(57)【要約】      （修正有）【課題】クリーンルーム内の温度や湿度の環境状態を変えることなく、露光、現像処理後に形成される着色画素の線幅のバラツキを更に小さくする露光装置、カラーフィルタ製造方法をて提供する。【解決手段】露光装置本体を収容した密閉チャンバーＡと、ドライエアーを給気する給気管部Ｂと、ドライエアーを排気する排気管部Ｃを備え、給気管部の前段に、クリーンルームエアーを高圧エアーに変換する高圧コンプレッサ１と、ドライヤ２と、減圧用バルブ３とを配設し、クリーンルーム内の圧力よりやや高い圧力に調整したドライエアーを循環供給する。ドライエアーの絶対湿度が１．０ｇ／ｍ3 〜１０．０ｇ／ｍ3 の範囲にて制御されている。【選択図】図１
2007121390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アライナー型の露光装置本体を収容した密閉チャンバーと、該密閉チャンバー内にドライエアーを給気する給気管部と、該密閉チャンバー内を循環したドライエアーを密閉チャンバーの外側に排気する排気管部とを備え、ドライエアーを給気する前記給気管部の前段に、クリーンルームエアーを高圧エアーに変換する高圧コンプレッサと、該高圧エアーを乾燥させるドライヤと、減圧用バルブとを配設し、前記密閉チャンバー内にクリーンルーム内の圧力よりやや高い圧力に調整したドライエアーを循環供給することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
請求項１記載の露光装置において、前記密閉チャンバー内に循環供給するドライエアーの絶対湿度が、前記ドライヤにより１．０ｇ／ｍ3 〜１０．０ｇ／ｍ3 の範囲にて制御されていることを特徴とする露光装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の露光装置を用いて製造することを特徴とするカラーフィルタ製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーフィルタをフォトリソグラフィ法により製造する際に、着色画素の線幅のバラツキを小さくすることのできる露光装置、及びその露光装置を用いたカラーフィルタ製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、図３は、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの一例を模式的に示した平面図である。また、図４は、図３に示すカラーフィルタのＸ−Ｘ’線における断面図である。
図３、及び図４に示すように、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタは、ガラス基板（５０）上にブラックマトリックス（５１）、着色画素（５２）などのパターンが順次に形成されたものである。
図３、及び図４はカラーフィルタを模式的に示したもので、着色画素（５２）は１２個表されているが、実際のカラーフィルタにおいては、例えば、対角１７インチの画面に数百μｍ程度の着色画素が多数個配列されている。
【０００３】
ブラックマトリックス（５１）は、遮光性を有するマトリックス状のものであり、着色画素（５２）は、例えば、赤色、緑色、青色のフィルタ機能を有するものである。
ブラックマトリックスは、カラーフィルタの着色画素の位置を定め、大きさを均一なものとし、また、表示装置に用いられた際に、好ましくない光を遮蔽し、表示装置の画像をムラのない均一な、且つコントラストを向上させた画像にする機能を有している。
【０００４】
このブラックマトリックス（５１）は、ガラス基板（５０）上にブラックマトリックスの材料として樹脂を用いた例である。
このブラックマトリックス（５１）のパターンは、ガラス基板（５０）上に、例えば、ブラックマトリックス形成用のネガ型の黒色フォトレジストを用いてフォトリソグラフィ法によって形成されたものであり、樹脂を用いて形成されたブラックマトリックスを樹脂ブラックマトリックス（５１）と称している。
