(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
薬液処理を行う第１の処理槽と、第１の処理槽で用いた薬液を除去する第２の処理槽からなり、カラーフィルタ基板を前記第１の処理槽と第２の処理槽に連続的に搬送するカラーフィルタ基板用薬液処理装置において、第１の処理槽および／または第２の処理槽に前記基板の表面をブラッシングする顔料残渣除去用ブラシを具備し、該ブラシの植毛密度が、２００〜３０００本／ｃｍ2 であって、該ブラシの毛の長さが５〜３０ｍｍであり、ブラシが搬送方向に対して交差方向に揺動するものであって、ブラシの揺動ストロークが１５〜３０ｍｍであることを特徴とするカラーフィルタ基板用薬液処理装置。
【請求項２】
ブラシに用いられる毛の直径が、４０〜１５０μｍであることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ基板用薬液処理装置。
【請求項３】
ブラシの揺動回数が１０〜５００往復／分であることを特徴とする請求項１または２に記載のカラーフィルタ基板用薬液処理装置。
【請求項４】
洗浄装置であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカラーフィルタ基板用薬液処理装置。
【請求項５】
現像装置であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のカラーフィルタ基板用薬液処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造工程などに用いると好適な薬液処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
カラーフィルターの製造プロセスでは、微細加工を行うため、基板の上に感光性のレジストを塗布、露光し、現像を行うフォトリソグラフィー法が主流を占めている。フォトリソグラフィー法では、洗浄工程、現像工程、剥離工程といった薬液を使用する工程が多く、薬液の種類や工程に応じてスピン方式、シャワー方式、ディップ方式など様々な方式が選択されている。
【０００３】
特開平５−１１９４８２号公報、特開平８−４４０７５号公報ではスピン方式を用いた現像方法が提案されている。スピン方式とは、基板を回転させてその中央部に処理液を滴下し、処理液を放射状に広げて基板全体に処理液を浸透させる方法である。
【０００４】
シャワー方式とは、処理液を線状に吐出させる複数のノズルを用いて、処理液を基板全体に塗布して浸透させる方法である。また、ディップ方式とは、処理液を槽に溜めて、基板を槽内に入れることで基板全体に処理液を浸透させる方法である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の方法では以下に示すような問題があった。
【０００６】
例としてカラーフィルタの現像工程を挙げると、顔料を含む現像性塗膜を現像した時に、完全に現像性塗膜を現像することができず、現像残渣としてガラス基板上に残っていた。そのため、後工程のＩＴＯ成膜後に、顔料残渣と共にＩＴＯが基板から剥離するという品質上のトラブルが発生していた。
【０００７】
また洗浄工程では、基板の洗浄が不十分となり、基板上にパーティクル・油脂等が残存するため、塗膜形成時などの後処理工程で不良品を発生させる原因となっていた。
【０００８】
本発明はかかる従来技術の欠点を改良し、均一に薬液の処理を可能とし、洗浄あるいは現像残渣等の除去を効率よく行うことができる薬液処理装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
（１）薬液処理を行う第１の処理槽と、第１の処理槽で用いた薬液を除去する第２の処理槽からなり、カラーフィルタ基板を前記第１の処理槽と第２の処理槽に連続的に搬送するカラーフィルタ基板用薬液処理装置において、第１の処理槽および／または第２の処理槽に前記基板の表面をブラッシングする顔料残渣除去用ブラシを具備し、該ブラシの植毛密度が、２００〜３０００本／ｃｍ2 であって、該ブラシの毛の長さが５〜３０ｍｍであり、ブラシが搬送方向に対して交差方向に揺動するものであって、ブラシの揺動ストロークが１５〜３０ｍｍであることを特徴とするカラーフィルタ基板用薬液処理装置。
（２）ブラシに用いられる毛の直径が、４０〜１５０μｍであることを特徴とする前記（１）に記載のカラーフィルタ基板用薬液処理装置。
【００１１】
（３）ブラシの揺動回数が１０〜５００往復／分であることを特徴とする前記（１）または（２）に記載のカラーフィルタ基板用薬液処理装置。
【００１２】
（４）洗浄装置であることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載のカラーフィルタ基板用薬液処理装置。
