(57)【要約】【課題】現像後のリンス処理における現像液濃度の偏りに起因するムラを防止する現像装置及び現像方法の提供。【解決手段】基板上に現像液を供給する現像液供給機構と、基板上にリンス液を吐出するリンスノズル２とリンスノズルにリンス液を供給するバッファタンク３とバッファタンクに純水を供給する純水配管７及びエアオペレートバルブ６とバッファタンクに現像液を供給する現像液配管４及びエアオペレートバルブ５とバッファタンク内のリンス液の現像液濃度を測定し、現像液濃度が所望の値になるようにエアオペレートバルブ５、６の開閉を制御する現像液濃度測定部８とを少なくとも備えるリンス液供給機構とを少なくとも備え、現像液濃度測定部８は、基板上に現像液が供給された後、リンス液を吐出する際に、リンス液の現像液濃度をリンス処理の時間経過に伴って徐々に低下させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レジストが塗布され露光された基板上に現像液を供給する現像液供給機構と、
前記基板上にリンス液を吐出するリンスノズルと、前記リンスノズルにリンス液を供給するバッファタンクと、前記バッファタンクに純水を供給する第１の配管及び第１のバルブと、前記バッファタンクに現像液を供給する第２の配管及び第２のバルブと、前記バッファタンク内のリンス液の現像液濃度を測定し、現像液濃度が所望の値になるように前記第１のバルブ及び前記第２のバルブの開閉を制御する現像液濃度測定部と、を少なくとも備えるリンス液供給機構と、
を少なくとも備える現像装置であって、
前記現像液濃度測定部は、前記現像液供給機構により前記基板上に現像液が供給された後、前記リンス液供給機構により前記基板上にリンス液を吐出する際に、リンス液の現像液濃度を、時間経過に伴って徐々に変化させることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像液濃度測定部は、リンス液の現像液濃度を、リンス処理の時間経過に伴って徐々に低下させることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
レジストが塗布され露光された基板上に現像液を供給する現像液供給機構と、
前記基板上にリンス液を吐出するリンスノズルと、前記リンスノズルにリンス液を供給するバッファタンクと、前記バッファタンクに純水を供給する第１の配管及び第１のバルブと、前記バッファタンクに現像液を供給する第２の配管及び第２のバルブと、前記バッファタンク内のリンス液の現像液濃度を測定し、現像液濃度が所望の値になるように前記第１のバルブ及び前記第２のバルブの開閉を制御する現像液濃度測定部と、を少なくとも備える複数のリンス液供給機構と、
前記基板を搬送する搬送機構と、
を少なくとも備える現像装置であって、
前記複数のリンス液供給機構の前記リンスノズルは、前記搬送機構による前記基板の搬送経路に沿って配列されており、
各々の前記リンス液供給機構の前記現像液濃度測定部は、前記現像液供給機構により前記基板上に現像液が供給された後、前記リンス液供給機構により前記基板上にリンス液を吐出する際に、各々の前記リンスノズルから吐出させるリンス液の現像液濃度を、前記基板の搬送方向に沿って徐々に変化させることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
各々の前記リンス液供給機構の前記現像液濃度測定部は、各々の前記リンスノズルから吐出させるリンス液の現像液濃度を、前記基板の搬送方向に沿って徐々に低下させることを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
レジストが塗布され露光された基板上に現像液を供給する現像液供給機構と、
前記基板上にリンス液を吐出するリンスノズルと、前記リンスノズルにリンス液を供給するバッファタンクと、前記バッファタンクに純水を供給する第１の配管及び第１のバルブと、前記バッファタンクに現像液を供給する第２の配管及び第２のバルブと、前記バッファタンク内のリンス液の現像液濃度を測定し、現像液濃度が所望の値になるように前記第１のバルブ及び前記第２のバルブの開閉を制御する機能と、を少なくとも備えるリンス液供給機構と、
を少なくとも備える現像装置における現像方法であって、
