(57)【要約】【課題】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において、現像液濃度測定器の精度確認ができ、校正作業負荷を減じ、測定ズレ・バラツキによる品質不具合が生じず、コスト軽減が可能な現像装置を提供する。【解決手段】少なくとも、（１）現像ユニットと、（２）限外濾過フィルタを使用した濾過ユニットと、（３）濾液の濃度を測定し、現像液原液を補充する現像液濃度調整ユニットと、（４）現像液（濾液）を再度現像に供する現像液循環方式を用いた現像装置において、濾液の濃度測定器が、現像液主成分のＮａ２ＣＯ３標準液を自動測定する機能を有し、前記Ｎａ２ＣＯ３標準液の自動測定結果に基き、必要に応じて、該濃度測定器の自動校正を行う機構を有する。【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（以下、通常の濃度測定と称する）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、前記通常の濃度測定手段としての濃度測定器が、現像液主成分のＮａ２ＣＯ３標準液を自動測定する機能を有し、前記Ｎａ２ＣＯ３標準液の自動測定結果に基き、必要に応じて、該濃度測定器の自動校正を行う機構を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記濃度測定器の自動校正を行う機構が、通常の濃度測定中の任意に設定した指定時間間隔毎に、該通常の濃度測定を中断してＮａ２ＣＯ３標準液の濃度測定を行い、（イ）測定結果が任意に設定した管理上下限値の公差内であれば通常の濃度測定に戻り、（ロ）測定結果が前記管理上下限値の公差範囲外の場合には、自動で校正作業を実施し、その後一度通常の濃度測定に戻り、再度Ｎａ２ＣＯ３標準液の濃度測定を行う機能を有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】
前記した校正作業実施後の再度のＮａ２ＣＯ３標準液の濃度測定結果が前記管理上下限値の公差内範囲外の場合、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２に記載する現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置に係り、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自動校正機構付き現像液濃度測定器を備えた現像装置に関する。
【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、現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）、第８世代（２１６０×２４００ｍｍ）あるいは、第１０世代（２８５０×３０５０ｍｍ）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感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は、現像液主成分Ｎａ２ＣＯ３濃度の監視、及び調整を連続的に実施する事により、リザーブタンク内のＮａ２ＣＯ３濃度を一定に維持する事が可能となるが、この現像装置で使用される濃度測定器は電極の性能劣化による測定ズレ、測定バラツキの防止、及び装置としての信頼性を保証する為にも定期的な校正作業が必要となる。その際、ＵＦ濾過装置を起動状態から停止(オンラインからオフライン化)させて作業を実施する必要があり、その間、現像液の使用量増大、工場廃液処理負荷、人的作業負荷増大といった問題が生じる。また、定期的な校正作業を実施してから次回校正作業を行うまでの、経時的な濃度測定器の精度の変化を、稼働状態でモニタリングする手段がなく、濃度測定器としての信頼性を著しく低下させる懸念や、測定ズレ、バラツキによる品質不具合が発生する可能性があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】ＷＯ２００５／０４０９３０号公報
【特許文献２】特開２００７−２４１０７７号公報
【発明の概要】
【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において、現像液濃度測定器の精度確認ができ、校正作業負荷を減じ、測定ズレ・バラツキによる品質不具合が生じず、コスト軽減が可能な現像装置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（以下、通常の濃度測定と称する）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、
前記通常の濃度測定手段としての濃度測定器が、現像液主成分のＮａ２ＣＯ３標準液を自動測定する機能を有し、前記Ｎａ２ＣＯ３標準液の自動測定結果に基き、必要に応じて、該濃度測定器の自動校正を行う機構を有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、前記濃度測定器の自動校正を行う機構が、通常の濃度測定中の任意に設定した指定時間間隔毎に、該通常の濃度測定を中断してＮａ２ＣＯ３標準液の濃度測定を行い、（イ）測定結果が任意に設定した管理上下限値の公差内であれば通常の濃度測定に戻り、（ロ）測定結果が前記管理上下限値の公差範囲外の場合には、自動で校正作業を実施し、その後一度通常の濃度測定に戻り、再度Ｎａ２ＣＯ３標準液の濃度測定を行う機能を有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、前記した校正作業実施後の再度のＮａ２ＣＯ３標準液の濃度測定結果が前記管理上下限値の公差内範囲外の場合、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２に記載する現像装置である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の現像装置によれば、現像液の通常の濃度測定とともに、Ｎａ２ＣＯ３標準液を自動測定する機能を有し、その測定結果に応じて自動校正作業を実施する事が可能となる。