（５）現像装置であることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載のカラーフィルタ基板用薬液処理装置。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に本発明の好ましい実施の形態について説明する。
【００１４】
本発明による装置は、処理基板の搬送を枚葉で連続的に行うことにより大量処理を可能にしている。基板の搬送方法としては、搬送ローラー、移載機、搬送アーム、吸着テーブルなどがあり、搬送ローラーによる搬送が好適に用いられるが、特に限定されるものではない。
【００１５】
基板の処理を行う処理方法として、スピン方式、シャワー方式、ディップ方式等様々な方法が選択されるが、基板の形状や搬送方法によって適宜選択される。また、第１と第２の処理槽間で異なる方式を組み合わせてもよい。
【００１６】
本発明に使用するブラシはロールブラシ、ディスクブラシ等があり、用途に応じて適宜選択される。
【００１７】
本発明に使用するブラシの材質は、ナイロン、ＰＥＴ、アクリル、ＰＶＡ、ＰＶＣなどの合成繊維や、植物、動物由来の高分子などが好適に用いられる。
【００１８】
ブラシに用いられる毛の直径は、４０〜１５０μｍが好ましい。特に好ましくは、６０〜１２０μｍである。ブラシの毛の直径が４０μｍ以下ではブラシの強度が落ちるために、顔料残渣を十分に洗浄できない。また、１５０μｍ以上では、ブラシの強度が強すぎるために、現像性塗膜にキズおよびはがれが発生し、製品品質上問題がある。
【００１９】
ブラシの植毛密度は２００〜３０００本／ｃｍ2 が好ましい。より好ましくは１０００〜２５００本／ｃｍ2 である。さらに好ましくは２０００〜２４００本／ｃｍ2 である。また、ブラシの植毛状態については、放射洗浄タイプ、チャンネル状タイプ、らせん状タイプ、密巻状タイプ等があるが、ブラシの植毛密度の関係から、密巻状タイプが好適に用いられる。
【００２０】
ブラシの毛の長さは、基板表面に傷を付けない程度の弾力性をもつようにするため、５〜３０ｍｍであることが好ましいが、ブラシの材質、線径に応じて適宜選択すればよい。
【００２１】
ブラシの配置は、千鳥配列、対向配列等があるが、対向配列が好適に用いられる。
【００２２】
ブラシの設置本数は基板のパスラインに対して上下に一対または複数対設置することが好ましいが、上のみに一個または複数個設置してもよい。
【００２３】
ブラシを揺動させる方向については、搬送方向に対して交わる方向であればよいが、搬送方向に対して直行方向に、すなわちロールの軸方向に揺動させる方が好ましい。ブラシの揺動ストロークは、５〜１００ｍｍが好ましい。より好ましくは１５〜３０ｍｍである。
【００２４】
ブラシの揺動速度は、ブラシの数、ブラシの間隔、ブラシの揺動方法、基板の搬送速度に左右されるため適宜選択される。好ましくは１０〜５００往復／分であるが、さらに好ましくは４０〜３００往復／分である。ブラシの揺動速度を５００往復／分以上にすると、現像性塗膜表面の傷、はがれなどの品質上の欠点が発生するようになってくる。
【００２５】
ブラシの揺動方法としては、カムとシャフト、歯車、モーターとボールネジ、エアーシリンダー等を用いてブラシを揺動させる方法があるが、装置の構成、ブラシの揺動速度などによって、適宜選択される。
【００２６】
また、ブラシの揺動はブラシの揺動速度、基板の搬送速度、搬送方法などによって、ブラシの揺動方法を変えるため、必ずしもすべてのブラシを同調操作させてもさせなくてもよい。
【００２７】
本発明に用いるブラシは、薬液処理を行う第１の槽と薬液の除去を行う第２の槽のいずれに設置してもよいし、双方に設置してもよい。洗浄装置の場合、基板上の異物の除去効果を高めるために、第１の槽にブラシを設置することが多い。現像装置の場合は、現像液を用いた第１の処理槽にブラシを設置すると、現像ムラを引き起こすことがあるので第２の槽にブラシを設置することが多い。また、第２の槽にブラシを用いることで現像残渣を除去することができる。
【００２８】
また、ブラシの材質は上記記載の繊維状のもの以外にポリビニールアセタール等の多孔質のスポンジなどでもよい。
【００２９】
本装置において使用する第１の槽で使用する処理液は、例えば洗浄装置の場合、非イオン性あるいはイオン性の界面活性剤、純水、アルカリ水溶液、オゾン水、イオン水などの機能水などが好適に用いられる。また、現像装置の場合、ＮａＯＨ、ＫＯＨ等の無機アルカリ水溶液や、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドのような有機アルカリ水溶液などのアルカリ現像液が使用するが、特に限定されない。
【００３０】
第２の処理槽に使用する薬液は、第１の処理槽で用いた処理液を除去することを目的とするため、通常純水を用いることが多い。
【００３１】
本装置において使用する基板は、石英ガラス、無アルカリガラス、ソーダガラスなどのガラス基板や、有機プラスチックのフィルムまたはシートが好適に用いられる。
【００３２】
【実施例】