前記現像液供給機構を用いて、前記基板上に現像液を供給する現像処理と、
前記リンス液供給機構を用いて、前記基板上にリンス液を吐出するリンス処理と、を少なくとも有し、
前記リンス処理では、リンス液の現像液濃度を、時間経過に伴って徐々に変化させることを特徴とする現像方法。
【請求項６】
前記リンス処理では、リンス液の現像液濃度を、リンス処理の時間経過に伴って徐々に低下させることを特徴とする請求項５に記載の現像方法。
【請求項７】
レジストが塗布され露光された基板上に現像液を供給する現像液供給機構と、
前記基板上にリンス液を吐出するリンスノズルと、前記リンスノズルにリンス液を供給するバッファタンクと、前記バッファタンクに純水を供給する第１の配管及び第１のバルブと、前記バッファタンクに現像液を供給する第２の配管及び第２のバルブと、前記バッファタンク内のリンス液の現像液濃度を測定し、現像液の濃度が所望の値になるように前記第１のバルブ及び前記第２のバルブの開閉を制御する機能と、を少なくとも備える複数のリンス液供給機構と、
前記基板を搬送する搬送機構と、
を少なくとも備え、
前記複数のリンス液供給機構の前記リンスノズルが、前記搬送機構による前記基板の搬送経路に沿って配列されてなる現像装置における現像方法であって、
前記現像液供給機構を用いて、前記基板上に現像液を供給する現像処理と、
前記リンス液供給機構を用いて、前記基板上にリンス液を吐出するリンス処理と、を少なくとも有し、
前記リンス処理では、各々の前記リンスノズルから吐出させるリンス液の現像液濃度を、前記基板の搬送方向に沿って徐々に変化させることを特徴とする現像方法。
【請求項８】
前記リンス処理では、各々の前記リンスノズルから吐出させるリンス液の現像液濃度を、前記基板の搬送方向に沿って徐々に低下させることを特徴とする請求項７に記載の現像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置及び現像方法に関し、特に、現像時のリンスムラを防止する現像装置及び現像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、薄型、軽量で高品位の画像を表示可能なことから、液晶テレビや携帯端末装置などに多く用いられている。液晶表示装置は、光源であるバックライトと液晶パネルとで構成される。液晶パネルは、一対の基板の間に液晶を挟みこみ、一対の基板の両側に偏光板等の光学フィルムを配置したものである。通常、一方のガラス基板上に、画素電極を駆動する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）等のスイッチング素子が配置され、他方のガラス基板にカラーフィルタやブラックマトリクス等が配置されている。
【０００３】
ここで、ガラス基板上に薄膜トランジスタを形成するには、（１）薄膜の成膜、（２）塗布、露光、現像のレジストパターン形成、（３）エッチング、（４）レジスト剥離からなる処理を３回から８回ほど繰り返す。
【０００４】
その中で、現像処理は、下記特許文献１に記載されているように、露光まで完了した基板を現像処理ユニットに搬送し、ガラス基板に現像液をスリットと呼ばれるノズルからガラス基板全面に滴下し（以下、パドル現像と称す。）、一定時間放置したのち、純水をガラス基板全面に基板中央から供給（以下、中央滴下と称す。）しながらガラス基板を回転させ、現像液を完全に基板上から除去した後、純水の供給を止めて高速回転にて純水を振り切る。次に、レジストパターンを焼き固めかつ下地との密着性をあげるためにポストベーク処理を行い、レジストパターンを形成する。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０-２０５０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記現像処理において、現像後のリンス処理は、基板上に盛られた現像液に、純水リンス液を吐出することによって実施する。この際、基板上の現像処理液と純水リンス液とが混ざり合うことにより、現像液濃度の偏りが発生する。そして、この現像液濃度の偏りにより、レジスト線幅の局所的な太り／細りが発生してしまい、リンスムラ（表示ムラ）となるという問題があった。
