(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レジスト吐出ノズルが予備吐出部の金属ロール上と基板塗布部のガラス基板上とを交互に移動し、該ノズル内の洗浄及び前準備のための金属ロール上へのレジスト吐出と、ガラス基板上へのレジスト吐出とを行い、ガラス基板上に均一な膜厚のレジストを形成するカラーフィルタ製造用、予備吐出部の金属ロール表面のレジストを除去するスピンレスコート装置において、レジスト掻き取り機能部が、既設のレジスト掻き取りブレードユニットの直後の位置に、追加してレジスト掻き取りブレードユニットを配置してなり、前記掻き取りブレードユニットを二段に配置したレジスト掻き取り機能部と、ロールディップ洗浄ユニットと、溶解液掻き取りブレードユニットと、二流体ノズルと、エアーナイフとを用いて、この順番に前記金属ロール表面のレジストを除去する予備吐出部を有することを特徴とするスピンレスコート装置。
【請求項２】
ガラス基板上に、均一な膜厚のカラーレジストを塗布形成し、パターン露光・現像する工程を各色毎に行うカラーフィルタの製造方法において、請求項１記載の予備吐出部を有するスピンレスコート装置を用いたことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピンレスコート装置を用いたカラーフィルタの製造に関わり、特に予備吐出部の金属ロール部位に付着するレジストの掻き取り機能に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置用等のカラーフィルタの製造においては、光感光性レジストの塗布装置は、スピンコート塗布装置、又はスピンレスコート装置を使用する製造方法が一般的な方法である。
【０００３】
スピンレスコート装置は、製造ライン上で、所定の時間間隔毎に、シート状のガラス基板（以下ガラス基板と記す）を投入し、基板塗布部でレジスト吐出ノズルよりレジストを吐出し、ガラス基板の表面上に、均一な膜厚のレジストを形成する装置である。
【０００４】
前記装置におけるレジスト形成方法では、ガラス基板は連続して装置内に投入されるが、ガラス基板上への塗布後、次のガラス基板の投入までの時間には、レジスト吐出ノズル内の洗浄及びプロセスの安定化等の前準備を主眼に極短時間のレジスト吐出（予備吐出）を金属ロール上に行った後、次のガラス基板上にレジストを形成する。すなわち、レジスト吐出ノズルは、予備吐出部と基板塗布部を交互に移動し、前準備のための金属ロール上へのレジスト吐出と、基板塗布部でのガラス基板上へのレジスト吐出を繰り返し実行する方法でガラス基板上に均一な膜厚のレジストを形成する。
【０００５】
前記金属ロールには、予備吐出により付着したレジストを除去し、初期状態に復元するスピンレスコート装置特有の清掃方法を備えている。一般に、スピンレスコート装置は、レジスト吐出ノズル内の洗浄、特に該ノズルの開口部表面及び内壁面のレジストの除去が必要となる。
【０００６】
前記ノズルの開口部表面のレジストの除去の方法は、レジスト吐出ノズルより直接金属ロール表面に所定量のレジストを吐出する方法である。該レジストの吐出は、ノズルの開口部表面及び内壁面に残存し粘度増加や凝集・凝固につながるレジストを装置外へ押し出して、廃棄し、外気に触れていない新鮮なレジストを準備するためである。
【０００７】
前記金属ロール表面の清掃の方法は、レジストを除去する付帯装置、例えばレジスト掻き取り機能部を備えて、レジスト掻き取りブレードユニットを用いて掻き取り清掃を行う方法である。該レジスト掻き取り機能を有する付帯装置は、図３の３、４、５、７、８に示す装置である。
【０００８】
図３は、予備吐出部を有するスピンコート装置の側断面図である。
【０００９】
