JP2007057745A - カラーフィルタ用フォトマスクの洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フォトマスクの清浄度を著しく向上させ、フォトマスクの異物や汚れに起因した、パターンの黒欠陥、白欠陥、及び規格外のパターンの発生などを回避するために行っている、清浄なフォトマスクへの交換頻度を減少させることのできるカラーフィルタ用フォトマスクの洗浄装置を提供する。
【解決手段】アルカリ洗浄液を用いてウエット洗浄を行う洗浄液洗浄部Ａ、光洗浄を行う光洗浄部Ｂ、表裏反転する反転部Ｃ、上記洗浄液洗浄部、光洗浄部、反転部の各々の間でフォトマスクを搬送する搬送部Ｄを具備する。紫外線の主となる波長が１６５ｎｍ〜１７５ｎｍである。
【選択図】図３

Description

本発明は、ガラス基板上にフォトリソグラフィ法によってパターンを形成する際のフォトマスクの洗浄に関するものであり、特に、カラーフィルタ用フォトマスクにおいて、フォトマスクの清浄度をあげ、清浄なフォトマスクへの交換頻度を低減させるカラーフィルタ用フォトマスクの洗浄装置に関する。

図４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５は、図４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４、及び図５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（４）は、ガラス基板（４０）上にブラックマトリックス（４１）、着色画素（４２）、及び透明導電膜（４３）が順次に形成されたものである。
図４、及び図５はカラーフィルタを模式的に示したもので、着色画素（４２）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。

液晶表示装置の多くに用いられている、上記構造のカラーフィルタの製造方法としては、先ず、ガラス基板上にブラックマトリックスを形成し、次に、このブラックマトリックスのパターンに位置合わせして着色画素を形成し、更に透明導電膜を位置合わせして形成するといった方法が広く用いられている。
ブラックマトリックス（４１）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（４２）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り、透明導電膜（４３）は、透明な電極として設けられたものである。

ブラックマトリックス（４１）は、着色画素（４２）間のマトリックス部（４１Ａ）と、着色画素（４２）が形成された領域（表示部）の周辺部を囲む額縁部（４１Ｂ）とで構成されている。
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。

ガラス基板上へのブラックマトリックスの形成は、ガラス基板（４０）上にブラックマトリックスの材料としてのクロム（Ｃｒ）、酸化クロム（ＣｒＯ_X ）などの金属、もしくは金属化合物を薄膜状に成膜し、成膜された薄膜上に、例えば、ポジ型のフォトレジストを用いてエッチングレジストパターンを形成し、次に、成膜された金属薄膜の露出部分のエッチング及びエッチングレジストパターンの剥膜を行い、Ｃｒ、ＣｒＯ_X などの金属薄膜からなるブラックマトリックス（４１）を形成するといった方法がとられている。
或いは、ガラス基板（４０）上に、ブラックマトリックス形成用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ブラックマトリックス（４１）を形成するといった方法がとられている。

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と称し、例えば、テレビなどのように、高輝度なバックライトを用いた際に、クロムなどの金属をブラックマトリックスとして用いたときに起こる液晶表示装置での内部反射を抑制するために、低反射の樹脂ブラックマトリックスが要望される場合、或いは、例えば、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｃｈｉｎｇ）方式に用いたときに起こる液晶表示装置での電界の乱れを抑制するために、高絶縁性の樹脂ブラックマトリックスが要望される場合などに採
用されていた。しかし、ガラス基板が大型化するのに伴い、ブラックマトリックスの材料としてクロムなどの金属を用い真空装置で薄膜を成膜するブラックマトリックスよりも、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する樹脂ブラックマトリックスの方が価格的に有利なものとなり、次第に樹脂ブラックマトリックスへと移行が進んでいる。また、環境に配慮してクロムなどの金属を用いることを回避する傾向にある。

また、着色画素（４２）の形成は、このブラックマトリックスが形成されたガラス基板上に、例えば、顔料などの色素を分散させたネガ型のフォトレジストを用いて塗布膜を設け、この塗布膜への露光、現像によって着色画素を形成するといった方法がとられている。また、透明導電膜（４３）の形成は、ブラックマトリックス、着色画素が形成されたガラス基板上に、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）を用いスパッタ法によって透明導電膜を形成するといった方法がとられている。
図４、及び図５に示すカラーフィルタ（４）は、１基の液晶表示装置に対応した１枚のカラーフィルタを表しており、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カラーフィルタを大サイズのガラス基板に面付けした状態で製造する。

