(57)【要約】【課題】本発明は、カラーフィルタ現像工程において、使用する現像液の汚染度を極限まで下げることによって現像起因の不良を無くし、かつ、製品を安価に提供するための現像装置及び現像方法を提供することを課題とする。【解決手段】本発明は、基板上に塗布された感光性樹脂組成物をブラックマトリクス、若しくは着色パタ−ンとして形成するカラ−フィルタ製造方法の現像工程において、液組成の異なる二種類以上の現像液を使用して段階的に現像を行う、また、現像液をろ過／再利用して現像を行うことで現像液使用量を抑える現像装置及び現像方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光性樹脂組成物の現像装置において、
（１）界面活性剤を含むアルカリ塩水溶液からなる水溶性現像新液で現像を行う現像ユニットＡと、
（２）前記水溶性現像新液より界面活性剤濃度、アルカリ成分濃度が低濃度の現像液で現像を行う現像ユニットＢと、
（３）界面活性剤を含まないアルカリ塩水溶液からなる水溶性現像液で現像を行う現像ユニットＣと、
を具備することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像ユニットＢが限外ろ過システム装置を具備し、前記現像ユニットＡで使用した現像液を限外ろ過フィルタでろ過したろ液で現像を行うことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記現像ユニットＡ、Ｂの下流に前記現像ユニットＣを具備することを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記限外ろ過システム装置が、限外ろ過濃縮タンク、限外ろ過により分離されたろ液を貯蔵するためのろ液タンクを具備することを特徴とする請求項２または３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像ユニットＡが現像新液貯蔵タンクを具備し、前記現像ユニットＣが界面活性剤を含まないアルカリ塩水溶液からなる水溶性現像液貯蔵タンクを具備することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の現像装置。
【請求項６】
感光性樹脂組成物の現像工程において、
（１）界面活性剤を含むアルカリ塩水溶液からなる水溶性現像新液で現像を行う現像工程ａと、
（２）現像工程ａで使用した現像液より界面活性剤濃度、アルカリ成分濃度が低濃度の現像液で現像を行う現像工程ｂと、
（３）界面活性剤を含まない純粋なアルカリ塩水溶液からなる水溶性現像液で現像を行う現像工程ｃと、
を具備することを特徴とする現像方法。
【請求項７】
前記現像工程ｂにおいて、前記現像工程ａで使用した現像液を限外ろ過フィルタでろ過したろ液で現像を行うことを特徴とする請求項６に記載の現像方法。
【請求項８】
前記現像工程ａ、ｂの後に前記現像工程ｃで現像を行うことを特徴とする請求項６または７に記載の現像方法。
【請求項９】
前記現像工程ａにおける現像新液供給量が、前記現像工程ｃにおける界面活性剤を含まない純粋なアルカリ塩水溶液からなる水溶性現像液供給量以下であることを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の現像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフォトリソグラフィ分野の現像に関するものであり、特にカラーフィルタの製造において、ブラックマトリクス、着色画素を形成する際の現像装置および現像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ等に用いられるカラーフィルタは微細な黒、赤、緑、青等のパターンからなる光学素子である。カラーフィルタの製造工程は、洗浄したガラス等の透明基板上に感光性レジストを塗布、露光、現像する工程からなり、各色について同様の工程を繰り返して製造する。以下にカラーフィルタ製造における現像工程の観点から従来技術と課題について説明する。
【０００３】
