JP2009258146A - 現像装置および現像液循環方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、現像液の効率的な使用によって、少ない現像液の使用量で安定した現像処理工程をもたらす現像装置および現像液循環方法を提供するものである。
【解決手段】現像処理を行う現像槽と、現像液を収納する現像液リザーブタンクと、該現像液リザーブタンク内の現像液を前記現像槽に送る送液手段と、該現像槽において現像処理に使用された後の現像液を収納する現像液回収タンクと、該現像液回収タンク内の現像液を再生処理する現像液再生処理装置と、該現像液再生処理装置によって再生された現像液を前記現像液リザーブタンクに戻す送液手段を有し、前記現像液再生処理装置は、濾過装置と、該濾過装置の濾液を収納する濾液リザーブタンクと、前記濾過装置によって濾過されずに残った濃厚現像液を収納する濃厚現像液ドレインタンクと、該濃厚現像液ドレインタンク内の濃厚現像液を排出するドレイン配管を有することを特徴とする現像装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、現像液を用いて現像処理を行う現像装置および現像液循環方法に係わり、特にカラーフィルタの製造において、カラーレジストの現像処理を行う際の現像に関する。

液晶ディスプレイ等に用いられるカラーフィルタは、ガラス基板に微細な着色画素を形成した光学素子である。その製造プロセスには、ガラス基板に感光性のカラーレジストを塗布し、露光、現像等の処理を経て、画素を形成する工程が含まれる。この工程を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、ブラックマトリクス（ＢＭ）それぞれについて繰り返す。

現像工程は、露光後の未硬化のレジストを現像液によって溶解除去する工程であるから、現像処理後の現像液には、レジスト膜を構成していた樹脂や顔料等の成分が溶出している。同じ現像液を繰り返し使用していると、現像液は溶出したレジスト膜の成分によってだんだんと汚れてきて、処理能力が低下するので、定期的に全現像液を入れ替えるか、あるいは定期的に一定量の新しい現像液を補充して、処理能力が下限を超えないように保持する方法が採られている。

特許文献１に記載された現像装置は、カラーフィルタの現像液を循環使用する現像装置であって、現像処理後の現像液を現像液循環タンクに回収し、この現像液循環タンクに回収された現像液を循環使用すると共に、この現像液の一部を限外濾過濃縮液タンクに導き、この現像液を限外濾過フィルタによって濾過し、その濾液を現像液循環経路に戻すと共に、濾過されなかった濃縮現像液を限外濾過濃縮液タンクに戻すことを特徴としている。限外濾過濃縮液タンクの現像液は、限外濾過フィルタから排出される濃縮液によって徐々に汚れてくるので、定期的に廃棄し、これに見合う新しい現像液を現像液循環系に補充する。

この現像装置によると、現像処理後の現像液を限外濾過フィルタによって濾過して再使用するので、新しい現像液の消費量は、確実に低減できるが、限外濾過フィルタに取り入れる現像液は、限外濾過濃縮液タンクから取り入れるものであるから、タンク内の現像液の汚れと共に、濾過効率が急速に低下するという問題があった。

また限外濾過フィルタによって濾過された濾液は、本来の現像液とは成分が異なるので、これをそのまま現像液循環系に戻すと、現像液の処理能力が徐々に低下するという問題があった。

特許文献２に記載されたカラーフィルタ製造における現像液濃度調整方法および現像装置は、上記の濾過された現像液の成分が異なるという問題を解消しようとしたもので、限外濾過フィルタによって濾過された濾液の成分を測定し、必要なアルカリ成分と界面活性剤成分を補充した上で、現像液循環系に戻すことによって、この問題を解決した。

しかしながら、特許文献２に記載された装置も特許文献１の装置と同様に、限外濾過フィルタから排出される濃縮液を限外濾過フィルタの取り入れ口である限外濾過用タンクに戻し、この限外濾過用タンク内の現像液が汚れてくると、定期的に廃棄する点においては、全く同様であり、従って、タンク内の現像液の汚れに伴って限外濾過フィルタの濾過効率が急速に低下するという問題は解消されなかった。
WO2005/040930号公報 特開2007-241077号公報