図４、及び図５に示すカラーフィルタ（４）は、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタとして基本的な機能を備えたものである。液晶表示装置は、このようなカラーフィルタを内蔵することにより、フルカラー表示が実現し、その応用範囲が飛躍的に広がり、液晶カラーＴＶ、ノート型ＰＣなど液晶表示装置を用いた多くの商品が創出された。
多様な液晶表示装置の開発、実用に伴い、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタには、上記基本的な機能に付随して下記のような、種々な機能が付加されるようになった。

例えば、高信頼性機能。液晶表示装置として高信頼性が求められる際には、着色画素のもつ耐熱性、耐湿性、及び耐薬品性などの性能を補うために、また、着色画素からの溶出物のバリアとして着色画素上に保護層（オーバーコート層）を形成することがある。
或いは、カラーフィルタとＴＦＴ側基板とのシール強度を向上させるために、保護層（オーバーコート層）を形成することがある。
或いは、液晶分子の配向をより均一なものにして表示品質を向上させる際に、着色画素上に保護層（オーバーコート層）を形成し、平坦性の高いカラーフィルタとすることがある。

例えば、透過・反射併用機能。一基の液晶表示装置において透過型と反射型の両機能を兼ね備えた半透過型液晶表示装置は、屋外の明るい環境下でも、屋内の暗い環境下でも用いることができる。図９は、半透過型液晶表示装置に用いるカラーフィルタの一例の断面図である。図９に示すように、このカラーフィルタは、ガラス基板（４０）上にブラックマトリックス（４１）、着色画素（４２）、及び透明導電膜（４３）が形成されたものである。
着色画素（４２）は透過表示の着色画素（４２Ｔｒ）と反射表示の着色画素（４２Ｒｅ）で構成されている。

透過表示の着色画素（４２Ｔｒ）、及び反射表示の着色画素（４２Ｒｅ）の分光特性は、各々が透過表示用として、また反射表示用として適切な分光特性のものである。従って、液晶表示装置を透過型として表示する際には優れた明度、彩度を有するものとなり、また、反射型として表示する際には優れた明度、彩度を有するものとなる。
カラーフィルタとしては、透過表示の着色画素（４２Ｔｒ）のＲＧＢ３色と、反射表示の着色画素（４２Ｒｅ）のＲＧＢ３色の計６色の着色画素を形成することとなる。すなわち、透過表示の着色画素３色と反射表示の着色画素３色を形成する。

例えば、分光特性調整機能。図１０は、半透過型液晶表示装置に用いるカラーフィルタ
の他の例の断面図である。図１０に示すように、このカラーフィルタは、ガラス基板（４０）上にブラックマトリックス（４１）、着色画素（４２）、及び透明導電膜（４３）が形成されたものである。

着色画素（４２）は透過表示の着色画素（４２Ｔｒ）と反射表示の着色画素（４２Ｒｅ）で構成されている。反射表示の着色画素（４２Ｒｅ）は着色部（４５）と透明部（４６）で構成されている。

透過表示の着色画素（４２Ｔｒ）と反射表示の着色画素（４２Ｒｅ）の着色部（４５）は、透過表示用として適切な分光特性のものである。反射表示の着色画素（４２Ｒｅ）に透明部（４６）を設けることによって、着色部（４５）の色光と透明部（４６）の白色光が混色し、反射表示の着色画素（４２Ｒｅ）の分光特性は反射表示用として適切な分光特性に調節されたものとなる。この透明部（４６）は透明なフォトレジストによって形成される。

上記、高信頼性機能、透過・反射併用機能、分光特性調整機能は、いずれも図４に示すカラーフィルタ（４）に付加されたものであるが、これらの層は、透明導電膜（４３）の形成前にガラス基板上に形成されており、透明導電膜（４３）の下面にこれらの層が設けられている。
一方、基本的な機能を備えたカラーフィルタ（４）の透明導電膜（４３）の上面に設けられる機能としては、例えば、下記のものが挙げられる。

例えば、スペーサー機能。従来の液晶表示装置に於いては、基板間にギャップを形成するために、スペーサーと呼ばれるガラス又は合成樹脂の透明球状体粒子（ビーズ）を散布している。
このスペーサーは透明な粒子であることから、画素内に液晶と一緒にスペーサーが入っていると、黒色表示時にスペーサーを介して光がもれてしまい、また、液晶材料が封入されている基板間にスペーサーが存在することによって、スペーサー近傍の液晶分子の配列が乱され、この部分で光もれを生じ、コントラストが低下し表示品質に悪影響を及ぼす、などの問題を有していた。