【０００７】
また、この問題は、薄膜トランジスタ用のレジストパターンを形成する際の現像処理に限らず、基板上に任意のレジストパターンを形成する際の現像処理において、同様に生じる。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、現像後のリンス処理における現像液濃度の偏りに起因するリンスムラ（表示ムラ）を防止することができる現像装置及び現像方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明は、レジストが塗布され露光された基板上に現像液を供給する現像液供給機構と、前記基板上にリンス液を吐出するリンスノズルと、前記リンスノズルにリンス液を供給するバッファタンクと、前記バッファタンクに純水を供給する第１の配管及び第１のバルブと、前記バッファタンクに現像液を供給する第２の配管及び第２のバルブと、前記バッファタンク内のリンス液の現像液濃度を測定し、現像液濃度が所望の値になるように前記第１のバルブ及び前記第２のバルブの開閉を制御する現像液濃度測定部と、を少なくとも備えるリンス液供給機構と、を少なくとも備える現像装置であって、前記現像液濃度測定部は、前記現像液供給機構により前記基板上に現像液が供給された後、前記リンス液供給機構により前記基板上にリンス液を吐出する際に、リンス液の現像液濃度を、時間経過に伴って徐々に変化させるものであり、前記現像液濃度測定部は、リンス液の現像液濃度を、リンス処理の時間経過に伴って徐々に低下させる構成とすることができる。
【００１０】
また、本発明は、レジストが塗布され露光された基板上に現像液を供給する現像液供給機構と、前記基板上にリンス液を吐出するリンスノズルと、前記リンスノズルにリンス液を供給するバッファタンクと、前記バッファタンクに純水を供給する第１の配管及び第１のバルブと、前記バッファタンクに現像液を供給する第２の配管及び第２のバルブと、前記バッファタンク内のリンス液の現像液濃度を測定し、現像液濃度が所望の値になるように前記第１のバルブ及び前記第２のバルブの開閉を制御する現像液濃度測定部と、を少なくとも備える複数のリンス液供給機構と、前記基板を搬送する搬送機構と、を少なくとも備える現像装置であって、前記複数のリンス液供給機構の前記リンスノズルは、前記搬送機構による前記基板の搬送経路に沿って配列されており、各々の前記リンス液供給機構の前記現像液濃度測定部は、前記現像液供給機構により前記基板上に現像液が供給された後、前記リンス液供給機構により前記基板上にリンス液を吐出する際に、各々の前記リンスノズルから吐出させるリンス液の現像液濃度を、前記基板の搬送方向に沿って徐々に変化させるものであり、各々の前記リンス液供給機構の前記現像液濃度測定部は、各々の前記リンスノズルから吐出させるリンス液の現像液濃度を、前記基板の搬送方向に沿って徐々に低下させる構成とすることができる。
【００１１】
また、本発明は、レジストが塗布され露光された基板上に現像液を供給する現像液供給機構と、前記基板上にリンス液を吐出するリンスノズルと、前記リンスノズルにリンス液を供給するバッファタンクと、前記バッファタンクに純水を供給する第１の配管及び第１のバルブと、前記バッファタンクに現像液を供給する第２の配管及び第２のバルブと、前記バッファタンク内のリンス液の現像液濃度を測定し、現像液濃度が所望の値になるように前記第１のバルブ及び前記第２のバルブの開閉を制御する機能と、を少なくとも備えるリンス液供給機構と、を少なくとも備える現像装置における現像方法であって、前記現像液供給機構を用いて、前記基板上に現像液を供給する現像処理と、前記リンス液供給機構を用いて、前記基板上にリンス液を吐出するリンス処理と、を少なくとも有し、前記リンス処理では、リンス液の現像液濃度を、時間経過に伴って徐々に変化させるものであり、前記リンス処理では、リンス液の現像液濃度を、リンス処理の時間経過に伴って徐々に低下させる構成とすることができる。
【００１２】