最初に、予備吐出部を有するスピンレスコート装置のレジスト塗布方法を説明する。図３では、右側より左側へ矢印の方向にガラス基板１０が投入され、予備吐出部７０を通過し基板塗布部８０へ送られる。なお、破線は基板搬送ラインを示す。レジスト吐出ノズル１は金属ロール２上の位置にあり、前準備のための金属ロール上へのレジスト吐出後、レジスト吐出ノズル１は基板塗布部８０の位置へ移動する。塗布準備が完了したレジスト吐出ノズル１よりレジスト吐出されガラス基板上に均一な膜厚のレジストを形成する。次に、レジスト吐出ノズル１は、再び金属ロール上の位置に戻り、それと同時に、このガラス基板１は、予備吐出部７０を通過し基板塗布部８０へ送られる。以下ガラス基板の投入と
レジスト吐出ノズル１の移動及び金属ロール上へのレジスト吐出とレジスト掻き取り機能部による掻き取りを繰り返し実行しながら、ガラス基板にレジストを形成する方法である。
【００１０】
上述したように、金属ロールでは、頂上部に付着したレジストは、一回転内にレジストを除去し、且つロール表面を清掃し、清浄化することが必要となる。そのため、金属ロールには、レジスト掻き取り及び清浄化の工夫がされている。
【００１１】
図３の金属ロール２には、頂上の位置に向き合う位置にレジスト吐出ノズル１が配置された状態である。金属ロールは時計回りの方向に回転し、回転方向の前方に（図上右側に）掻き取りブレードユニット３が配置されている。金属ロール底部の位置にロールディップ洗浄ユニット４が配置されている。金属ロールの回転方向の後方に（図上左側に）溶解液掻き取りブレードユニット５が配置され、該溶解液掻き取りブレードユニット５とレジスト吐出ノズル１との間に、溶解液掻き取りブレードユニット５に近い位置に二流体ノズル７と、レジスト吐出ノズル１に近い位置にエアーナイフ８が配置されている。
【００１２】
レジスト掻き取り機能を説明する。金属ロール２は、所定の速度で、所定の方向（図３で右方向）に回転している。最初に、レジスト吐出ノズル１から金属ロール表面へレジストが吐出される。次に、掻き取りブレードユニット３を所定の角度、所定の強さで金属ロール表面に接触させることで、該掻き取りブレードユニット３が金属ロールの表面からレジストを掻き取り、除去する。次に、ロールディップ洗浄ユニット４が金属ロール表面をその洗浄液中へ浸漬し、掻き取り後も残存するレジストをその洗浄液で溶解する。次に、溶解液掻き取りブレードユニット５を所定の角度、所定の強さで金属ロール表面に接触させることで、該溶解液掻き取りブレードユニット５が金属ロールの表面から前記洗浄液を掻き取り、除去する。次に、二流体ノズル７から洗浄液をシャワー噴霧する。最後に、エアーナイフ８が前記洗浄液を吹き飛ばし金属ロールの表面を清浄な状態に乾燥する。
【００１３】
次に、金属ロールに付着したレジストを除去する方法を詳細に説明する。レジスト吐出ノズル１から吐出されたレジストが付着した金属ロール表面に、掻き取りブレードユニット３を所定の強さで金属ロール表面に接触させ、金属ロールの表面からレジストを掻き取り、除去する。該掻き取り方法は、物理的な方法であり、只一度の掻き取りでは、完全にレジストは除去できないため、以下の方法を追加し、金属ロールが一周回転する間にレジスト除去と、金属ロールの清掃を行う。
【００１４】
前記掻き取りブレードユニット３による掻き取りの後、金属ロールの表面に残っているレジストを、ロールディップ洗浄ユニット４により除去する。前記ロールディップ洗浄ユニット４では、溶解液槽中には、アルカリ性の溶液、又は、当該使用のレジストの溶解液を貯液し、金属ロール表面をその溶解液槽中へ浸漬し、レジストをその溶解液で溶解し、除去する方法である。アルカリ性の溶液、例えば炭酸ナトリウム（Ｎａ2ＣＯ3）の１％〜１．５％溶液を用いた方法、又は、当該使用のレジストの溶解液、例えば、ＰＭＭＡ系のバインダー樹脂の場合はメチルエチルケトン、トルエンを用いた方法、例えば、ノボラック樹脂系の場合は、アルカリ性の溶液を用いて溶解する方法である。いずれの場合でも、最適な溶液を使用することが必要である。ロールディップ洗浄ユニット４では、金属ロール表面のレジストが溶解液槽の溶解液に溶解し、徐々に、溶解液が汚れる問題がある。