このような問題を解決する技術として、感光性樹脂を用い、フォトリソグラフィ法により画素間のブラックマトリックスの位置にスペーサー機能を有するフォトスペーサー（突起部）を形成する方法が開発、実用された。
図７は、このような液晶表示装置用カラーフィルタの部分断面図である。図７に示すように、液晶表示装置用カラーフィルタ（７）は、ガラス基板（４０）上にブラックマトリックス（４１）、着色画素（４２）、及び透明導電膜（４３）が順次に形成され、ブラックマトリックス（４１）上方の透明導電膜（４３）上にスペーサー機能を有する突起部としてのフォトスペーサー（４４）が形成されている。このような液晶表示装置用カラーフィルタ（７）を用いた液晶表示装置には、フォトスペーサー（４４）が画素内を避けた位置に形成されているので、上記コントラストの改善がみられる。

例えば、配向分割機能。従来の液晶表示装置に於いては、液晶分子を一様に配向させるために、液晶を挟持する両基板に設けられた透明導電膜上に、予めポリイミドを塗布し、その表面に一様なラビング処理をしておく。
しかし、多くの液晶表示装置に用いられているＴＮ型液晶においては、原理的に広い視野角を得ることは困難であり、中間調表示状態では斜め視角において光がもれ、コントラストが低下し表示品質が悪化する。すなわち、コントラストが良好な視野角は狭いといった問題を有していた。

このような問題を解決する一技術として、一画素内での液晶分子の配向方向が一方向でなく、複数の方向になるように制御し、複数の方向で均一な中間調表示をするようにした、すなわち視野角の広い、配向分割垂直配向型液晶表示装置（ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）−ＬＣＤ）が開発された。

図８は、このようなＭＶＡ−ＬＣＤの断面を模式的に示した説明図である。図８に示すように、ＭＶＡ−ＬＣＤ（８０）は、液晶分子（１）を介して配向制御突起（２ａ）、（２ｂ）が設けられたＴＦＴ側基板（９）と、配向制御突起（３）が設けられたカラーフィルタ（８）とを配置した構造であるが、配向制御突起（２ａ）、（２ｂ）及び配向制御突起（３）は一画素内で互い違いの位置に設けられている。

図８に白太矢印で示すように、電圧印加時の状態では、一画素内で配向制御突起（２ａ）〜配向制御突起（３）間の液晶分子は、図中左斜めに傾斜し、配向制御突起（３）〜配向制御突起（２ｂ）間の液晶分子は、右斜めに傾斜する。すなわち、ラビング処理に代わり、突起を設けることにより液晶分子の配向を制御するものである。
図８に示す例では、一画素が２分割されたものとなり、一画素内で液晶分子の傾斜方向が２方向になり視野角特性の優れた液晶表示装置となる。

上記諸機能の内、そのカラーフィルタの用途、仕様にもとづき１機能或いは複数の機能が図４に示すカラーフィルタ（４）に追加される。
これらの機能は、基本となるカラーフィルタ上に付随する層として、各々対応して、透明導電膜（４３）の形成前に保護層（オーバーコート層）、反射表示の着色画素、分光特性調整用の透明部などを形成し具備させる。或いは透明導電膜（４３）の形成後にフォトスペーサー、配向制御用突起などを形成し具備させる。
従って、例えば、図４に示すカラーフィルタ（４）にスペーサー機能及び配向分割機能が追加された仕様のカラーフィルタを製造する際には、図４に示すカラーフィルタ（４）を作製した後に、例えば、配向制御用突起を形成し、続いてフォトスペーサーを形成する。

上記、基本となるカラーフィルタ上に付随する層を形成する際には、パターンとして形成されない保護層（オーバーコート層）を除き、いずれの層も前記ブラックマトリックス（４１）、着色画素（４２）と同様に、フォトレジストを用いてのフォトリソグラフィ法によってパターンに形成される。

上記ブラックマトリックス、着色画素、及び付随する各層をフォトリソグラフィ法によりパターンとして形成する際には、例えば、先ずガラス基板に対して必要に応じた洗浄処理を施し、続いて塗布装置によるフォトレジストの塗布、減圧乾燥装置による予備乾燥処理、プリベーク装置によるプリベーク処理、露光装置によるパターン露光、現像処理ユニットによる現像処理、加熱ユニットによるポストベーク処理が順次に施され、ガラス基板に所定のパターンを形成する。

カラーフィルタを製造する際の上記パターン露光には、ガラス基板（４０）のサイズと略同程度のサイズの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。カラーフィルタの画面全体を１回の露光で一括して行う、所謂、一括露光法である。この露光法では、フォトレジストの塗布膜が設けられたガラス基板の上方に、近接露光のギャップを介してフォトマスクが配置され、マスクパターンが形成されたフォトマスクは、その膜面を下方、すなわち、ガラス基板の塗布膜に対向させる近接露光が広く採用されている。