また、本発明は、レジストが塗布され露光された基板上に現像液を供給する現像液供給機構と、前記基板上にリンス液を吐出するリンスノズルと、前記リンスノズルにリンス液を供給するバッファタンクと、前記バッファタンクに純水を供給する第１の配管及び第１のバルブと、前記バッファタンクに現像液を供給する第２の配管及び第２のバルブと、前記バッファタンク内のリンス液の現像液濃度を測定し、現像液の濃度が所望の値になるように前記第１のバルブ及び前記第２のバルブの開閉を制御する機能と、を少なくとも備える複数のリンス液供給機構と、前記基板を搬送する搬送機構と、を少なくとも備え、前記複数のリンス液供給機構の前記リンスノズルが、前記搬送機構による前記基板の搬送経路に沿って配列されてなる現像装置における現像方法であって、前記現像液供給機構を用いて、前記基板上に現像液を供給する現像処理と、前記リンス液供給機構を用いて、前記基板上にリンス液を吐出するリンス処理と、を少なくとも有し、前記リンス処理では、各々の前記リンスノズルから吐出させるリンス液の現像液濃度を、前記基板の搬送方向に沿って徐々に変化させるものであり、前記リンス処理では、各々の前記リンスノズルから吐出させるリンス液の現像液濃度を、前記基板の搬送方向に沿って徐々に低下させる構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の現像装置及び現像方法によれば、現像後のリンス処理における現像液濃度の偏りに起因するリンスムラ（表示ムラ）を防止することができる。
【００１４】
その理由は、リンス処理の時間経過に伴って、若しくは、基板の搬送位置に応じて、リンス液中の現像液濃度をコントロールすることにより、基板上の現像液濃度の偏りを緩和することができるからである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
背景技術で示したように、ガラス基板上に薄膜トランジスタなどを形成するにあたり、フォトレジストを塗布・露光・現像することでパターンを形成する。その際、現像処理では、ガラス基板に現像液をスリットと呼ばれるノズルからガラス基板全面に滴下し、一定時間放置したのち、純水をガラス基板全面に基板中央から供給しながらガラス基板を回転させ、現像液をガラス基板上から除去している。
【００１６】
しかしながら、この方法では、基板上の現像処理液と純水リンス液とが混合することにより現像液濃度の偏りが発生し、この現像液濃度の偏りにより、レジスト線幅の局所的な太り／細りが発生してしまい、リンスムラ（表示ムラ）となるという問題があった。
【００１７】
そこで、本発明では、純水のリンス液を吐出するのではなく、純水に現像液を混入したリンス液を吐出し、かつ、リンス液中の現像液の濃度が、リンス処理の時間に伴って、若しくは、基板の搬送経路上の位置に応じて、徐々に変化するように制御する。
【００１８】
これにより、現像液濃度の偏りを緩和し、レジスト線幅の局所的な太り／細りを抑制してリンスムラ（表示ムラ）の発生を防止する。
【実施例１】
【００１９】
上記した本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の第１の実施例に係る現像装置及び現像方法について、図１乃至図３を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施例に係る現像装置の配管系統図である。また、図２は、本実施例の現像装置における現像液塗布動作を示す図であり、図３は、リンス液中における現像液の濃度の時間変化を示す図である。
【００２０】
図１に示すように、本実施例の現像装置は、レジストパターンが形成された被現像物（ここでは、ガラス基板１）を載置する回転チャック３７と、ガラス基板１に現像液を供給する現像液供給機構（図示せず）と、ガラス基板１に純水と現像液とを混合したリンス液を供給するリンス液供給機構と、を備える。
【００２１】
上記現像液供給機構は、ガラス基板１上に現像液を吐出する現像ノズルと、現像ノズルに現像液を供給する現像液供給配管を備え、ガラス基板１を回転チャック３７にて回転させ、現像ノズルより現像液を吐出し、現像処理を実施する。
【００２２】
また、リンス液供給機構は、ガラス基板１上にリンス液を吐出するリンスノズル２と、リンス液内の現像液濃度を制御するリンス置換機構１１などを備え、ガラス基板１を回転チャック３７にて回転させ、リンスノズル２よりリンス液を吐出し、リンス処理を実施する。
【００２３】