【０００５】
また、着色画素（５２）のパターンは、この樹脂ブラックマトリックス（５１）が形成されたガラス基板（５０）上に、例えば、顔料などの色素を分散させたネガ型の着色フォトレジストを用いたフォトリソグラフィ法によって、すなわち、着色フォトレジストの塗膜へのフォトマスクを介した露光、現像処理によって着色画素として形成されたものである。赤色、緑色、青色の着色画素は順次に形成されている。
【０００６】
カラーフィルタを大量に製造する際には、一基の液晶表示装置に対応したサイズのカラーフィルタ（以降カラーフィルタ・ピースと称す）を大サイズのガラス基板に多面付けした状態で製造することが多い。例えば、対角１７インチのカラーフィルタを６５０ｍｍ×８５０ｍｍ程度の大サイズのガラス基板に４面付けして製造する。
この際の露光は、ガラス基板のサイズと略同程度のサイズのマスク基板に、例えば、対角１７インチのカラーフィルタ・ピースを形成するためのマスクパターンが４面付けされたフォトマスクを用いて露光する方法が広く採用されている。４面付けされたマスクパターンの４画面全体を１回の露光で一括して行う、所謂、アライナー型の露光装置による一括露光法である。
【０００７】
この際の多面付けは、例えば、パターンである着色画素の膜厚、仕上がりサイズ（カラーフィルタ・ピースのサイズ）などが同一仕様の、すなわち、同一品種のカラーフィルタ
・ピースを多面付けする。そして、その製造にあたっては、面間のバラツキが発生しないように、各工程で配慮を施し製造を行う。
【０００８】
この露光方法は、仮に、ガラス基板上のフォトレジストの塗布膜面とフォトマスクの膜面を密着させて露光を与える方法をとると、塗布膜上に異物が存在した際に、その異物がフォトマスクの膜面に再付着して、そのまま大量のガラス基板に露光が行われることになり、異物の存在に起因したパターン欠陥を有するカラーフィルタが大量に形成されてしまうのを回避するための方法である。
【０００９】
図５は、液晶表示装置用カラーフィルタの製造における近接露光の一例を説明する断面図である。図５に示すように、ブラックマトリックス（５１）が形成されたガラス基板（５０）上に着色フォトレジストの塗布膜（５７）が形成され、その上方には近接露光のギャップ（Ｇ）を設けてフォトマスク（ＰＭ）が配置されている。
フォトマスク（ＰＭ）には、着色画素（５２）の形成に対応したパターンが形成されている。フォトマスクの膜面（６１）は着色フォトレジストの塗布膜（５７）に対向している。近接露光のギャップ（Ｇ）は、通常５０μｍ〜１００μｍ程度のものである。従って、上記塗布膜上の異物の高さが、その範囲内であれば、異物がフォトマスクの膜面に再付着することはない。
【００１０】
すなわち、大サイズのガラス基板に、マスクパターンが多面付けされたフォトマスクを用いた１回の露光を行い、続いて一括した現像処理を行うといった、アライナー型の露光装置を用いた一括露光法による製造方法は、フォトリソグラフィ法によりカラーフィルタを製造する際の製造方法としては、廉価に大量にカラーフィルタを製造することのできる優れた製造方法といえる。
【００１１】
しかし、このような一括露光を行う露光装置が設置されている従来の設置環境においては、その換気方式として、クリーンルーム内にて循環使用しているエアーを直接取り込んでいるため、露光装置内の温度や湿度は、クリーンルーム内の温度や湿度に依存している。
【００１２】
図６は、従来の露光装置の設置環境との関連を示す概要図である。露光装置は、露光装置本体を内部に設置した密閉チャンバー（Ａ）と、該密閉チャンバー（Ａ）に設置した給気管部（Ｂ）と、排気管部（Ｃ）とを備え、給気管部（Ｂ）は、クリーンルーム内の循環エアー（ａ）を密閉チャンバー（Ａ）内に給気しており、排気管部（Ｃ）は、給気管部（Ｂ）にて給気されて密閉チャンバー（Ａ）内を循環した循環エアー（ａ）を密閉チャンバー（Ａ）の外側に排出する。
【００１３】
