(57)【要約】【課題】本発明は、基板を水平に保持・搬送して処理する現像装置において、基板面内の均一な現像処理が可能な現像装置を提供することを課題とする。【解決手段】搬送手段により水平に搬送中の基板１に現像液を吐出することによって順次現像処理を行う複数の現像ノズルを有する現像装置であって、現像液を供給する現像ノズルごとに、現像液の温度を任意の温度に設定する手段を備えていることを特徴とすることを特徴とする現像装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送手段により水平に搬送中の基板に現像液を吐出することによって順次現像処理を行う複数の現像ノズルを有する現像装置であって、現像液を供給する現像ノズルごとに、現像液の温度を任意の温度に設定する手段を備えていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
搬送手段により水平に搬送中の基板に現像液を吐出することによって順次現像を行う現像装置であって、前記基板の任意の部位を部位ごとに加熱する手段を備えていることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
前記基板の任意の部位を加熱する手段が、加熱源と前記基板の間に任意の形状の開口部を持つ遮熱板を挿入した構成であることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラットパネルディスプレイ（以後、ＦＰＤと記す。）の製造に使用される基板処理装置に関する。更には、ＦＰＤ用カラーフィルタの製造に使用する現像装置に関する。
【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、構造的支持体としてのガラス等の透明な基板の表面に２種以上の異なる色相の微細な帯状の画素領域を平行または交差して配置したもの、あるいは微細な画素領域を縦横一定の配列で配置したものからなっている。画素領域は、数μｍ〜数十μｍと微細であり、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（以後、ＢＭと記す。）のパターンが設けられ、各画素領域には赤色、緑色、青色などの着色画素が配置されている。
【０００３】
ＢＭを感光性黒色樹脂から形成した樹脂ＢＭの一般的な製造方法としてはフォトリソグラフィ法が挙げられ、ガラス基板の投入から始まり、ガラス基板の事前洗浄、黒色感光性樹脂組成物の塗布、乾燥、プリベーク、パターン露光、現像、ポストベーク、検査などが行われる。その後、予めＢＭが形成された基板に対して、同様のフォトリソグラフィ法を用いて、前記ＢＭの表示画面領域の開口部の所定の領域に着色感光性樹脂組成物を用いて着色画素を形成し、その工程を色の数だけ繰り返すことによってカラーフィルタを形成する。
【０００４】
その中で現像工程は、露光後のネガ型の着色感光性樹脂組成物の未硬化部の溶解、除去を目的とし、フォトリソグラフィ工程の中でも、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、現像液の温度管理、現像液の疲労度、などがある。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、着色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着色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、界面活性剤が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により、着色感光性樹脂組成物への現像液成分の浸透性を向上させ、パターン形状の良化といった効果がある。
【０００５】
このような現像工程で従来から使用されてきた現像装置は、通常、基板を水平状態で保持、搬送して現像処理を行っていたが、以下のような問題点があった。
【０００６】
現像装置内にて基板を水平に保持して搬送すると、例えば基板が薬洗部から水洗部に向けて搬送される時、基板上の薬液が水洗部に持ち出されることで薬液の消費量が増加しランニングコストが増加する。また次工程である水洗部にてレジスト成分を含んだ現像液が洗浄水と置き換わり難い。
【０００７】
大型液晶ディスプレイに使用される基板は、第６世代（１５００ｍｍ×１８００ｍｍ）、第８世代（２１６０ｍｍ×２４００ｍｍ）、第１０世代（２８５０ｍｍ×３０５０ｍｍ）と大型化の一途を辿っており、特に水平搬送の場合は、現像液が基板の中央部に滞留する傾向が強くなっており、疲労した現像液が基板中央部に滞留することによって、現像の進行が遅くなる状況が発生する。
【０００８】
そのため、例えば、現像装置の薬液部内にエアナイフを設けて、基板上の薬液を薬液部に戻すように液切りしてから、水洗部に送り込むようにすることが行われる。そのため設
備コストが嵩む問題がある。
【０００９】
また、現像液が基板中央部に滞留する時間が長くなる傾向があり、基板中央部に疲労した現像液が滞留するため現像の進行が遅れ気味になるため、現像の不均一性に基づく現像ムラが発生する問題がある。
【００１０】
そのため、基板を傾斜させた状態を保持し搬送しながら現像処理を行う技術が開示されている。（特許文献１および２参照）
【００１１】
しかしながら、これらの技術においても、基板を傾斜させながら搬送するために設備コストが嵩む問題がある。また、基板を傾斜させると傾斜面の上側と下側で現像液濃度に差が生じてしまい、基板面内の現像の均一性を維持することが困難となる問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平９−１５５３０７号公報