【００１５】
次に、溶解液掻き取りブレードユニット５を所定の角度で、所定の強さで金属ロール表面に接触させ、金属ロールの表面から前記溶解液を掻き取り、除去する。溶解液掻き取りブレードユニット５は、前記掻き取りブレードユニット３と同様な機能を有し、金属ロール表面に接触時、その角度と強さを加減して条件設定して、使用する。
【００１６】
次に、二流体ノズル７が、その洗浄液をシャワー噴霧する。ここで用いる液体は、一つは純水であり、もう一つはリンス液、例えばイソプロピルアルコールであり、これらを用いて金属ロールの表面を清浄化及び中性化する洗浄方法である。
【００１７】
最後に、前記二流体ノズルから噴霧された洗浄液をエアーナイフ８が吹き飛ばすことで、金属ロールの表面を清浄な状態に乾燥する。以上の方法により、金属ロール上のレジスト塗布ノズルと近接する部位の表面は清浄に保たれるはずのものであるはずのものであった。
【００１８】
ところが上述した金属ロールに付着したレジストを除去する方法では、掻き取りブレードユニット３において金属ロール表面のレジストを完全に除去できない問題がある。金属ロール表面を詳細に観察したところ、レジストの残余の分布状態は、回転方向の筋状のものであり、幅１ｍｍ前後で、幅方向に２〜３本程度存在し、掻き取りブレードユニット３の能力に起因すると考えられる。
【００１９】
そのため、ロールディップ洗浄ユニット４の溶解液がレジストで徐々に汚染される。汚染された溶解液は、洗浄液槽より排水し、新液に更新する必要がある。溶解液更新の頻度が増加すると、薬品等の費用が増加するとともに、廃液の処理費用も増加する問題がある（特許文献１参照）。
【００２０】
以下に公知文献を記す。
【特許文献１】特開２００９４―１２１９８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明の課題は、カラーフィルタの製造において、使用するスピンレスコート装置の予備吐出部の金属ロールに付着したレジストを掻き取る方法を提供することであり、レジストを完全に掻き取り、金属ロールの清浄度が向上し、溶解液更新の頻度が削減できる予備吐出部を有するスピンレスコート装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の請求項１に係る発明は、レジスト吐出ノズルが予備吐出部の金属ロール上と基板塗布部のガラス基板上とを交互に移動し、該ノズル内の洗浄及び前準備のための金属ロール上へのレジスト吐出と、ガラス基板上へのレジスト吐出とを行い、ガラス基板上に均一な膜厚のレジストを形成するカラーフィルタ製造用、予備吐出部の金属ロール表面のレジストを除去するスピンレスコート装置において、レジスト掻き取り機能部が、既設のレジスト掻き取りブレードユニットの直後の位置に、追加してレジスト掻き取りブレードユニットを配置してなり、前記掻き取りブレードユニットを二段に配置したレジスト掻き取り機能部と、ロールディップ洗浄ユニットと、溶解液掻き取りブレードユニットと、二流体ノズルと、エアーナイフとを用いて、この順番に前記金属ロール表面のレジストを除去する予備吐出部を有することを特徴とするスピンレスコート装置である。
【００２３】
本発明の請求項２に係る発明は、ガラス基板上に、均一な膜厚のカラーレジストを塗布形成し、パターン露光・現像する工程を各色毎に行うカラーフィルタの製造方法において、請求項１記載の予備吐出部を有するスピンレスコート装置を用いたことを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の予備吐出部を有するスピンレスコート装置では、掻き取りブレードユニットを