例えば、ブラックマトリックス（５１）が形成されたガラス基板（５０）上に着色フォトレジストの塗布膜（５７）を設け、フォトマスク（ＰＭ）を介した露光によって着色画素（５２）を形成する際に、従来の露光装置を用いると、密閉チャンバー（Ａ）内に設置した露光装置本体の温度や湿度は、クリーンルーム内の温度や湿度に依存しているため、露光、現像処理後に形成される着色画素（５２）の線幅にバラツキが生じる。
近年、液晶表示装置の高精細化が進むにつれ、従来は許容されていた着色画素（５２）の線幅にバラツキに対し、そのバラツキを更に小さくするようにとの強い要望がある。
【特許文献１】特開２００２−６４０４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記要望に鑑みてなされたものであり、クリーンルーム内の温度や湿度の環
境状態を変えることなく、露光、現像処理によって形成される着色画素の線幅のバラツキを更に小さくすることのできる露光装置、及びその露光装置を用いたカラーフィルタ製造方法をて提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、アライナー型の露光装置本体を収容した密閉チャンバーと、該密閉チャンバー内にドライエアーを給気する給気管部と、該密閉チャンバー内を循環したドライエアーを密閉チャンバーの外側に排気する排気管部とを備え、ドライエアーを給気する前記給気管部の前段に、クリーンルームエアーを高圧エアーに変換する高圧コンプレッサと、該高圧エアーを乾燥させるドライヤと、減圧用バルブとを配設し、前記密閉チャンバー内にクリーンルーム内の圧力よりやや高い圧力に調整したドライエアーを循環供給することを特徴とする露光装置である。
【００１６】
また、本発明は、請求項１記載の露光装置において、前記密閉チャンバー内に循環供給するドライエアーの絶対湿度が、前記ドライヤにより１．０ｇ／ｍ3 〜１０．０ｇ／ｍ3 の範囲にて制御されていることを特徴とする露光装置である。
【００１７】
また、本発明は、請求項１又は請求項２記載の露光装置を用いて製造することを特徴とするカラーフィルタ製造方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、アライナー型の露光装置本体を収容した密閉チャンバーと、該密閉チャンバー内にドライエアーを給気する給気管部と、該密閉チャンバー内を循環したドライエアーを密閉チャンバーの外側に排気する排気管部とを備え、ドライエアーを給気する前記給気管部の前段に、クリーンルームエアーを高圧エアーに変換する高圧コンプレッサと、該高圧エアーを乾燥させるドライヤと、減圧用バルブとを配設し、前記密閉チャンバー内にクリーンルーム内の圧力よりやや高い圧力に調整したドライエアーを循環供給する露光装置であり、また密閉チャンバー内に循環供給するドライエアーの絶対湿度が、前記ドライヤにより１．０ｇ／ｍ3 〜１０．０ｇ／ｍ3 の範囲にて制御されているので、クリーンルーム内の温度や湿度の環境状態を変えることなく、露光、現像処理後に形成される着色画素の線幅をより精密に制御できる露光装置となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
本発明者は、クリーンルーム内に設置された、従来のアライナー型の露光装置本体を収容した露光装置において、ガラス基板上に形成した着色画素の線幅に影響を与える多くの要因について精査した結果、露光装置本体を収容した密閉チャンバー内の絶対湿度が深く関与していることを見出し、本発明をするに至った。
【００２０】
すなわち、密閉チャンバー内の絶対湿度を１．０ｇ／ｍ3 〜１０．０ｇ／ｍ3 の範囲にて制御することによって、従来に比較して、線幅をフォトマスクの開口幅に対して−５．０μｍ〜＋５．０μｍの範囲に精密に制御することが可能となった。
密閉チャンバー内の絶対湿度と線幅のバラツキの関係は、明確ではないが、着色フォトレジストの塗布膜中の残留溶剤量の変化が露光感度に影響を及ぼしているものと推量される。
【００２１】