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工程においてパターン形状を決定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、現像液温度等があり現像槽の構成や方式によっても異なるが、使用する現像液の現像力を基準とする。
【０００４】
通常の現像装置は現像槽と現像液タンクで構成され、現像液を循環させて使用するため基板処理枚数増加に伴って感光性レジストより現像処理により溶出した成分が現像液中に溶存し、現像性に大きく影響を及ぼすと共に、被現像基板へ溶存成分が付着しカラーフィルタの品質にも大きな影響を及ぼす。
【０００５】
現像処理枚数増加に伴って現像力が低下するため、現像力を維持する方法として十分に現像力を有する現像新液の補充と現像タンクからのドレインを行う方法がある。現像新液の補充を抑えると著しい現像力低下がみられ、製品品質の不具合発生要因となる。一方、現像新液の補充を増やすことは現像力維持に効果があるが、現像新液使用量が増加するためランニングコストの採算が合わなくなる。
【０００６】
前記のように製品品質の不具合を発生させずに現像新液使用量を削減することは難しい。そのため、現像力低下に伴う製品品質への不具合発生の抑制が優先し、現像新液の補充量（６８０×８８０基板では１０L〜２０L／ｓｈｅｅｔ）、現像タンクからの現像液ドレイン量（現像新液補充量と同量）を多めにして装置を稼動している実状があり、ランニングコスト削減という課題に様々な取り組みがなされている。
【０００７】
この問題の解決方法の一つとして限外ろ過フィルタを使用して現像液を再生利用する現像方法が提案されている。連続稼動時において現像新液を定期的に供給し、また、汚染度の高い限外ろ過濃縮タンクからは供給量分を定期的に廃棄することで現像液の現像力を維持する。これにより現像新液の使用量を抑えることが可能になるためランニングコストの削減に貢献している。
【０００８】
市場の需要に伴うディスプレイの大型化から年々フォトリソグラフィ製造ラインは大型化の一途をたどっている。一方で、パネルが供給過剰気味でカラーフィルタを安価に提供することが望まれていることから、カラーフィルタ製造工程でのコストダウンが課題になっている。
【０００９】
この課題に向けた取り組みとして、使用する現像液濃度を高濃度から低濃度へ推移させて現像を行う方法が提案されている。これにより、高価な界面活性剤使用量を制御可能になるが、現像後のリンス工程において界面活性剤を添加したリンス液を使用するリンス工程が必要であることや、現像工程に要する時間が増加するなどの課題がある。
【特許文献１】特開平１０−２６８８０３
【特許文献２】特開平０４−３１４００２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、カラーフィルタ現像工程において、使用する現像液使用量を抑え、かつ、使用する現像液の汚染度を極限まで下げることによって現像起因の不良を無くし、製品を安価に提供するための現像装置及び現像方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、基板上に塗布された感光性樹脂組成物をブラックマトリクス、若しくは着色パタ−ンとして形成するカラ−フィルタ製造方法の現像工程において、液組成の異なる二種類以上の現像液を使用して段階的に現像を行う、また、現像液をろ過／再利用して現像を行うことで現像液使用量を抑え、高品質な製品を安価に提供するカラーフィルタ製造方法である。
【００１２】
請求項1に記載の発明は、
感光性樹脂組成物の現像装置において、
（１）界面活性剤を含むアルカリ塩水溶液からなる水溶性現像新液で現像を行う現像ユニットＡと、
（２）前記水溶性現像新液より界面活性剤濃度、アルカリ成分濃度が低濃度の現像液で現像を行う現像ユニットＢと、
（３）界面活性剤を含まないアルカリ塩水溶液からなる水溶性現像液で現像を行う現像ユニットＣと、
を具備することを特徴とする現像装置である。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、