フォトマスクを介したフォトレジストの塗布膜への露光を継続して行うと、次第にフォトマスクには異物が付着したり、汚れたものとなってくる。この異物や汚れは、例えば、ガラス基板に付着して持ち込まれた塵埃、油脂、フォトレジスト、或いは装置内で発生し
た塵埃、油成分、或いは紫外線による露光によりフォトレジストの塗布膜から発生したガス、などによるものであり、その成分としては無機系成分及び有機系成分である。

フォトマスクに異物や汚れが存在したまま露光を継続して行うと、例えば、フォトレジストとして、ポジ型のフォトレジストを用いた際には、フォトマスク上の異物によってフォトレジストの塗布膜に露光されない部分が生じ、現像処理後に黒欠陥が発生したり、或いはフォトマスク上の汚れによってパターン幅が次第に太ったものとなり、規格外の不良が発生することになる。
また、例えば、ネガ型のフォトレジストを用いた際には、フォトマスク上の異物によってフォトレジストの塗布膜に露光されない部分が生じ、現像処理後に白欠陥が発生したり、或いはフォトマスク上の汚れによってパターン幅が次第に細ったものとなり、規格外の不良が発生することになる。

前記近接露光による露光方法は、本来は、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。

図６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６に示すように、ブラックマトリックス（４１）、着色画素（４２）、及び透明導電膜（４３）が順次に形成されたガラス基板（４０）上に透明フォトレジストの塗布膜（４７）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、フォトスペーサー及び配向制御突起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（５１）は透明フォトレジストの塗布膜（４７）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。しかし、近接露光を採用しても、上記さまざまな異物や汚れによる欠陥、及びパターンの太り、細りの全てを回避することは困難なことである。
そこで、カラーフィルタを大量に製造する際には、フォトマスクの異物や汚れによる、欠陥やパターンの太り、細りを発生させないように、予め定められた露光回数に達すると、露光装置の運転を中断して清浄なフォトマスクに交換し、その後、運転を再開し製造を継続して行うようにしている。この際の使用済フォトマスクには洗浄を施し、清浄なフォトマスクに復帰させておく。

図１は、カラーフィルタの製造に用いられるフォトマスクの洗浄装置の一例の概略を示す説明図である。図１に示すように、このカラーフィルタ用フォトマスクの洗浄装置（９０）は、紫外線洗浄装置（９１）と洗浄液洗浄装置（９２）で構成されたものである。すなわち、紫外線を用いた光洗浄と、例えば、アルカリ液を用いたウエット洗浄を組み合わせたものである。
このカラーフィルタ用フォトマスクの洗浄装置（９０）を用いてのフォトマスクの洗浄方法は、先ず、紫外線洗浄装置（９１）においてフォトマスクへの紫外線照射を行い、続いて、洗浄液洗浄装置（９２）においてフォトマスクへのアルカリ液処理を行い、フォトマスクの異物や汚れを除去する。

光洗浄は、有機物の化学結合を切断するのに要するエネルギーを紫外線にて与えて切断し、オゾンの生成或いは分解時に生じる原子状活性酸素の強力な酸化力を組み合わせ、Ｈ
₂ Ｏ、ＣＯ₂ 、ＮＯ_X などの気体にまで酸化して除去するものであり、主に有機系の異物や汚れを除去する。
また、ウエット洗浄は、アルカリ液により、主に無機系の異物や汚れを除去する。

上記のように、カラーフィルタを大量に製造する際のフォトマスクの異物や汚れに対しては、予め定められた露光回数に達すると、清浄なフォトマスクに交換し、製造を継続しているのであるが、カラーフィルタの生産性を向上させるために、清浄なフォトマスクへの交換頻度を減少させるように、すなわち、１枚のフォトマスクで露光できる露光回数を増加させるようにといった強い要望がある。
特開２００２−８２４２６号公報

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、フォトマスクの清浄度を著しく向上させるカラーフィルタ用フォトマスクの洗浄装置を提供することを課題とする。すなわち、フォトマスクを介したフォトレジストの塗布膜への露光、現像処理により、カラーフィルタを構成するパターンを形成する際に、フォトマスクの異物や汚れに起因した、パターンの黒欠陥、白欠陥、及び規格外のパターンの発生などを回避するために行っている、清浄なフォトマスクへの交換頻度を減少させることのできるカラーフィルタ用フォトマスクの洗浄装置を提供する。