上記リンス液供給機構について詳述すると、ガラス基板１の上にはリンス処理用のリンスノズル２が配置されており、このリンスノズル２にはバッファタンク３が接続されている。このバッファタンク３には、現像液配管４と純水配管７が接続されている。また、バッファタンク３には、タンク内の現像液濃度を監視するための配管１２が接続され、この配管１２が現像液濃度測定器８に接続されている。この現像液濃度測定器８にて、現像液濃度の監視・設定が可能となる。
【００２４】
また、現像液配管４にはエアオペレートバルブ５が、純水配管７にはエアオペレートバルブ６がそれぞれ接続されており、バルブ動作にて現像液、純水液のバッファタンク３への供給量を調整することが出来る。現像液濃度測定器８よりエアオペレートバルブ５、エアオペレートバルブ６に駆動用配管１０、駆動用配管９を介してバルブ開閉用エアーが送られる。これによりエアオペレートバルブ５、エアオペレートバルブ６が開閉動作を実施する。
【００２５】
なお、リンス置換機構１１は、３〜１２の機能をまとめたものであり、リンス置換機構１１を使用することにより、リンス液内の現像液濃度を徐々に低下させながら、リンス処理が可能である。
【００２６】
次に、図１、図２（ａ）、図２（ｂ）、図３を参照して、第１の実施例の現像装置の動作を説明する。
【００２７】
まず、図２（ａ）に示すように、回転チャック３７上のガラス基板３４に、現像ノズル３６より基板全面に現像液３５を塗布する。次に、図２（ｂ）に示すように、ガラス基板３４に現像液３５が塗布された状態で一定時間放置する。
【００２８】
ここで、一定時間放置している間に、図１の駆動用配管１０にてバルブ開閉用エアーを送り、エアオペレートバルブ５を開け、現像液配管４を経由してバッファタンク３に現像液をある一定量供給する。そして、回転チャック３７にてガラス基板１を回転させながらリンスノズル２よりリンス液を吐出する。その際、バッファタンク３に入っているリンス液中の現像液濃度を、現像液配管１２を経由して現像液濃度測定器８にて測定する。
【００２９】
その後、あらかじめ設定された現像液濃度になるように駆動用配管９にてバルブ開閉用エアーを送り、エアオペレートバルブ６を開け、純水配管７を経由してバッファタンク３に純水を供給する。そして、リンス液中の現像液濃度が、図３に示すようにリンス処理の時間経過に伴って徐々に低下するように制御して、ガラス基板１のリンス処理を実施する。
【００３０】
このように、基板全面に現像液が塗布された状態で純水リンス液を吐出してリンス処理を実施するのではなく、純水に現像液を混入したリンス液を吐出し、かつ、リンス液中の現像液濃度をリンス処理の時間経過に伴って徐々に低下させることにより、基板面における現像液濃度の偏りを緩和することができ、これにより、レジスト線幅の局所的な太り／細りを抑制して、リンスムラ（表示ムラ）の発生を防止することができる。
【００３１】
なお、リンス液中の現像液濃度はリンス処理の時間経過に伴って徐々に低下すればよいが、リンス液のＰＨ値が約１０秒間のリンス処理において、約ＰＨ１２から約ＰＨ８へ移行するように制御すれば、上記レジスト線幅の局所的な太り／細りを効果的に抑制することができる。
【実施例２】
【００３２】
次に、本発明の第２の実施例に係る現像装置及び現像方法について、図４及び図５を参照して説明する。
【００３３】
前記した第１の実施例では、リンス液供給機構として１つのリンスノズル２及びリンス置換機構１１を備える場合について説明したが、リンスノズル２及びリンス置換機構１１を複数個並べて、各々のリンスノズル２から吐出するリンス液中の現像液濃度を個別に制御することができる。
【００３４】
その場合、図４に示すように、ガラス基板１３を搬送コロ３８などで移動させながらリンス処理を実施できるように、ガラス基板１３の搬送経路上に複数のリンスノズル１４〜１８及び複数のリンス置換機構１９〜２３を配置する。この各々のリンス置換機構１９〜２３には、現像液配管２４、２６、２８、３０、３２と、純水配管２５、２７、２９、３１、３３とがそれぞれ接続されており、各々のリンスノズル１４〜１８は、リンス置換機構１９〜２３内にある現像液濃度測定器８で設定された現像液濃度にてリンス処理が可能になっている。
【００３５】
上記構成の場合の現像装置の動作について、図４、図５（ａ）、図５（ｂ）を参照して説明する。
【００３６】