本発明は、上記の問題点に鑑み、現像液の効率的な使用によって、少ない現像液の使用量で安定した現像処理工程をもたらす現像装置および現像液循環方法を提供するものである。

上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、現像液によって現像処理を行う現像装置であって、現像処理を行う現像槽と、現像液を収納する現像液リザーブタンクと、該現像液リザーブタンク内の現像液を前記現像槽に送る送液手段と、該現像槽において現像処理に使用された後の現像液を収納する現像液回収タンクと、該現像液回収タンク内の現像液を再生処理する現像液再生処理装置と、該現像液再生処理装置によって再生された現像液を前記現像液リザーブタンクに戻す送液手段を有し、前記現像液再生処理装置は、濾過装置と、該濾過装置の濾液を収納する濾液リザーブタンクと、前記濾過装置によって濾過されずに残った濃厚現像液を収納する濃厚現像液ドレインタンクと、該濃厚現像液ドレインタンク内の濃厚現像液を排出するドレイン配管を有することを特徴とする現像装置である。

また、請求項２に記載の発明は、前記濾過装置は、限外濾過フィルタと該限外濾過フィルタを逆洗再生する逆洗機構を備え、該逆洗機構は、該限外濾過フィルタによって濾過された濾液を洗浄液として収納する逆洗タンクを有することを特徴とする請求項１に記載の現像装置である。

また、請求項３に記載の発明は、前記濾液リザーブタンクは、タンク内の濾液の成分を分析する測定装置と、該測定装置による分析結果に基づき、濾液の成分を調整して、現像液に再生する調液機構を備えていることを特徴とする請求項１〜２のいずれか１項に記載の現像装置である。

また、請求項４に記載の発明は、前記現像液リザーブタンクは、タンク内の現像液の成分を分析する測定装置と、現像液の量を監視する液量監視装置を有し、必要に応じて新しい現像液を補充することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像装置である。

また、請求項５に記載の発明は、前記濃厚現像液ドレインタンク内の濃厚現像液を現像液回収タンクに戻す濃厚現像液循環配管を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の現像装置である。

また、請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置を用い、前記濃厚現像液ドレインタンクからドレイン配管によって濃厚現像液を定期的に廃棄し、この廃棄した濃厚現像液に相当する量の新しい現像液を前記現像液リザーブタンクに補充することによって、現像液量を適正に保つことを特徴とする現像液循環方法である。

本発明に係る現像装置は、現像処理を行う現像槽と、現像液を収納する現像液リザーブタンクと、該現像液リザーブタンク内の現像液を前記現像槽に送る送液手段と、該現像槽において現像処理に使用された後の現像液を収納する現像液回収タンクと、該現像液回収タンク内の現像液を再生処理する現像液再生処理装置と、該現像液再生処理装置によって再生された現像液を前記現像液リザーブタンクに戻す送液手段を有するので、現像に使用
されて現像処理能力の低下した現像液は、一旦現像液再生処理装置によって再生処理を施された後に、現像液リザーブタンクに戻って再使用されるため、従来のように現像処理に使用された現像液が、そのまま再度循環使用されることはなく、従って現像液の現像処理能力の低下を防ぎ、少ない現像液によって安定した現像処理工程をもたらすことができる。

また、前記現像液再生処理装置は、濾過装置と、該濾過装置の濾液を収納する濾液リザーブタンクと、前記濾過装置によって濾過されずに残った濃厚現像液を収納する濃厚現像液ドレインタンクと、該濃厚現像液ドレインタンク内の濃厚現像液を排出するドレイン配管を有するので、従来のように濾過されずに残った濃厚現像液が直接再度濾過装置に導入されることはなく、従って濾過装置の劣化を防止し、寿命を延ばす効果があるため、さらに安定した現像処理工程をもたらす効果がある。また、現像装置内で最も汚れの濃縮された濃厚現像液をドレイン配管から排出するので、新しい現像液の使用量をより少なく抑制することができる。