以下に、本発明の装置を用いた現像装置に関する実施例を述べるが、用いた実施例によって本発明の効力はなんら制限されるものではない。
【００３３】
図１は本発明の実施例の１つで、カラーフィルタの現像装置の構成図を示すものであり、図２は図１の上面図である。また、図３は本発明に用いるブラシの一例を示す概略図である。
【００３４】
図において、１は現像性塗膜を現像する第１の槽であり、２は第１の処理槽で用いた現像液を除去する第２の処理槽である。３は基板に現像液を塗布するためのシャワーであり、４は現像液を除去するための純水シャワーである。５は顔料残渣を除去するためのブラシであり、６は基板の液切りを行うためのエアーナイフであり、７は基板であり、８は基板のパスラインである。
【００３５】
実施例１
まず、使用する基板は以下の方法で製造した。
【００３６】
顔料を含む現像性塗膜として、ポジ型感光性ポリイミドの前駆体（ポリアミック酸）溶液とカーボンブラック（三菱化成（株）製、ＭＡ１００）とを調整したブラックペーストを用いた。
【００３７】
３００×４００ｍｍのサイズの無アルカリガラス（日本電気ガラス（株）製、ＯＡ−２）基板にスピナーを用いてブラックペーストを塗布し、オーブン中１３５℃、２０分間セミキュアした。続いて露光機（キャノン（株）製、ＰＬＡ−５０）を用い、フォトマスクを介して８０ｍＪ露光を行った。
【００３８】
次に、搬送方向の長さが２００ｃｍあるシャワー現像槽（図１における第１の処理層１）中に現像液であるテトラメチルアンモニウムヒドロキシドを２重量％含んだ２３℃の水溶液を入れ、基板を２００ｃｍ／分で搬送させた。現像時間は６０秒でありブラックペーストの現像を行った。
【００３９】
その後、現像を停止させるために、基板を搬送方向の長さが２００ｃｍの水洗シャワー槽（図１における第２の処理層２）を搬送速度２００ｃｍ／分で搬送させた。
【００４０】
ブラシ５としては植毛密度２１００本／ｃｍ2 の蜜巻状タイプのロールブラシを使用した。ブラシの材質はナイロン６・１０であり、ブラシの線径は７０μｍのものを使用した。また、ブラシの毛の長さは２ｃｍのものを使用した。
【００４１】
ブラシ５はパスライン８の上下にそれぞれ２対具備し、ブラシとブラシの間隔は３０ｃｍであった。基板に対するブラシの押し込み圧は上下ともに＋０．５ｍｍであった。ブラシの回転方向は全てのブラシが内回転になるように調整し、ブラシの回転数は４００ｒｐｍであった。
【００４２】
ブラシの揺動方法は、基板の搬送方向に対して直交方向になるように調整した。ブラシの揺動方法は、上下２対のブラシ全て同調操作を行い、揺動ストロークは１５ｍｍとした。ブラシの揺動速度は１００往復／分であった。
【００４３】
シャワー水洗部の後に液切り用のエアーナイフ６を設置し、基板の液切りを行った。
【００４４】
次にオーブン中で２５０℃、３０分で基板のキュアを行った。
【００４５】
比較例１
第２の処理槽にブラシを具備せず、水洗槽はシャワーのみとした。その他は実施例１と同等の手法で基板の作成を行った。
【００４６】
実施例２
第２の処理槽のブラシの揺動速度を０往復／分（揺動なし）とした。その他は実施例１と同等の手法で基板の作成を行った。
【００４７】
実施例１、２および比較例１による基板の表面状態の結果を表１に示す。
【００４８】
【表１】
0004042179.tif 000002
上記の結果から、ブラシを用いずに現像を行った場合、基板上の全面に現像残渣が残ったが、現像槽後の水洗部にブラシを用いることで、ブラシと接触した部分の現像残渣を除去することができた。しかし、ブラシの揺動回数を０往復／分、つまりブラシを揺動させないようにして現像を行うと、ブラシの基板への接触にムラがあるために、基板の搬送方向と同一の方向にスジ状のムラが若干発生したが、ブラシの揺動回数を１００往復／分にすると、基板上の現像残渣を完全に除去することができた。
【００４９】
よって、ブラシの揺動速度を最適化することで基板上の現像残渣を完全に除去できることがわかった。
【００５０】
【発明の効果】
本発明の薬液処理装置は、処理槽にブラシを具備することで、洗浄、あるいは現像効率を高めることができ、さらにブラシを基板の搬送方向に対して交わる方向に揺動させることで、ブラシの当りムラ等をなくし、洗浄、あるいは現像残渣等の除去を効率よく行うことができる。
【００５１】
【図面の詳細な説明】
【００５２】
【図１】本発明の現像装置の一例を示す正面図である。
【００５３】
【図２】図１の上面図である。
【００５４】
【図３】本発明に用いるブラシの一例を示す概略図である。
【００５５】
【符号の説明】
１：第１の処理槽
２：第２の処理槽
３：薬液シャワーノズル
４：純水シャワーノズル
５：揺動ブラシ
６：液切り用のエアーナイフ
７：基板
８：パスライン
【図１】
0004042179.tif 000003
【図２】
0004042179.tif 000004
【図３】
0004042179.tif 000005