二段に設置したことにより、金属ロールからのレジストの掻き取りが完全となり、溶解液のレジスト汚染が低減され、金属ロールの清浄度が向上したため、溶解液の使用量とその費用が低減した。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の予備吐出部を有するスピンレスコート装置を一実施形態に基づいて以下に説明する。
【００２６】
図１は、本発明の予備吐出部を有するスピンレスコート装置のうち、レジスト掻き取り機能を有する付帯装置付きの予備吐出部７０の側断面図である。
【００２７】
図１は、スピンレスコート装置の予備吐出部の金属ロール近傍の部分拡大図であり、金属ロール２には、頂上の位置に向き合うようにレジスト吐出ノズル１が配置されている。金属ロールは時計回りの方向の回転し、回転方向前方に（図上右側に）掻き取りブレードユニット３を配置した。さらに、その前方に掻き取りブレードユニット６３を配置、すなわち、二段に設置した。さらにその前方に、すなわち金属ロール底部の位置にロールディップ洗浄ユニット４を配置した。さらにその前方に、すなわちレジスト吐出ノズル１の後方側に（図上左側に）溶解液掻き取りブレードユニット５を配置した。さらに、その前方に、二流体ノズル７と、エアーナイフ８を配置した。
【００２８】
レジスト掻き取り機能を説明する。金属ロール２は、所定の速度（その表面が、基板塗布時のレジスト吐出ノズルの移動速度同じになる速度）で、所定の方向に回転している。最初に、レジスト吐出ノズル１から金属ロール表面へレジストが吐出される。次に、掻き取りブレードユニット３を所定の角度、所定の強さで金属ロール表面に接触させ、該掻き取りブレードユニット３が金属ロールの表面からレジストを掻き取り、除去する。次に、掻き取りブレードユニット６３が続けて金属ロールの表面からレジストを掻き取り、除去する。前記二段に設置した掻き取りブレードユニット３、６３が、レジストを連続して掻き取るため、掻き取り後の金属ロール２表面への筋状のレジスト残りがなく、金属ロールの清浄度が向上する。
【００２９】
次に、ロールディップ洗浄ユニット４が金属ロール表面をその溶解液中へ浸漬し、レジストをその溶解液で溶解する。次に、溶解液掻き取りブレードユニット５を所定の角度、所定の強さで金属ロール表面に接触させ、該溶解液掻き取りブレードユニット５が金属ロールの表面から前記溶解液を掻き取り、除去する。次に、二流体ノズル７が洗浄液をシャワー噴霧する。最後に、エアーナイフ８が前記洗浄液を吹き飛ばし金属ロールの表面を清浄な状態に乾燥する。
【００３０】
次に、金属ロールに付着したレジストを除去する方法をさらに詳細に説明する。レジスト吐出ノズル１から吐出されたレジストが付着した金属ロール表面に、掻き取りブレードユニット３を所定の強さで金属ロール表面に接触させ、金属ロールの表面からレジストを掻き取り、除去する。該掻き取り方法は、物理的な方法であり、只一度の掻き取りでは、完全にレジストは除去できず、筋状のレジスト残りが生じるため、掻き取りブレードユニット６３を追加し、配置した。
【００３１】
前記二段に設置した掻き取りブレードユニット３、６３により、レジストを完全に掻き取りの後、さらに、ロールディップ洗浄ユニット４が金属ロールの表面にわずかに残るレジストを溶解する。前記ロールディップ洗浄ユニット４では、溶解液槽中には、アルカリ性の溶液、又は、当該使用のレジストの溶解液を貯液し、金属ロール表面をその溶解液槽中へ浸漬して、レジストをその溶解液で溶解し、除去する。掻き取りブレードユニット３、６３により、金属ロール表面の筋状のレジスト残りがほぼ完全に除去されるため、ロー
ルディップ洗浄ユニット４では、投入の金属ロール表面のレジスト量が減少されたこと、及び常時清浄な溶解液で溶解されることにより、金属ロールの清浄度が向上した状態で、次の溶解液掻き取りブレードユニット５へ回転し、移動する。金属ロールの清浄度の向上により、溶解液槽の溶解液が汚染されず、長時間清浄度が維持される。