また、前記濾過装置が、限外濾過フィルタと該限外濾過フィルタを逆洗再生する逆洗機構を備え、該逆洗機構は、該限外濾過フィルタによって濾過された濾液を洗浄液として収納する逆洗タンクを有する場合には、通常のＭＦ（メンブレインフィルタ）など他のフィルタを用いた場合に比較し、現像液の濾過再生が効率的に行われると共に、限外濾過フィルタの逆洗再生によって、限外濾過フィルタの濾過能力を長期間にわたって維持することが可能となる。また、限外濾過フィルタの逆洗再生にあたっては、該限外濾過フィルタによって濾過された濾液を洗浄液として用いるので、純水を用いた場合に比較すれば逆洗浄効率そのものは、劣るが、逆洗工程によって排出される液を現像液循環経路に戻して再使用できるので、経済的に有利である。

また、前記濾液リザーブタンクが、タンク内の濾液の成分を分析する測定装置と、該測定装置による分析結果に基づき、濾液の成分を調整して、現像液に再生する調液機構を備えている場合には、濾液の成分調整を行わない場合に比較して、現像液の経時変化が少なくなり、より長期間にわたって、安定した現像処理能力を維持することが可能となる。

また、前記現像液リザーブタンクが、タンク内の現像液の成分を分析する測定装置と、現像液の量を監視する液量監視装置を有し、必要に応じて新しい現像液を補充する場合には、現像槽に供給する現像液の品質と量を常に監視することが可能となり、現像処理工程をより安定して維持管理することが可能となる。

また、前記濃厚現像液ドレインタンク内の濃厚現像液を現像液回収タンクに戻す濃厚現像液循環配管を有する場合には、現像液がまだ全体的に新しくて、濃厚現像液ドレインタンク内の現像液の品質が廃棄するほど劣化していない段階や、前記限外濾過フィルタの逆洗浄工程によって、きれいな現像液が排出された場合等に、濃厚現像液ドレインタンク内の現像液を現像液循環経路に戻して再使用することが可能となり、経済的な効果を有する。

また、請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置を用いて、前記濃厚現像液ドレインタンクからドレイン配管によって濃厚現像液を定期的に廃棄し、この廃棄した濃厚現像液に相当する量の新しい現像液を前記現像液リザーブタンクに補充することによって、現像液量を適正に保つことを特徴とする現像液循環方法を採用した場合には、常に現像液循環経路の中で、最も汚染劣化状態の激しい現像液を廃棄して、この量に見合う新しい現像液を補充することになるので、それ以外の部分から現像液を廃棄した場合に比較して、新しい現像液の消費量を最低限にすることが可能となる。

以下、図面に基づいて本発明に係る現像装置および現像液循環方法を実施するための最良の形態について具体的に説明する。
図１は、本発明に係る現像液循環システムの一実施例を示した説明図である。
図中の太線矢印は、送液配管と液の移動方向を示しており、詳細な配管やバルブ、ポンプ等は、省略してある。

本発明の現像装置は、現像液によって現像処理を行う現像装置であって、現像処理を行う現像槽５、６と、現像液を収納する現像液リザーブタンク３と、該現像液リザーブタンク内の現像液を前記現像槽５、６に送る送液手段と、該現像槽５、６において現像処理に使用された後の現像液を収納する現像液回収タンク７と、該現像液回収タンク内の現像液を再生処理する現像液再生処理装置４０と、該現像液再生処理装置４０によって再生された現像液を前記現像液リザーブタンク３に戻す送液手段を有している。

また、前記現像液再生処理装置４０は、濾過装置５０と、該濾過装置５０の濾液を収納する濾液リザーブタンク９と、前記濾過装置５０によって濾過されずに残った濃厚現像液を収納する濃厚現像液ドレインタンク１０と、該濃厚現像液ドレインタンク内の濃厚現像液を排出するドレイン配管３１を有している。

原液タンク１から原液供給配管２１によって供給された現像液の原液に、現像液調合タンク２において必要に応じて添加剤の添加や水で希釈して濃度調整を行った上で、新しい現像液を新現像液供給配管２２によって現像液リザーブタンク３に供給する。

