成する噴霧ノズルを用いることが好ましい。また、当該噴霧ノズル２１ａとしては、前記スプレーパターン２２ａに対して均等な流量分布を持つものを用いることが好ましい。なお、スプレーパターン２２ａの流量分布は、主に、噴霧ノズル２１ａの噴霧高さと噴霧ノズル２１ａから噴霧される現像液２２の噴霧圧力によって変化する。本現像液塗布装置１の噴霧高さは、図３に示すように、レジスト基板１１の長手方向の寸法（レジスト基板１１の寸法）をＬ、レジスト基板１１の厚さ方向の寸法をｔ、噴霧高さ（レジスト基板１１の下底面から噴霧ノズル２１ａまでの距離）をｈ、噴霧ノズル２１ａ付近の噴霧角度をθとすると、ｈ＞（Ｌ／２ｔａｎ（θ／２））−ｔ（以下、「式１」という。）となるように設定されている。ただし、（式１）から得られる噴霧高さｈの値は噴霧圧力の値を考慮していない計算値である。噴霧圧力の値としては、噴霧する現像液２２の平均粒子径や、レジスト基板１１に形成され得る条痕等を考慮して設定する必要がある。また、実際に得られるスプレーパターン２２ａの寸法は、噴霧圧力の値が低くなるほど、噴霧した現像液２２の描く放物線２３が大きく湾曲するため、（式１）から得られるスプレーパターン２２ａの寸法（（式１）においては、「レジスト基板１１の寸法」＝「スプレーパターン２２ａの寸法」としている。）よりも小さくなる。よって、前記条痕や前記スプレーパターン２２の寸法等の各種条件を考慮して噴霧圧力の値を決定し、決定した噴霧圧力の値を基準にして噴霧高さの値を設定することが好ましい。
【００２６】
噴霧装置２１本体は、現像液貯蔵タンクから得られる現像液２２の流量および窒素ガス貯蔵タンクから得られる窒素ガスの流量を制御する機構を有している。また、前記窒素ガスに現像液２２を分散し、配管を介して当該窒素ガスに分散させた現像液２２を噴霧ノズル２１ａに供給し、当該噴霧圧力を制御する機構を有している。なお、前記した窒素ガスは、現像液２２の酸化等の化学反応を防止するために選択されたものであるため、現像液２２と化学反応しないと解されるアルゴンガス等の不活性ガスであれば窒素ガスの代用は可能である。
【００２７】
なお、噴霧した現像液２２を回収して当該現像液２２を噴霧装置２１に移送する現像液２２の循環装置は、本現像液塗布装置１に配設されていない。すなわち、本現像液塗布装置１において噴霧される現像液２２としては、レジスト膜１１ｂと未だ化学反応を起こしていない一定の濃度を有する現像液２２である。
【００２８】
次に、洗浄室３内には、純水等の洗浄液３２を噴射する洗浄装置３１を有している。前記洗浄装置３１は、少なくとも、洗浄液３２を供給する洗浄装置３１本体と、洗浄液３２を噴射する噴射口となる噴射ノズル３１ａとで形成されている。前記噴射ノズル３１ａは、洗浄室３の天井部に配設されている。そして、洗浄液３２の流路となる各種配管（図示せず）等その他の部材も配設されている。
【００２９】
基板搬送手段４としては、レジスト基板１１を水平に搬送するため、複数のローラ４１で形成されたローラコンベアを用いる。前記ローラコンベアはレジスト基板１１を水平に搬送するために用いることから、前記ローラコンベアの代わりに、チェーンコンベア、ベルトコンベア等の基板搬送手段４を用いても良い。
【００３０】
なお、前記基板搬送手段４には、レジスト基板１１の位置を検知する位置検出手段４２が備わっている。位置検出装置２３としては、防水機能を有し、かつ、誤作動を起こしにくい超音波ポジションセンサ等が好ましい。前記位置検出手段４２が所定の位置でレジスト基板１１を検知すると、前記基板搬送手段４は搬送を停止し、当該搬送停止から一定時間が経過すると、基板搬送手段４が搬送を再開するように形成されている。また、前記位置検出手段４２が所定の位置でレジスト基板１１を検知すると、現像室２に備わる噴霧装置２１が現像液２２の噴霧を開始し、前記した搬送停止から前記一定時間が経過すると、噴霧装置２１が現像液２２の噴霧を停止するように形成されている。
【００３１】
なお、本現像液塗布装置１においては、現像室２および洗浄室３は、図1で示されているように、現像液塗布装置１の同一筐体内に配設されているが、現像室２および洗浄室３を別筐体で形成して本発明の現像液塗布装置１を形成して実施しても良い。
【００３２】
また、現像室２および洗浄室３は、レジスト基板の搬送方向に対して、現像室２および洗浄室３の順番で配設されていれば本発明を実施することが可能であるため、前記２つの室以外のその他の処理を行なう室を現像液塗布装置１に配設して、本現像液塗布装置１を形成しても良い。
【００３３】
次に、図４を用いて、本現像液塗布装置１の作用を説明する。
【００３４】
露光処理を終えたレジスト基板１１は、位置検出手段４２を有する基板搬送手段４によって現像室２内へ搬送される。搬送する方向（搬送方向）ＴＤは、現像室２から洗浄室３へ進行する方向である。現像室２に配設されている噴霧装置２１は、前記位置検出手段４２が検知する所定の位置（検知位置）までレジスト基板１１が搬送されていない場合、図4（ａ）に示すように、現像液２２を噴霧することはない。
【００３５】