【００３２】
次に、溶解液掻き取りブレードユニット５を、所定の角度、所定の強さで金属ロール表面に接触させ、金属ロールの表面から前記溶解液を掻き取り、除去する。溶解液掻き取りブレードユニット５は、金属ロールの表面を濡らす溶解液を掻き取る機能であり、金属ロール表面に接触時、その角度、その強さを加減して条件設定して、使用する。
【００３３】
次に、二流体ノズル７が、その洗浄液をシャワー噴霧する。前記二流体は、一つは純水であり、もう一つは金属ロールの表面を清浄化及び中性化するリンス液を用いる。
【００３４】
最後に、前記二流体ノズルから洗浄液をエアーナイフ８が吹き飛ばし金属ロールの表面を清浄な状態に乾燥する。以上の方法により、金属ロールの表面は清浄に維持できる。
【００３５】
本発明の金属ロールに付着したレジストを除去する方法では、二段に設置した掻き取りブレードユニット３、６３で金属ロール表面のレジストを完全に除去できる。金属ロール表面を詳細に観察しところレジスト残りの分布状態は、回転方向の筋状のもので、一段目の掻き取りブレードユニット３の直後では、幅１ｍｍ前後で、幅方向に２〜３本程度の発生がみられるが、二段目の掻き取りブレードユニット６３の直後では、筋状のものが掻き取られ、完全に筋状のレジストは除去された。
【００３６】
そのため、ロールディップ洗浄ユニット４での金属ロールの表面がより清浄化され、溶解液へのレジストの溶解がより少なく、長時間の清浄度が維持できる。溶解液の更新頻度が減少し、溶解液の長時間の使用が可能となる。本発明では、掻き取りブレードユニット３と、掻き取りブレードユニット６３とを用いて、二段掻き取りを実行したため、レジストの残量が少なく、掻き取りブレードユニット３、掻き取りブレードユニット６３、ロールディップ洗浄ユニット４、溶解液掻き取りブレードユニット５を経ることで、金属ロール表面のレジスト汚染が完全に除去できる。そのため、溶解液更新頻度が少なくてすんだので薬品購入及び廃液処理費用が削減される。
【００３７】
掻き取りブレードユニット６３は、ホルダーとブレードからなる冶具である。ブレードは、長さ１５００ｍｍ、幅５０ｍｍの形状で、厚さ１ｍｍで、その材質はポリエステル樹脂からなる冶具である。ホルダーは、長さ１５００ｍｍ、幅１３０ｍｍの形状で、厚さ３ｍｍで、その材質はステンレス材（ＳＵＳ）又はアルミ材（ＡＬ）からなる冶具で、先方に前記ブレードを突設する。予備吐出部への装着は、ブレードの先端の１ｍｍ程度を金属ロールに押し当てた状態であり、ブレードの先端の１ｍｍにより金属ロール表面と接触させ、レジストを掻き取る。
【００３８】
次に、本発明の予備吐出部を有するスピンレスコート装置を用いたカラーフィルタの製造方法について説明する。
【００３９】
図２は、本発明の予備吐出部を有するスピンレスコート装置を用いたカラーフィルタの製造工程を説明する側断面図である。
【００４０】
図２は、フォトプロセス法を用いたパターンを形成する製造方法である。レジスト塗布処理工程と、フォトマスクを介して光照射によりパターンを転写する処理工程と、該露光処理済レジストへの現像処理により、当該レジストからなるパターンを形成する製造方法である。図２ａ〜ｃは、格子形状の遮蔽パターン（以下格子画素１４と記す）の形成プロ
セス（図上、Ｍと記す）であり、以下ｄ〜ｆは、レッド顔料のＲ画素のカラーフィルタの形成プロセス（図上、Ｒと記す）であり、ｇ〜ｉは、グリーン顔料のＧ画素のカラーフィルタの形成プロセス（図上、Ｇと記す）であり、ｊ〜ｌは、ブルー顔料のＢ画素のカラーフィルタの形成プロセス（図上、Ｂと記す）である。
【００４１】