本発明は、カラーフィルタ用フォトマスクの洗浄装置において、少なくとも、カラーフィルタ用フォトマスクをアルカリ洗浄液を用いてウエット洗浄を行う洗浄液洗浄部、該カラーフィルタ用フォトマスクを紫外線を用いて光洗浄を行う光洗浄部、該カラーフィルタ用フォトマスクを表裏反転する反転部、上記洗浄液洗浄部、光洗浄部、反転部の各々の間で該カラーフィルタ用フォトマスクを搬送する搬送部を具備することを特徴とするカラーフィルタ用フォトマスクの洗浄装置である。

また、本発明は、上記発明によるカラーフィルタ用フォトマスクの洗浄装置において、前記紫外線の主となる波長が１６５ｎｍ〜１７５ｎｍであることを特徴とするカラーフィルタ用フォトマスクの洗浄装置である。

本発明は、アルカリ洗浄液を用いてウエット洗浄を行う洗浄液洗浄部、紫外線を用いて光洗浄を行う光洗浄部、表裏反転する反転部、洗浄液洗浄部、光洗浄部、反転部の各々の間でフォトマスクを搬送する搬送部を具備するので、本発明によるフォトマスクの洗浄装置を用いることにより、フォトマスクの清浄度は著しく向上する。従って、フォトマスクを介したフォトレジストの塗布膜への露光、現像処理により、カラーフィルタを構成するパターンを形成する際に、フォトマスクの異物や汚れに起因した、パターンの黒欠陥、白欠陥、及び規格外のパターンの発生などを回避するために行っている、清浄なフォトマスクへの交換頻度を減少させることができる。

また、本発明は、紫外線の主となる波長が１６５ｎｍ〜１７５ｎｍであるので、効果的に洗浄をおこなうことができる。

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、上記課題を達成すべく、カラーフィルタを構成するパターンを形成する際に
用いるフォトマスクの洗浄装置における、洗浄技術、洗浄方式、洗浄剤などについて精査した結果、フォトマスクの清浄度を向上させるには、洗浄技術としては光洗浄が効果的であり、また、この光洗浄と他の洗浄技術との組み合わせ、すなわち、光洗浄とアルカリ洗浄との組み合わせにて、アルカリ洗浄−光洗浄を順序とした組み合わせが効果的であることを見出した。

図２（ａ）は、本発明によるカラーフィルタ用フォトマスクの洗浄装置の一例の概略を示す説明図である。図２（ａ）に示すように、このカラーフィルタ用フォトマスクの洗浄装置（５０）は、少なくとも洗浄液洗浄部（Ａ）と光洗浄部（Ｂ）で構成されたものである。すなわち、アルカリ液を用いたウエット洗浄と紫外線を用いた光洗浄を、この順序に組み合わせた洗浄装置である。

このカラーフィルタ用フォトマスクの洗浄装置（５０）を用いてのフォトマスクの洗浄は、先ず、洗浄液洗浄部（Ａ）においてフォトマスクへのアルカリ液処理を行い、続いて、光洗浄部（Ｂ）においてフォトマスクへの紫外線照射を行いフォトマスクの異物や汚れを除去する。
例えば、アルカリ液槽への浸漬による処理の後に、フォトマスクの膜面側に紫外線照射を行い、続いて裏面側に紫外線照射を行う。

このように、光洗浄とアルカリ洗浄との組み合わせにて、アルカリ洗浄−光洗浄を順序とした組み合わせの洗浄装置を用いることによって、フォトマスクの清浄度を向上させることができる。これにより、露光を継続した際におけるフォトマスクの異物や汚れの発生及び堆積は遅延し、清浄なフォトマスクへの交換頻度は減少する。
具体的には、前記図１に示す、光洗浄−アルカリ洗浄を順序とした洗浄装置（９０）における、清浄なフォトマスクへの交換までの露光枚数を１００とすると、本発明によるアルカリ洗浄−光洗浄を順序とした組み合わせの洗浄装置を用いると、清浄なフォトマスクへの交換までの露光枚数は略１２０と大幅に増加した結果が得られている。

このような著しい効果が得られるのは、カラーフィルタ用フォトマスクは、ガラス基板と異なり、クロムを用いたマスクパターンを有するためか、前記さまざまな、異物や汚れの成分として無機系成分が多いためと推量されている。