前記現像ユニットＢが限外ろ過システム装置を具備し、前記現像ユニットＡで使用した現像液を限外ろ過フィルタでろ過したろ液で現像を行うことを特徴とする請求項１に記載の現像装置である。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、
前記現像ユニットＡ、Ｂの下流に前記現像ユニットＣを具備することを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置である。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、
前記限外ろ過システム装置が、限外ろ過濃縮タンク、限外ろ過により分離されたろ液を貯蔵するためのろ液タンクを具備することを特徴とする請求項２または３に記載の現像装置である。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、
前記現像ユニットＡが現像新液貯蔵タンクを具備し、前記現像ユニットＣが界面活性剤を含まないアルカリ塩水溶液からなる水溶性現像液貯蔵タンクを具備することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の現像装置である。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、
感光性樹脂組成物の現像工程において、
（１）界面活性剤を含むアルカリ塩水溶液からなる水溶性現像新液で現像を行う現像工程ａと、
（２）現像工程ａで使用した現像液より界面活性剤濃度、アルカリ成分濃度が低濃度の現像液で現像を行う現像工程ｂと、
（３）界面活性剤を含まない純粋なアルカリ塩水溶液からなる水溶性現像液で現像を行う現像工程ｃと、
を具備することを特徴とする現像方法である。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、
前記現像工程ｂにおいて、前記現像工程ａで使用した現像液を限外ろ過フィルタでろ過したろ液で現像を行うことを特徴とする請求項６に記載の現像方法である。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、
前記現像工程ａ、ｂの後に前記現像工程ｃで現像を行うことを特徴とする請求項６または７に記載の現像方法である。
【００２０】
請求項９に記載の発明は、
前記現像工程ａにおける現像新液供給量が、前記現像工程ｃにおける界面活性剤を含まない純粋なアルカリ塩水溶液からなる水溶性現像液供給量以下であることを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の現像方法である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、界面活性剤を含む現像新液、前記現像新液より界面活性剤濃度、アルカリ成分濃度が低濃度な現像液、安価である界面活性剤を含まない純粋なアルカリ塩水溶液からなる現像液を順不同に組み合わせて現像処理が可能な現像装置及び現像方法であるため、カラーフィルタ製造工程において、従来方式において課題となっている現像工程での現像新液使用量削減、コスト削減が可能となる。また、界面活性剤を含む現像液での現像により現像液の感光性樹脂組成物への浸透性が向上しているため、界面活性剤を含まない純粋なアルカリ塩水溶液からなる現像液での現像で従来と同等品質の製品を作成可能である。
【００２２】
また、本発明によれば、界面活性剤を含む現像新液、前記現像新液を限外ろ過することで感光性レジストより溶出した成分を除去された現像液（ろ過を実施することで界面活性剤濃度、アルカリ成分濃度が現像新液より低濃度な現像液）、安価である界面活性剤を含まない純粋なアルカリ塩水溶液からなる現像液を組み合わせて現像処理することが可能な現像装置及び現像方法であるため、カラーフィルタ製造工程において、従来方式にて課題となっている現像工程での現像新液使用量削減、コスト削減が可能であると同時に、現像起因の製品品質上の不良減少が可能となる。また、界面活性剤を含む現像液での現像により現像液の感光性樹脂組成物への浸透性が向上しているため、界面活性剤を含まない純粋なアルカリ塩水溶液からなる現像液での現像で従来と同等品質の製品を作成可能である。