本発明のカラーフィルタの製造工程では、レジスト形成工程、例えば図２ａ、ｄ、ｇ、ｊの少なくとも１工程のレジスト塗布は、本発明の予備吐出部を有するスピンレスコート装置を用いてレジスト塗布したものである。本来、レジスト塗布方法は、スピンコータ方式、又はロールコート方式が主として採用され、高精度のものはスピンコート方式とされている。本発明のスピンレスコート装置は、カーテンコート方式、ロールコート方式等があり、生産性及びそのコストに利点がある。そのため、近年の大型基板を用いたカラーフィルタ用のレジスト塗布に多用されている。
【００４２】
前記着色レジスト及びそのレジスト塗布方法は、公知の材料及び方法であり、適宜最適化する方法である。レジスト膜厚は、０．７５〜１．２５μｍであり、各々色特性に合わせて決定する。レジスト感度は、３０〜１２０ｍＪ／ｃｍ２程度である。露光装置は、平行光のプロキシミティ方式で、光源は、レーザー又は超高圧水銀灯を用いた装置を使用する。現像処理は、アルカリ性の現像液を使用する方法である。
【００４３】
図２ａでは、ガラス基板１０の片側にブラックレジスト１１を塗布した。ｂでは、格子パターンマスク１２によりパターン部のみ照射し、露光処理ブラックレジスト１３とした。ｃでは、アルカリ性の現像液により、未露光部のレジストを溶解処理し、格子画素１４を形成した。以上で、格子画素１４からなる遮光パターンが形成された。
【００４４】
図２ｄでは、ガラス基板１０の片側にＲ画素レジスト２１を塗布した。ｅでは、格子画素の開口部の所定の位置に、Ｒ画素パターンマスク２２によりパターン部のみ照射し、露光処理Ｒ画素レジスト２３とした。ｆでは、アルカリ性の現像液により、未露光部のレジストを溶解処理し、Ｒ画素２４を形成した。以上で、格子画素１４及びＲ画素２４からなるパターンが形成された。
【００４５】
図２ｇでは、ガラス基板１０の片側にＧ画素レジスト３１を塗布した。ｈでは、格子画素の開口部の所定の位置に、Ｇ画素パターンマスク３２によりパターン部のみ照射し、露光処理Ｇ画素レジスト３３とした。ｉでは、アルカリ性の現像液により、未露光部のレジストを溶解処理し、Ｇ画素３４を形成した。以上で、格子画素１４及びＲ画素２４及びＧ画素３４からなるパターンが形成された。
【００４６】
図２ｊでは、ガラス基板１０の片側にＢ画素レジスト４１を塗布した。ｋでは、格子画素の開口部の所定の位置に、Ｂ画素パターンマスク４２によりパターン部のみ照射し、露光処理Ｂ画素レジスト４３とした。ｌでは、アルカリ性の現像液により、未露光部のレジストを溶解処理し、Ｂ画素４４を形成した。以上で、格子画素１４の開口部に、Ｒ画素２４及びＧ画素３４及びＢ画素４４からなるパターンが形成された。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の予備吐出部を有するスピンレスコート装置の予備吐出部の側断面図である。
【図２】本発明の予備吐出部を有するスピンレスコート装置を用いたカラーフィルタの製造工程を説明する側断面図である。
【図３】従来の予備吐出部を有するスピンレスコート装置の予備吐出部の側断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１…レジスト吐出ノズル
２…金属ロール
３…レジスト掻き取りブレードユニット
６３…レジスト掻き取りブレードユニット
４…ロールディップ洗浄ユニット
５…溶解液掻き取りブレードユニット
６…レジスト
７…二流体ノズル
１０…ガラス基板
１１…ブラックレジスト
１２…格子パターンマスク
１３…露光処理ブラックレジスト
１４…格子画素
２１…Ｒ画素レジスト
２２…Ｒ画素パターンマスク
２３…露光処理Ｒ画素レジスト
２４…Ｒ画素
３１…Ｇ画素レジスト
３２…Ｇ画素パターンマスク
３３…露光処理Ｇ画素レジスト
３４…Ｇ画素
４１…Ｂ画素レジスト
４２…Ｂ画素パターンマスク
４３…露光処理Ｂ画素レジスト
４４…Ｂ画素
７０…予備吐出部
８０…基板塗布部
９０…掻き取り機能部
【図１】
0004725273.tif 000002
【図２】
0004725273.tif 000003
【図３】
0004725273.tif 000004