図２（ｂ）は、本発明によるカラーフィルタ用フォトマスクの洗浄装置の他の例の概略を示す説明図である。図２（ｂ）に示すように、このカラーフィルタ用フォトマスクの洗浄装置（７０）は、少なくとも光洗浄部（Ｂ）と洗浄液洗浄部（Ａ）と光洗浄部（Ｂ）で構成されたものである。すなわち、アルカリ液を用いたウエット洗浄と紫外線を用いた光洗浄の前記の順序に組み合わせた洗浄装置（５０）において、洗浄液洗浄部（Ａ）の前にさらに光洗浄部（Ｂ）を設けた構成である。
このような、光洗浄−アルカリ洗浄−光洗浄を順序とした洗浄装置でもよい。

図３は、本発明によるカラーフィルタ用フォトマスクの洗浄装置の一実施例を示す斜視図である。図３に示すように、本発明によるカラーフィルタ用フォトマスクの洗浄装置は、洗浄液洗浄部（Ａ）、光洗浄部（Ｂ）、反転部（Ｃ）、及び搬送部（Ｄ）で構成されている。
搬送部（Ｄ）は、Ｘ軸とＹ軸の交点に配置されている。洗浄液洗浄部（Ａ）は交点から図３中、Ｘ軸の右方向に配置され、光洗浄部（Ｂ）はＸ軸の左方向に配置されている。また、反転部（Ｃ）は、交点に対し、白太矢印で示すフォトマスクが搬送されてくる側とは逆側のＹ軸の方向に配置されている。

洗浄液洗浄部（Ａ）として、回転式洗浄装置（１０）が用いられている。回転式洗浄装
置（１０）は、溝付き定盤（１１）、カップ（１２）、中空アーム（１３）、ノズル（１４）で構成されている。溝付き定盤（１１）には、後述するロボットのハンドがフォトマスクを溝付き定盤（１１）上に載置、或いは溝付き定盤（１１）上から搬出するための溝が上面に設けられている。
溝付き定盤（１１）は、昇降自在となっており、フォトマスクを載置或いは搬出する際にはカップ（１２）よりも上方にまで上昇する。また、洗浄の際にはカップ（１２）内にて、Ｚ軸を回転軸とした回転を行うようになっている。カップ（１２）は洗浄液及び純水の飛散を防ぐものであり、下部には排出口が設けられている。

中空アーム（１３）には、洗浄液を供給するチューブ、及び純水を供給するチューブが内蔵されている。各チューブは、洗浄液又は純水を噴射するノズル（１４）に接続している。
ノズル（１４）は、溝付き定盤（１１）上に載置されたフォトマスク（図示せず）の上方から洗浄液又は純水を噴射する。中空アーム（１３）は、ノズル（１４）から洗浄液又は純水を噴射する際以外はカップ（１２）の上方から退避した位置にある。

光洗浄部（Ｂ）として、紫外線照射装置（２０）が用いられている。紫外線照射装置（２０）には、その内部の上方に紫外線ランプが設けられており、開口部（２１）から挿入されたフォトマスクの上方から紫外線を照射するようになっている。
光洗浄に適用できる紫外線は、特に強いエネルギーを持った深紫外線（Ｄｅｅｐ ＵＶ）である。この深紫外線は、大気中の酸素に吸収され易いので、紫外線ランプからフォトマスク面までの距離は数ｍｍといった短いものにしてある。

反転部（Ｃ）として、表裏反転装置（３０）が用いられている。表裏反転装置（３０）は、溝形ハンド（３１）、エアチャック（３２）、反転機構（３３）で構成されている。左右の溝形ハンド（３１）の内側には溝が設けられており、この溝内で挿入されたフォトマスクの両端部を保持する。表裏反転時におけるフォトマスクの脱落、ズレを防ぐために、エアチャック（３２）を作動させフォトマスクの両端部を把持した状態にしておく。
反転機構（３２）は、Ｙ軸を回転軸として１８０度の回転をするようになっている。この回転によって溝形ハンド（３１）に把持された状態のフォトマスクの表裏反転を行う。

搬送部（Ｄ）として、円筒座標型ロボット（６０）が用いられている。円筒座標型ロボット（６０）は、基底部（６１）、基底部上に設けられた回転及び昇降が可能な支柱（６２）、支柱の上部に設けられ、水平に直動可能なアーム（６３）、及びフォトマスクを載せるハンド（６４）で構成されている。
円筒座標型ロボット（６０）は、上記回転式洗浄装置（１０）、紫外線照射装置（２０）、表裏反転装置（３０）の各々へのフォトマスクの載置或いは挿入、また、各々からのフォトマスクの搬出、また、各々の間を搬送する。この搬送は、フォトマスクをハンド（６４）に載せた状態で行う。