まず、図５（ａ）に示すように、搬送コロ３８上でガラス基板３９が移動しており、ガラス基板３９上に設置されている現像液ノズル４１より基板全面に現像液４０を塗布する。次に、図５（ｂ）に示すように、ガラス基板３９に現像液４０が塗布された状態で基板が移動しながら一定時間放置する。
【００３７】
ここで、一定時間放置している間に、リンスノズル２よりリンス液を吐出するが、その際、図４におけるリンスノズル１４〜１８のリンス液中の現像液濃度が、リンスノズル１４＞リンスノズル１５＞リンスノズル１６＞リンスノズル１７＞リンスノズル１８となるように、各リンス置換機構１９〜２３は、エアオペレートバルブを制御して、現像液配管２４、２６、２８、３０、３２から供給される現像液と、純水配管２５、２７、２９、３１、３３から供給される純水の流量を制御する。
【００３８】
そして、現像液が塗布されたガラス基板１３に対して、基板の進行方向に沿って、リンスノズル１４、リンスノズル１５、リンスノズル１６、リンスノズル１７、リンスノズル１８の順で現像液濃度が調整されたリンス液を吐出し、リンス処理を実施する。
【００３９】
このように、基板の進行方向に沿って、徐々に現像液濃度の小さいリンス液を吐出させることにより、基板面における現像液濃度の偏りを緩和することができ、これにより、レジスト線幅の局所的な太り／細りを抑制して、リンスムラ（表示ムラ）の発生を防止することができる。また、第２の実施例では、複数のリンスノズルを設置することにより、大型の基板の現像処理が可能になる。
【００４０】
なお、第１の実施例では、１つのリンスノズルから吐出されるリンス液中の現像液濃度をリンス処理の時間経過に伴って徐々に低下させ、第２の実施例では、複数のリンスノズルから吐出されるリンス液中の現像液濃度を基板の進行方向に沿って徐々に低下させたが、第１の実施例と第２の実施例とを組み合わせて、複数のリンスノズルから吐出されるリンス液中の現像液濃度を、基板の進行方向に沿って徐々に低下させると共に、各々のリンスノズルから吐出されるリンス液中の現像液濃度をリンス処理の時間経過に伴って徐々に低下させてもよい。
【００４１】
また、上記各実施例では、リンス液中の現像液濃度を制御する方法について記載したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、任意の溶液中の任意の成分の濃度を制御する場合に対しても、同様に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、レジストが塗布された基板の現像に用いる現像装置及び該現像装置における現像方法に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１の実施例に係る現像装置のリンス液供給機構の配管系統図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る現像液塗布動作を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係るリンス処理におけるリンス液中の現像濃度の時間変化を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施例に係る現像装置のリンス液供給機構の構成を模式的に示す図である。
【図５】本発明の第２の実施例に係る現像液塗布動作を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  ガラス基板
２  リンスノズル
３  バッファタンク
４  現像液配管
５、６  エアオペレートバルブ
７  純水配管
８  現像液濃度測定器
９、１０  駆動用配管
１１  リンス置換機構
１２  配管
１３  ガラス基板
１４〜１８  リンスノズル
１９〜２３  リンス置換機構
２４、２６、２８、３０、３２  現像液配管
２５、２７、２９、３１、３３  純水配管
３４、３９  ガラス基板
３５、４０  現像液
３６  現像ノズル
３７  回転チャック
３８  搬送コロ
３９  ガラス基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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