【特許文献２】特開平−３０７４９３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、基板を水平に保持・搬送して処理する現像装置において、基板面内の均一な現像処理が可能な現像装置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】
【００１４】
上記の課題を解決する手段として、請求項１に記載の発明は、搬送手段により水平に搬送中の基板に現像液を吐出することによって順次現像処理を行う複数の現像ノズルを有する現像装置であって、現像液を供給する現像ノズルごとに、現像液の温度を任意の温度に設定する手段を備えていることを特徴とすることを特徴とする現像装置である。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明は、搬送手段により水平に搬送中の基板に現像液を吐出することによって順次現像を行う現像装置であって、前記基板の任意の部位を部位ごとに加熱する手段を備えていることを特徴とする現像装置である。
【００１６】
また、請求項３に記載の発明は、前記基板の任意の部位を加熱する手段が、加熱源と前記基板の間に任意の形状の開口部を持つ遮熱板を挿入した構成であることを特徴とする請求項２に記載の現像装置である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の基板処理装置により、均一な処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の現像装置の内部の状況の一例を上面から示した説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１を用いて、本発明の現像装置を説明する。
図１に示す本発明の現像装置は、基板１を水平に保持して搬送するための搬送手段と基板１に現像液を吐出するための複数の現像ノズル（基板の搬送方向の左右端部に近い領域に対応する現像ノズル２および基板中央部の現像液が滞留する領域に対応する現像ノズル３）を備えている。複数の現像ノズルは吐出する現像液の温度を現像ノズル毎に設定することができるようになっている。
そのため、図１に示した現像装置においては、基板中央部の現像液が滞留する領域４に対応する現像ノズル３から吐出される現像液の温度は、基板の搬送方向の左右端部に近い領域５に対応する現像ノズル２から吐出される現像液の温度より高くする事により、基板全面にわたって均一な線幅を得ることができる現像が可能となる。
【００２０】
具体的には、基板中央部の現像液が滞留する領域４に対応する現像ノズル３から吐出される現像液の温度と、基板の搬送方向の左右端部に近い領域５に対応する現像ノズル２から吐出される現像液の温度の間には、現像時間、現像圧、ウォーターカーテン流量、液盛、現像ノズルの揺動回数などの主な現像条件を一定とした場合、均一な線幅を得るためには、ある値以上の温度差が必要である。またその温度差は、主な現像条件を変更することにより変化する。またその温度差は、ある値を超えると、基板全面にわたって均一な線幅を得ることができなくなる。またその温度差が０であっては、基板全面にわたって均一な線幅を得ることはできない。そのため、主な現像条件を一定にした場合は、基板全面にわたって均一な線幅を得るためには、各現像ノズルから吐出される現像液の温度の最高値と最低値の差には、それぞれの条件に対応した適切な値の範囲がある。本発明の現像装置は、主な現像条件を一定にして、基板全面にわたって均一な線幅が得られるための各現像ノズルから吐出される現像液の温度を個別に探索することで、その適切な温度差の範囲に設定することが可能である。
【００２１】
次に、本発明の現像装置の具体的な構成としては、基板の搬送方向の左右端部に近い領域に対応する現像ノズル２および基板中央部の現像液が滞留する領域に対応する現像ノズル３の個々の現像ノズルに対して、それぞれ専用の現像液タンクを設け、各現像液タンクの温度設定を独立して設定することが可能である。
【００２２】
また別の方法としては、例えば現像液タンクは１つとして、その現像液タンクから各現像ノズルに至る配管系に温度制御が可能な加熱手段を設けることでも、個々の現像ノズルから吐出される現像液の温度を独立に設定することが可能である。個々の現像ノズルから吐出される現像液の温度を独立に設定可能であれば、具体的な構成はどのようなものであっても良い。
【００２３】
また、基板中央部の現像液が滞留する領域４を加熱することによっても、その領域の現像の進行を促進することが可能である。
【００２４】
このようなことを実施可能にするため、基板１の裏面から加熱手段を用いて基板中央部の現像液が滞留する領域４を加熱することによって実施することができる。
【００２５】
現像する対象が黒色感光性樹脂層である場合は、加熱する手段としては、ハロゲンランプから発せられる光を当該領域に照射する方法を使用することができる。基板１の表面（感光性樹脂層が形成されている面）から照射しても良いが、基板１の裏面から照射しても良い。ハロゲンランプの光は近紫外から近赤外の波長を持つ光から構成されているため、感光性材料としてその波長域に感度を持たないものを使用すれば良い。また、基板に使用されているガラスは可視光領域では透明であるが、遠赤外線領域の光を良く吸収するため、ハロゲンヒーターなどの近赤外線から遠赤外線を発する加熱源やカーボンヒーター、セラミックヒーターなどの遠赤外線を発する加熱源を使用することも可能である。また、黒色感光性樹脂層は、可視光領域の光を良く吸収するため、その波長領域で感度を持たない感光性材料を使用したものであれば、それらに加えて可視光領域の加熱源を使用することも可能である。