上記カラーフィルタ用フォトマスクの洗浄装置を用いた際のフォトマスクの洗浄は、例えば、先ず、円筒座標型ロボット（６０）の支柱（６２）は、Ｚ軸を回転軸とした回転を行い、アーム（６３）をＹ軸に回転移動させる。白太矢印で示す方向から供給されるフォトマスク（図示せず）をハンド（６４）上に載せる。
ハンド（６４）はフォトマスクの下方に前進移動し、支柱（６２）が上昇してフォトマスクをハンド（６４）上に載せる。

次に、ハンド（６４）は支柱（６２）方向へ後退し、アーム（６３）はＸ軸の回転式洗浄装置（１０）方向に９０度の回転移動をする。ハンド（６４）は回転式洗浄装置（１０）方向へ前進移動し、既に、フォトマスクを載置するのに十分な高さまで上昇している溝
付き定盤（１１）上にフォトマスクを載置する。ハンド（６４）は支柱（６２）方向へ後退し待機する。

次に、溝付き定盤（１１）がカップ（１２）内に降下し、中空アーム（１３）は回転移動し、フォトマスクが載置された溝付き定盤（１１）の上方にノズル（１４）を位置させる。カップ（１２）内で溝付き定盤（１１）が回転し、ノズル（１４）からアルカリ洗浄液を噴射し一定時間の洗浄を行う。アルカリ洗浄液による洗浄の後に、ノズル（１４）から純水を噴射し一定時間の水洗を行う。水洗の後に、中空アーム（１３）がカップ（１２）外へ退避する。
空転を行いフォトマスクを乾燥させた後に、溝付き定盤（１１）は再びフォトマスクを搬出するのに十分な高さにまで上昇する。

次に、ハンド（６４）は待機位置から前進移動し、ハンド（６４）上にフォトマスクを載せ、支柱（６２）方向へ後退する。アーム（６３）は１８０度の回転移動をし、ハンド（６４）を紫外線照射装置（２０）と対向する位置にする。
ハンド（６４）は紫外線照射装置（２０）の方向へ前進移動し、開口部（２０）からフォトマスクを紫外線照射装置（２０）に挿入する。
紫外線ランプはハンド（６４）上のフォトマスクの片面への紫外線照射を開始する。一定時間の紫外線照射の後に、ハンド（６４）はフォトマスクを載せて紫外線照射装置（２０）外の支柱（６２）方向へ後退する。

次に、アーム（６３）はＹ軸の表裏反転装置（３０）の方向へ９０度の回転移動をする。ハンド（６４）は前進移動し、フォトマスクを表裏反転装置（３０）の溝形ハンド（３１）に挿入する。ハンド（６４）は支柱（６２）方向へ後退し待機する。
エアチャック（３２）が作動し、溝形ハンド（３１）はフォトマスクの両端部を把持する。この把持した状態で反転機構（３２）が作動し、Ｙ軸を回転軸として１８０度の回転を行いフォトマスクを表裏反転する。

次に、ハンド（６４）は待機位置から前進移動し、ハンド（６４）上にフォトマスクを載せ、支柱（６２）方向へ後退する。アーム（６３）はＸ軸の紫外線照射装置（２０）方向へ９０度の回転移動をし、ハンド（６４）を紫外線照射装置（２０）と対向する位置にする。
ハンド（６４）は紫外線照射装置（２０）の方向へ前進移動し、開口部（２０）からフォトマスクを紫外線照射装置（２０）に挿入する。
紫外線ランプはハンド（６４）上のフォトマスクの他面への紫外線照射を開始する。一定時間の紫外線照射の後に、ハンド（６４）はフォトマスクを載せて紫外線照射装置（２０）外の支柱（６２）方向へ後退する。
次に、アーム（６３）は前記Ｙ軸の白太矢印方向へ９０度の回転移動をし、ハンド（６４）はフォトマスクを排出機構（図示せず）へと移載する。

上記のように、回転式洗浄装置（１０）におけるアルカリ洗浄液を用いてのウエット洗浄、その後に、紫外線照射装置（２０）における紫外線を用いての光洗浄をフォトマスクに表裏に行うので、フォトマスクの清浄度は著しく向上したものとなる。
すなわち、前記のように、図１に示す洗浄装置（９０）における、清浄なフォトマスクへの交換までの露光枚数を１００とすると、本発明によるアルカリ洗浄−光洗浄を順序とした組み合わせの洗浄装置を用いることにより、清浄なフォトマスクへの交換までの露光枚数は略１２０と大幅に増加した結果が得られている。