尚、着色フォトレジストは、例えば、高分子樹脂に顔料を分散剤を用いて分散させ、この分散液に重合性モノマー、光重合開始剤、増感剤、溶剤などを添加して調製されるものであるが、この溶剤としては、例えば、シクロヘキサノンなどが用いられる。
【００２２】
本発明の露光装置は、図１の装置概要図に示すように、露光装置本体を設置した密閉チャンバー（Ａ）と、該密閉チャンバー（Ａ）内にドライエアー（ａｐ）を給気する給気管部（Ｂ）と、該密閉チャンバー（Ａ）内を循環したドライエアー（ａｐ）を密閉チャンバー（Ａ）の外側に排気する排気管部（Ｃ）とを備えている。
前記給気管部（Ｂ）の前段（給気管部とクリーンルーム間）には、クリーンルームエアー（ａ）を高圧エアーに変換する高圧コンプレッサ（１）と、高圧エアーを乾燥させるドライヤ（２）と、減圧用バルブ（３）とを配設している。
【００２３】
クリーンルームエアー（ａ）は、高圧コンプレッサ（１）とドライヤ（２）によって高圧ドライエアーとなり、減圧用バルブ（３）によって適正な圧力、すなわち、クリーンルーム内の圧力よりやや高い圧力のドライエアー（ａｐ）に調整され、給気管部（Ｂ）を経て密閉チャンバー（Ａ）内に供給される。
そして、露光装置本体を設置した密閉チャンバー（Ａ）内に供給される上記適正な圧力のドライエアー（ａｐ）は、ドライヤ（２）によって、絶対湿度が１．０ｇ／ｍ3 〜１０．０ｇ／ｍ3 の範囲にて制御されたものである。
【００２４】
本発明において、密閉チャンバー（Ａ）内に設置される露光装置本体の構造は、近接露光で一括露光を行う露光装置本体であれば特に限定されるものではない。
【００２５】
本発明の露光装置における高圧コンプレッサ（１）、ドライヤ（２）、減圧用バルブ（３）を使用しない従来の露光装置（図６参照）での密閉チャンバー（Ａ）内の環境（本発明実施前）と、  本発明の露光装置における高圧コンプレッサ（１）、ドライヤ（２）、減圧用バルブ（３）を使用した密閉チャンバー（Ａ）内の環境（本発明実施後）とを測定したので、その比較結果を以下に説明する。
【００２６】
図２（ａ）は、横軸を時刻、縦軸を絶対湿度（ｇ／ｍ3 ）として、実施前と実施後における絶対湿度を測定したところ、実施前では約９．５ｇ／ｍ3 （平均値）であったが、実施後では約４．５ｇ／ｍ3 （平均値）となった。
また、図２（ｂ）は、横軸を時刻、縦軸を温度（℃）として、実施前と実施後における温度を測定したところ、実施前と大きな差異はなく、約２３．５℃（平均値）であった。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の露光装置の装置概要図である。
【図２】（ａ）は、実施前と実施後における絶対湿度の測定値である。（ｂ）は、実施前と実施後における温度の測定値である。
【図３】液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの一例を模式的に示した平面図である。
【図４】図３に示すカラーフィルタのＸ−Ｘ’線における断面図である。
【図５】液晶表示装置用カラーフィルタの製造における近接露光の一例を説明する断面図である。
【図６】従来の露光装置の設置環境との関連を示す概要図である。
【符号の説明】
【００２８】
１・・・高圧コンプレッサ
２・・・ドライヤ
３・・・減圧用バルブ
２０・・・開閉ドア
５０・・・ガラス基板
５１・・・ブラックマトリックス
５２・・・着色画素
５７・・・塗布膜
６１・・・フォトマスクの膜面
６２・・・フォトマスクの基板
Ａ・・・密閉チャンバー
Ｂ・・・給気管部
Ｃ・・・排気管部
Ｇ・・・近接露光のギャップ
ＰＭ・・・フォトマスク
ａ・・・クリーンルームエアー（循環エアー）
ａｐ・・・ドライエアー
【図１】
2007121390.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2007121390.tif 000007
【図６】
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