【００２３】
また、本発明によれば、界面活性剤を含まない純粋なアルカリ塩水溶液からなる現像液での現像処理がすべての現像処理の最後に実施されるため、基板上に残った界面活性剤を含まない現像液が界面活性剤を含む現像液のろ過システムに入りこむことがないため濃度低下は生じない。これにより、界面活性剤を含む現像液の濃度管理が容易となり、現像新液補充量削減、コスト削減が可能となる。また、界面活性剤を含む現像液での現像により現像液の感光性樹脂組成物への浸透性が向上しているため、その後の界面活性剤を含まない純粋なアルカリ塩水溶液からなる現像液での現像で従来と同等品質の製品を作成可能である。
【００２４】
また、本発明によれば、界面活性剤を含む現像新液供給量が界面活性剤を含まない純粋なアルカリ塩水溶液からなる水溶性現像液供給量以下であることから、カラーフィルタ製造工程において、従来方式にて課題となっている現像工程での現像新液使用量削減、コスト削減が可能である。
【００２５】
すなわち、界面活性剤を含む現像液で現像を行うことで感光性樹脂組成物への浸透性を向上させ、その後に実施する界面活性剤を含まない純粋なアルカリ塩水溶液からなる現像液での現像を効率よく行うことが可能である。
【００２６】
これにより、高価な界面活性剤を含む現像液の使用量を安価な界面活性剤を含まない純粋なアルカリ塩水溶液からなる現像液の使用量と同等以下に抑えることが可能であり、従来方式では界面活性剤を含む現像新液使用量が１０〜２０Ｌ／ｓｈｅｅｔであるのに対して、本発明での現像方法を用いることで現像新液使用量を１〜５Ｌ／ｓｈｅｅｔまで削減可能である。
【００２７】
以上から、本発明により界面活性剤を含む現像液使用量が削減され、これによりコスト低減が可能となり、また、従来品質と同等の製品が安価に作成可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に、本発明による現像装置、現像方法を、その実施の形態に基づいて説明する。
なお、現像ユニットＡ，Ｂ，Ｃは、それぞれ、現像工程ａ、ｂ、ｃに対応している。
【００２９】
図１は、本発明における現像装置のフロー図である。現像新液は現像新液貯蔵タンク3から現像槽１（現像ユニットＡに相当する。）に送液され被現像基板が現像される。現像槽１で使用された現像液は限外ろ過濃縮タンク５へ送液される。現像液のろ過／再利用という観点から、現像ユニットＢは限外ろ過システムを具備していることが望ましい。
【００３０】
図１に示すように、限外ろ過濃縮タンク５、限外ろ過濃縮タンク５のドレイン配管６があり、ここでの廃液量は現像槽１で使用された現像液の限外ろ過濃縮タンク５への供給量と同量であることが望ましい。また、限外ろ過濃縮タンク５は現像液量を管理するために（図示しない）液面センサーを設置することが望ましい。限外ろ過濃縮タンク５内の現像液は送液ポンプ１１によって限外ろ過フィルタ１２及び１３へ送液され、ろ液と濃縮液へ分離される。限外ろ過フィルタ本数は、必要流量に応じて選択されることが望ましい。
【００３１】
分離された濃縮液は限外ろ過濃縮タンク５へ循環される。ろ液は、逆洗浄タンク７及びろ液タンク９へ送液／貯蔵さる。連続してろ液タンク９から現像槽４（現像ユニットＢの一部に相当する。）へろ液が送液され、現像槽１で現像された基板が現像槽４に搬送され、現像処理が実施される。
【００３２】
使用する限外ろ過フィルタのろ過精度は、現像液の汚染度や溶解している感光剤成分によって最適なフィルタを選定することが望ましく、本発明では、分画分子量１，０００〜１０万の限外ろ過フィルタが使用可能である。
【００３３】
ろ液は限外ろ過フィルタの逆洗浄液としても使用する。連続稼動時、逆洗浄される限外ろ過フィルタが逆洗浄モードとして一本選択され、逆洗浄タンク７に貯蔵されたろ液が逆洗浄モードに選択された限外ろ過フィルタへ送液され逆洗浄を実施した後、限外ろ過濃縮タンク５へ循環される。
【００３４】