また、図３に示すカラーフィルタ用フォトマスクの洗浄装置の一実施例を、前記図２（ｂ）に示す洗浄装置（７０）の他の例として機能させる際には、例えば、紫外線照射装置
（２０）−回転式洗浄装置（１０）−紫外線照射装置（２０）の順に処理を施すことによって、達成させることができる。

また、取り扱うフォトマスクのサイズが、比較的小さなサイズの場合には、図３に示すカラーフィルタ用フォトマスクの洗浄装置において、円筒座標型ロボット（６０）のハンド（６４）に替えて、ハンド（６４）の現在の部位に、比較的小さなサイズの表裏反転装置（３０’）を取り付けることによって、フォトマスクの表裏反転は、表裏反転装置（３０’）が回転式洗浄装置（１０）に対向した位置にて、或いはアーム（６３）の回転移動中に、或いは表裏反転装置（３０’）が紫外線照射装置（２０）に対向した位置にて行うことができるものとなる。

また、本発明者は、フォトマスクの洗浄装置における、洗浄技術、洗浄方式、洗浄剤などについての前記精査において、フォトマスクの清浄度を向上させるには、紫外線の主となる波長が１６５ｎｍ〜１７５ｎｍであると効果的であることを見出した。
１６５ｎｍ〜１７５ｎｍ以外の波長では洗浄に時間がかかる、或いは洗浄が不十分なものとなる。

カラーフィルタの製造に用いられるフォトマスクの洗浄装置の一例の概略を示す説明図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明によるカラーフィルタ用フォトマスクの洗浄方法で用いられるフォトマスクの洗浄装置の例の概略を示す説明図である。 本発明によるカラーフィルタ用フォトマスクの洗浄装置の一実施例を示す斜視図である。 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に示すカラーフィルタのＸ−Ｘ’線における断面図である。 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。 フォトスペーサー（突起部）を形成した液晶表示装置用カラーフィルタの部分断面図である。 配向制御突起が設けられたＬＣＤの断面を模式的に示した説明図である。 半透過型液晶表示装置に用いるカラーフィルタの一例の断面図である。 半透過型液晶表示装置に用いるカラーフィルタの他の例の断面図である。

符号の説明

１・・・液晶分子
２ａ、２ｂ、３・・・配向制御突起
４、７、８・・・カラーフィルタ
９・・・ＴＦＴ側基板
１０・・・回転式洗浄装置
１１・・・溝付き定盤
１２・・・カップ
１３・・・中空アーム
１４・・・ノズル
２０・・・紫外線照射装置
２１・・・開口部
３０・・・表裏反転装置
３１・・・溝形ハンド
３２・・・エアチャック
３３・・・反転機構
４０、５２・・・ガラス基板
４１・・・ブラックマトリックス
４１Ａ・・・ブラックマトリックスのマトリックス部
４１Ｂ・・・ブラックマトリックスの額縁部
４２・・・着色画素
４２Ｔｒ・・・透過表示の着色画素
４２Ｒｅ・・・反射表示の着色画素
４３・・・透明導電膜
４４・・・フォトスペーサー
４５・・・着色部
４６・・・透明部
４７・・・塗布膜
５０・・・本発明におけるカラーフィルタ用フォトマスクの洗浄装置の一例
５１・・・フォトマスクの膜面
５２・・・石英基板
６０・・・円筒座標型ロボット
６１・・・基底部
６２・・・支柱
６３・・・アーム
６４・・・ハンド
７０・・・本発明におけるカラーフィルタ用フォトマスクの洗浄装置の他の例
８０・・・ＭＶＡ−ＬＣＤ
９０・・・カラーフィルタ用フォトマスクの洗浄装置の一例
９１・・・紫外線洗浄装置
９２・・・洗浄液洗浄装置
Ａ・・・洗浄液洗浄部
Ｂ・・・光洗浄部
Ｃ・・・反転部
Ｄ・・・搬送部
Ｇ・・・近接露光のギャップ
ＰＭ・・・フォトマスク

Claims (2)

1. カラーフィルタ用フォトマスクの洗浄装置において、少なくとも、カラーフィルタ用フォトマスクをアルカリ洗浄液を用いてウエット洗浄を行う洗浄液洗浄部、該カラーフィルタ用フォトマスクを紫外線を用いて光洗浄を行う光洗浄部、該カラーフィルタ用フォトマスクを表裏反転する反転部、上記洗浄液洗浄部、光洗浄部、反転部の各々の間で該カラーフィルタ用フォトマスクを搬送する搬送部を具備することを特徴とするカラーフィルタ用フォトマスクの洗浄装置。
2. 前記紫外線の主となる波長が１６５ｎｍ〜１７５ｎｍであることを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタ用フォトマスクの洗浄装置。

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