一方現像液リザーブタンク３には、後述する濾液リザーブタンク９から、現像処理を終え、回収、再生された現像液が送液手段である現像液循環配管３０によって供給される。現像液リザーブタンク３内の現像液は、測定装置４によって、常にその成分を監視することが好ましい。そうすることによって現像槽５、６に送る現像液の品質を基準範囲内に保つことが容易にできる。なお送液手段としては、現像液循環配管３０以外にもポンプやバルブ類が存在するが、図１では省略している。

現像液リザーブタンク３に貯留された現像液は、送液手段である現像液供給配管２３によって現像槽５、６に送られる。同様にして送液手段としては、この他ポンプやバルブ類が存在するが図１では省略しており、以下同様である。また現像槽の個数も、実際の製造ラインではもっと多くなる場合もあるが、図１では省略している。

現像槽５、６に供給された現像液は、槽内でカラーレジストの現像処理に使用された後、現像槽ドレイン配管２４を経由して現像液回収タンク７に回収される。
回収された現像液は、濾過装置供給配管２５によって濾過装置５０に導かれる。
濾過装置５０としては、さまざまな構成が可能であるが、逆洗機構を備えた限外濾過フィルタ８を使用することが好ましい結果を与える。なお逆洗機構としては、限外濾過フィルタに逆方向から洗浄液を圧送してフィルタに詰まった異物を洗い流すために、洗浄液のタンクや、配管類、ポンプ、バルブ、ポンプやバルブの制御機構、圧力監視手段等を必要とするが、図１では省略している。

本発明における好ましい実施形態として、限外濾過フィルタ８の洗浄液として、該限外濾過フィルタの濾液を用いる方法がある。逆洗配管２９を用いて、濾液を逆洗タンク１２に貯留しておき、この濾液を用いて限外フィルタ８の逆洗洗浄を行うものである。
このことにより、純水等を用いた逆洗浄と比較すれば洗浄効率は落ちるが、逆洗浄によって排出された洗浄液を回収して現像液循環経路に戻すことができるので、経済的に有利である。

限外濾過フィルタ８によって濾過されずに残った濃厚現像液は、濃厚現像液配管２６を経由して濃厚現像液ドレインタンク１０に貯留される。
この濃厚現像液ドレインタンク１０に貯留された濃厚現像液は、本現像装置内において、最も汚れた現像液であるので、この現像液をドレイン配管３１を経由してドレイン１１に排出して、これに見合う新しい現像液を補充することによって、現像装置全体の現像液の品質を一定のレベルに保つために必要な新しい現像液の量は最も少なくて済み、従って経済的な観点からも最も効率的である。

通常、カラーレジストの現像に用いられる現像液は、無機アルカリないしは低分子量の有機アルカリを主成分としているので、限外濾過フィルタによってアルカリ成分は濾過され、濾液に取り出される。一方現像液に溶出していたカラーレジストの成分の多くは、限外濾過フィルタの微細孔を通過することができず、濃縮されて濃厚現像液中に排出される。

しかし、限外濾過フィルタの特性上、一度にすべてのアルカリ成分が濾過されて濾液に取り出されることはなく、一定量のアルカリ成分が濃厚現像液に残留する。従って、特に製造ラインの稼働初期や、現像処理量が少ない時点では、現像液回収タンク７に回収された現像液もさほど劣化しておらず、また濃厚現像液ドレインタンク１０に回収された濃厚現像液もまだ十分使用に耐える状態である場合がある。また、限外濾過フィルタの逆洗浄を行った場合も同様にして、濃厚現像液ドレインタンク内の現像液がまだ十分使用に耐える状態となる場合がある。
そこで、このような現像液を現像液回収タンク７に戻すための濃厚現像液循環配管２７を設けた。こうすることにより、まだ使用できる現像液を無駄に廃棄する必要が無くなる。