【００２６】
上記した加熱源を用いて、基板の任意の部位の温度を変更することができる。
具体的には、加熱源から発せられる可視光線、近赤外線、遠赤外線などを、任意の開口
部を持つ遮熱板を加熱源と基板の間に挿入することによって、その開口部の位置に対応する基板の任意の部位を加熱し、温度を変更することができる。
【００２７】
また、加熱源を基板より小さい複数とし、個々の加熱源の基板との距離や個々の加熱源の出力を独立に設定することによって、基板の任意の部位の加熱状態を変えることができ、それぞれの温度を変更することが可能である。
【００２８】
例えば、基板の全域を、基板中央部と基板周辺部の２つの領域に分け、それぞれの領域に対応する加熱源を設け、基板中央部の温度を基板周辺部の温度より高く設定することが可能である。
【００２９】
現像対象が、黒色感光性樹脂層でない場合は、加熱する手段は、限定される。可視光領域の光の吸収が悪くなるため、基板の裏面から、遠赤外線を発する加熱源を使用するのが望ましい。
【実施例】
【００３０】
次に、本発明の実施例について説明する。
＜実施例１＞
寸法７３０ｍｍ×９２０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍの液晶ディスプレイ用ガラス基板上に、額縁状ＢＭ（Ｂｌａｃｋ  Ｍａｔｒｉｘ）で画定された１２面の表示画面領域が面付けされ、ＢＭ線幅６μｍの格子ストライプ状パターンを有した品種のカラーフィルタを選定した。市販の黒色アルカリ現像型感光性樹脂組成物を用いて、スピンレスコート法でこの基板の全面に塗布し、その後、減圧乾燥し、１００℃で３分間のプリベークを行い、乾燥膜厚２．５μｍの黒色感光性樹脂層を形成した。
【００３１】
次いで、この黒色感光性樹脂層に、ＢＭパターンを形成するための所定のパターンを有するフォトマスクを使用し、超高圧水銀ランプを光源に用いた露光装置によって露光した。
【００３２】
次いで、この基板を水平搬送する現像装置を用いて現像した。通常条件としては、現像時間５０秒、現像圧０．０５ＭＰａ、ウォーターカーテン流量３０Ｌ／分、液盛２０Ｌ／分（現像スプレー打力）、現像ノズルの揺動回数２３回／分であり、現像液濃度や現像液温度は変動させずに現像を行った。
【００３３】
通常条件で現像を行った基板を観察した結果、基板中央部において線幅の太りが見られた。基板外周部における線幅が６μｍであったのに対し、基板中央部における線幅は７μｍであった。
【００３４】
また、目視確認により、現像処理中に基板中央部において現像液が滞留している様子が確認された。
【００３５】
そのため、次に基板中央部の現像液が滞留する領域に対応する現像ノズルから吐出される現像液の温度を変更した。具体的には、基板の搬送方向の左右端部に近い領域に対応する現像ノズルから吐出される現像液の温度が２３℃であるのに対し、基板中央部の現像液が滞留する領域に対応する現像ノズルから吐出される現像液の温度を２６℃としたところ、基板の搬送方向の左右端部に近い領域における線幅は６μｍであり変化が無かったが、基板中央部の現像液が滞留する領域における線幅も６μｍとなり、基板全面で線幅が６μｍで均一となった。
【００３６】
＜実施例２＞
基板中央部の現像液が滞留する領域に対応する現像ノズルから吐出される現像液の温度基板中央部の現像液が滞留する領域に対応する現像ノズルから吐出される現像液の温度を３６℃、現像時間４５秒に設定した以外は、実施例１と同じ条件で実施した。その結果、基板全面で線幅が６μｍとなった。
【００３７】
＜実施例３＞
基板中央部の現像液が滞留する領域に対応する現像ノズルから吐出される現像液の温度基板中央部の現像液が滞留する領域に対応する現像ノズルから吐出される現像液の温度を３８℃、現像時間４５秒に設定した以外は、実施例１と同じ条件で実施した。その結果、基板の搬送方向の左右端部に近い領域における線幅は６μｍであり変化が無かったが、基板中央部の現像液が滞留する領域における線幅は５μｍとなり、基板全面で線幅が均一とはならなかった。
【００３８】
＜実施例４＞
基板の搬送方向の左右端部に近い領域に対応する現像ノズルから吐出される現像液の温度が２１℃、基板中央部の現像液が滞留する領域に対応する現像ノズルから吐出される現像液の温度基板中央部の現像液が滞留する領域に対応する現像ノズルから吐出される現像液の温度を２６℃に設定した以外は、実施例１と同じ条件で実施した。その結果、基板の搬送方向の左右端部に近い領域の線幅が７μｍ、基板中央部の現像液が滞留する領域に対応する現像ノズルから吐出される現像液の温度基板中央部の現像液が滞留する領域の線幅が６μｍとなり、基板全面で線幅が均一とはならなかった。
【００３９】
以上の結果から、本実施例の現像条件では、現像ノズル毎に設定した現像液の基準の温度を２３℃とした場合、現像液の温度の最高値との差は１５℃以内が望ましい。
【符号の説明】
【００４０】
１・・・基板
２・・・基板の搬送方向の左右端部に近い領域に対応する現像ノズル
３・・・基板中央部の現像液が滞留する領域に対応する現像ノズル
４・・・基板中央部の現像液が滞留する領域
５・・・基板の搬送方向の左右端部に近い領域（左側）
６・・・基板の搬送方向の左右端部に近い領域（右側）
【図１】
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