従来は、定期的な校正作業時のＵＦ濾過装置停止による現像液使用量増大、工場の廃液処理負荷の増加、人的作業負荷増大等の問題があり、さらには校正作業から次回校正作業までの濃度測定器としての精度保証が困難であったが、本発明の現像装置では、上記問題が解消され、測定ズレ、バラツキによる品質不具合が一切生じない。更に、濃度測定器の不調を、数値表示や、信号発信等で具体化できるため、不良品の工程下流への流出防止、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。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【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の濃度測定器の近傍部分を拡大した概略説明図。
【図３】本発明の現像装置の一実施形態における、通常測定と標準液測定との結果に応じたフローを示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の現像装置について、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。
【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】
図２は、上記図１で説明した本発明の現像装置の濃度測定器１０の近傍部分を拡大した概略説明図である。濾液リザーブタンク１２に送液された濾液は、濾液リザーブサンプルライン５４から濃度測定器１０に送られ、現像液主成分のＮａ２ＣＯ３濃度を測定し、その測定結果に応じて、現像液が一定の濃度となるように原液タンク４２からの補給信号５５により送液ポンプ５６を通じて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、ここでも現像液濃度が一定となるように濃度測定器１００で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】
本発明の現像装置では、濃度測定器１０により濾液リザーブタンク１２に送液され貯留されるた濾液の成分変動を、また、濃度測定器１００によりリザーブタンク４０の現像液の濃度を測定している。この通常の濃度測定手段としての濃度測定器１０は、現像液主成分のＮａ２ＣＯ３標準液を自動測定する濃度測定部５０を有し、Ｎａ２ＣＯ３標準液の自動測定結果に基き、必要に応じて、濃度測定部５０の自動校正を行う機構を有している。
【００２５】
ここで、濃度測定部５０における濃度測定方法としては、アルカリ性の現像液に対して、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）等の酸性の滴定液を滴下し、中和反応の滴下量にて濃度を算出している。また、濃度測定器１０には、滴定液として１％未満のＨ２ＳＯ４からなる試薬Ａタンク５７、測定に用いる電極洗浄用の電極洗浄液、コンディション調整液としての燐酸水素二ナトリウムＮａ２ＨＰＯ４からなる試薬Ｂタンク５８、反応セルの洗浄、汚れ防止液として５％未満の水酸化ナトリウムＮａＯＨからなる試薬Ｃタンク５９が、純水タンク５３を含む純水供給ユニットとともに配備されている。
【００２６】
本発明の現像装置には、通常の濃度測定構成に加えて、Ｎａ２ＣＯ３標準液保管用タンク５１、その標準液を濃度測定部５０に供給する為の定量ポンプ５２が設けられている。具体的な動作方式としては、図３にその概略フローを示すように、指定時間毎（任意に設定可能）に通常の濃度測定［濾液リザーブタンク１２→濃度測定器１０］を一次中断し、Ｎａ２ＣＯ３標準液保管用タンク５１よりＮａ２ＣＯ３標準液を定量ポンプ５２にて濃度測定部５０に供給し、濃度測定を実施する。その結果がある公差以内（任意に設定可能）であれば、通常測定へ戻る。仮に公差範囲外であれば校正作業を自動で実施し、その後、通常測定へ一度戻り、その後、再度標準液測定を実施する。
【００２７】
なおここで、通常測定へ一度戻る理由は、標準液測定を連続で実施すると、濃度測定器１０では測定結果が出ないため、測定結果に応じて、現像液が一定の濃度となるように原液タンク４２からの補給信号５５により送液ポンプ５６を通じて現像液原液を補充することが行われないため、原液の補給なし状態が連続的に続き、成分調整出来ていない現像液が工程内リザーブタンク４０へ送液される可能性がある為である。
【００２８】
以上説明した動作を繰り返す事により、濃度測定器の校正作業に伴う各種負荷が軽減され、経時的な濃度測定器の測定変動の監視、変動による品質不具合を防止する事が出来る。
【符号の説明】
【００２９】
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・・・濃度測定器    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・・・濃度測定部    ５１・・・Ｎａ２ＣＯ３標準液保管用タンク    
５２・・・定量ポンプ    ５３・・・純水タンク５３    
５４・・・濾液リザーブサンプルライン    ５５・・・補給信号    
５６・・・送液ポンプ    ５７・・・試薬Ａタンク    ５８・・・試薬Ｂタンク    
５９・・・試薬Ｃタンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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