限外濾過フィルタ８によって濾過された濾液は、濾液供給配管２８を経由して濾液リザーブタンク９に貯留される。この濾液は、そのまま現像液リザーブタンク３に戻しても良い場合もあるが、現像装置を長時間にわたって稼働することにより、現像液としての成分バランスが崩れて来ることがあるので、測定装置１３によって成分の含有量や現像液濃度等を監視し、必要に応じて現像液原液１４や、その他必要な成分を補う調液機構を備え、必要な調液を行った上で現像液循環配管３０を含む送液手段によって現像液リザーブタンク３に戻すようにすることが好ましい。

本現像装置を連続的に稼働すると、現像液の品質が徐々に低下してくるので、現像液の品質が基準を下回った場合には、現像装置内で最も低品質の現像液が貯留されている濃厚現像液ドレインタンク１０内に貯留された濃厚現像液をドレイン配管３１を経由してドレイン１１に排出し、これに見合う量の新しい現像液を現像液リザーブタンク３に補充する。
このような現像液循環方法を採用することによって、現像装置全体の現像液の品質を一定レベルに保つために必要な新しい現像液の量を最も少なく抑制することが可能となる。

本発明に係る現像液循環システムの一実施例を示した説明図。

符号の説明

１・・・原液タンク
２・・・現像液調合タンク
３・・・現像液リザーブタンク
４・・・測定装置
５・・・現像槽
６・・・現像槽
７・・・現像液回収タンク
８・・・限外濾過フィルタ
９・・・濾液リザーブタンク
１０・・・濃厚現像液ドレインタンク
１１・・・ドレイン
１２・・・逆洗タンク
１３・・・測定装置
１４・・・現像液原液
２１・・・原液供給配管
２２・・・新現像液供給配管
２３・・・現像液供給配管
２４・・・現像槽ドレイン配管
２５・・・濾過装置供給配管
２６・・・濃厚現像液配管
２７・・・濃厚現像液循環配管
２８・・・濾液供給配管
２９・・・逆洗配管
３０・・・現像液循環配管
３１・・・ドレイン配管
４０・・・現像液再生処理装置
５０・・・濾過装置

Claims (6)

1. 現像液によって現像処理を行う現像装置であって、現像処理を行う現像槽と、現像液を収納する現像液リザーブタンクと、該現像液リザーブタンク内の現像液を前記現像槽に送る送液手段と、該現像槽において現像処理に使用された後の現像液を収納する現像液回収タンクと、該現像液回収タンク内の現像液を再生処理する現像液再生処理装置と、該現像液再生処理装置によって再生された現像液を前記現像液リザーブタンクに戻す送液手段を有し、前記現像液再生処理装置は、濾過装置と、該濾過装置の濾液を収納する濾液リザーブタンクと、前記濾過装置によって濾過されずに残った濃厚現像液を収納する濃厚現像液ドレインタンクと、該濃厚現像液ドレインタンク内の濃厚現像液を排出するドレイン配管を有することを特徴とする現像装置。
2. 前記濾過装置は、限外濾過フィルタと該限外濾過フィルタを逆洗再生する逆洗機構を備え、該逆洗機構は、該限外濾過フィルタによって濾過された濾液を洗浄液として収納する逆洗タンクを有することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記濾液リザーブタンクは、タンク内の濾液の成分を分析する測定装置と、該測定装置による分析結果に基づき、濾液の成分を調整して、現像液に再生する調液機構を備えていることを特徴とする請求項１〜２のいずれか１項に記載の現像装置。
4. 前記現像液リザーブタンクは、タンク内の現像液の成分を分析する測定装置と、現像液の量を監視する液量監視装置を有し、必要に応じて新しい現像液を補充することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像装置。
5. 前記濃厚現像液ドレインタンク内の濃厚現像液を現像液回収タンクに戻す濃厚現像液循環配管を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の現像装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置を用い、前記濃厚現像液ドレインタンクからドレイン配管によって濃厚現像液を定期的に廃棄し、この廃棄した濃厚現像液に相当する量の新しい現像液を前記現像液リザーブタンクに補充することによって、現像液量を適正に保つことを特徴とする現像液循環方法。

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