逆洗浄タンク７は（図示しない）液面レベルセンサーを有し、該センサーをヒットした時点で逆洗浄ポンプ８が稼動開始し、限外ろ過フィルタの逆洗浄を実施する。逆洗浄は時間管理とし、所定時間経過後に次のフィルタが逆洗モードとして選択され同様の操作が繰り返されることが望ましい。
【００３５】
水溶性現像液貯蔵タンク１７は界面活性剤を含まない純粋なアルカリ塩水溶液からなる現像液を貯蔵するタンクで、水溶性現像液貯蔵タンク１７から現像槽１５（現像ユニットＣの一部に相当する。）へ送液して被現像基板の現像処理を実施する。異なる液組成の現像液が混合し、濃度や組成に変化が生じないようにするために、前記現像液を使用した現像処理は、界面活性剤を添加した現像液を使用した現像処理の後に実施されることが望ましい。
【実施例１】
【００３６】
以下、実施例について具体的な説明を行う。
【００３７】
ガラスサイズ６８０×８８０ｍｍのガラス基板に、顔料を分散させた感光性レジストを塗布装置により塗布を行い、次いで露光機にて６０ｍＪ／ｃｍ２の露光を行い、本発明の現像装置にて現像を行う作業を下記要領にて連続的に行った。
【００３８】
図１中の現像槽１では、現像新液貯蔵タンク３から送液ポンプ２を用いて現像新液を送液して被現像基板の現像処理を実施する。現像処理後の現像液は、全量タンクである限外ろ過濃縮タンク５へ送液する。
【００３９】
図１中の現像槽４では、ろ液タンク９から送液ポンプ１０を用いてろ液を送液して、現像槽１で現像処理された被現像基板の現像処理を実施する。限外ろ過濃縮タンク５、逆洗浄タンク７、ろ液タンク９はすべて（図示しない）液面管理センサーを具備し、常に液面を固定するように各ポンプにフィードバックされるものとした。現像液送液ポンプ１０、濃縮液送液ポンプ１１、ろ液送液ポンプ１４は密接に関わっており、すべての基準となるものはろ液送液ポンプ１４から送液される液流量である。
【００４０】
使用する限外ろ過フィルタ数は５本とし、必要ろ液量を確保可能な分画分子量である分画分子量５０，０００のフィルタを選定した。これにより、限外ろ過フィルタへ約７００Lの現像液を送液し、５％のろ液回収率で設計した。
【００４１】
ユニットＡでの現像新液使用量は５L／ｍｉｎ、ユニットＢでの現像液使用量は上記より３５Ｌ／ｍｉｎ、ユニットＣでの界面活性剤を含まない純粋なアルカリ塩からなる現像液使用量は１００Ｌ／ｍｉｎとした。
【００４２】
図１中の現像槽１５では、現像新液貯蔵タンク１７から送液ポンプ１６を用いて界面活性剤を含まない純粋なアルカリ塩水溶液からなる現像液を送液して現像槽１、現像槽４で現像処理された被現像基板の現像処理を実施する。現像処理後の現像液は、ドレイン配管１８にて排液する。
【００４３】
上記条件にて、各現像槽で現像処理し、その後水洗処理を実施することで、現像新液使用量を従来方式の１／４にすることが可能であり、また、カラーフィルタ内の残さ等の不具合も発生しないことが確認された。
【００４４】
さらに、コスト面では、界面活性剤を含む現像新液使用量が従来の現像方法における界面活性剤を含む現像新液使用量と比較して、１／３程度にすることが可能であると確認された。
【００４５】
また、現像処理により溶出した成分溶存による現像液の汚れ起因の異物再付着は認められず、なおかつ、現像槽内がきれいな状態であり、カラーフィルタ内の残さ等の不具合も発生しないことが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明における現像フローを示す説明図である。
【符号の説明】
【００４７】
１・・・現像槽
２・・・界面活性剤を含む現像新液送液ポンプ
３・・・界面活性剤を含む現像新液貯蔵タンク
４・・・現像槽
５・・・限外ろ過濃縮タンク
６・・・限外ろ過濃縮タンクドレイン配管
７・・・限外ろ過フィルタ逆洗浄タンク
８・・・逆洗浄用限外ろ過ろ液送液ポンプ
９・・・ろ液タンク
１０、１１・・・送液ポンプ
１２、１３・・・限外ろ過フィルタ
１４・・・送液ポンプ
１５・・・現像槽
１６・・・送液ポンプ
１７・・・水溶性現像液貯蔵タンク
１８・・・水溶性現像液のドレイン配管
【図１】
2006267817.tif 000003