前記噴霧装置２１は、基板搬送手段４がレジスト基板１１を検知位置まで搬送すると、図4（ｂ）に示すように、基板搬送手段４は位置検出手段４２がレジスト基板１１の搬送方向先端部を検出し、レジスト基板１１の搬送を一時的に停止する。続いて、噴霧装置２１は噴霧ノズル２１ａから現像液２２を噴霧する。前記噴霧ノズル２１ａは、レジスト基板１１のレジスト形成面全体に同時に同量の現像液２２を噴霧するために好適なスプレーパターン２２ａ、噴霧角度、噴霧高さを有している。そして、噴霧装置２１は、レジスト基板１１のレジスト形成面全体に同時に同量の現像液２２を噴霧するために好適な噴霧圧力を現像液２２に加えている。つまり、レジスト基板１１のレジスト形成面全体において、現像液２２の噴霧流量分布は均等となる。そのため、前記レジスト膜１１ｂのパターン成形精度および面内均一性が向上する効果を奏する。そのうえ、現像液２２をレジスト基板１１のレジスト形成面全体に同時に提供することが出来るため、現像処理は短時間で終了するという効果も奏する。
【００３６】
また、使用する量だけ現像液２２を噴霧することができるために、レジスト膜１１ｂと化学反応した現像液２２を循環して使用する必要がなくなる。そのため、レジスト基板１１に提供される現像液２２は常に同濃度の現像液２２（化学反応を起こしていない新しい現像液２２）となる効果を奏する。
【００３７】
さらに、現像液２２を分散する気体は窒素ガスを用いることによって、酸化による現像液２２の劣化を起こす可能性が少なくなる。そのため、意図した現像処理および現像速度となる効果を奏する。
【００３８】
レジスト基板１１のレジスト膜１１ｂと現像液２２との化学反応に適した時間（一定時間）が経過すると、噴霧装置２１は現像液２２の噴霧を停止する。その後、図4（ｃ）に示すように、基板搬送手段４はレジスト基板１１の搬送を再開する。このように、基板搬送手段４の搬送を再開する時点と現像液２２の噴霧を停止する時点とは同時とすることが可能となるので、レジスト基板１１の現像に使用しない現像液２２の無駄な噴霧を防ぐことが可能となる。このため、現像コストの低減を図り、かつ、環境保護の一役を担う効果を奏する。
【００３９】
その後、基板搬送手段４は現像液２２が付着したレジスト基板１１を洗浄室３に搬送する。洗浄室３に配設されている洗浄装置３１は、搬送されてきたレジスト基板１１を搬送しながら洗浄する。当該洗浄に使用する洗浄液３２は純水であるため、レジスト基板１１と化学反応を起こさずに洗浄することが可能である。洗浄装置３１によってレジスト基板１１の洗浄処理が終了すると、本現像液塗布装置１による処理工程がすべて終了する。
【００４０】
このように、本発明は、レジスト基板１１のレジスト形成面全体に、劣化していない同濃度の現像液を、同時に、同量だけ提供することが可能であるため、レジスト膜１１ｂのパターン成形精度が向上する効果を奏する。これによって、レジスト基板１１の現像むらを引き起こす可能性が少なくなるため、本発明は、本発明による現像処理を行なった基板を組み込む製品の品質を大きく向上させる効果を奏する。例えば、現像液塗布装置によって現像される液晶表示装置等のカラーフィルタは当該現像むらが生じていると、前記現像むらによる品質の差異が目立ち易いため、本発明の効果は特に効果が高いと言える。
【００４１】
なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。例えば、図１、図３および図４に示す本現像液塗布装置では配設されている噴霧ノズル２１ａは１個だけであるが、配設される噴霧ノズル２１ａの個数は、レジスト基板１１のレジスト形成面全体に現像液２２を同時に供給し、かつ、流量分布が均等となる限り、複数個存在しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の現像液塗布装置の一実施形態を示す正面側断面図
【図２】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の現像液塗布装置に配設されている噴霧ノズルが形成するスプレーパターンを示す平面図
【図３】本発明の現像液塗布装置に配設されている噴霧ノズルの噴霧高さ等を示す正面図
【図４】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ本発明の現像液塗布装置における搬送と噴霧の対応関係を工程順に示す正面側部分断面図
【図５】従来の現像液塗布装置の一例を示す正面側断面図
【図６】従来の現像液塗布装置に配設されている噴射装置の噴射状態を示す平面図
【図７】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ現像液の拡張状態と浸漬状態とを時間経過の順に示す断面図
【図８】従来の現像液塗布装置における搬送と噴射の対応関係を工程順に示す正面側部分断面図
【符号の説明】
【００４３】
１  現像液塗布装置
２  現像室
３  洗浄室
４  基板搬送手段
１１    レジスト基板（レジスト膜が被膜した基板）
１１ａ  レジスト膜を形成する基板
１１ｂ  レジスト膜
２１    噴霧装置
２１ａ  噴霧ノズル  
２２    現像液
２２ａ  スプレーパターン
２３    現像液が描く放物線
３１    洗浄装置
３１ａ  噴射ノズル  
３２    洗浄液
４１    ローラ
４２    位置検出手段
ＥＤ    現像液の拡張方向
ＴＤ    搬送方向
ＳＬ    所定の位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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