JP2010245367A - 基板処理装置、基板処理方法、及び表示用パネル基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】薬液の使用量を抑えながら、基板の処理を均一に行う。
【解決手段】基板１を移動しながら、薬液タンク２３から薬液ノズル２１へ薬液２を供給し、薬液ノズル２１から基板１へ薬液２を吐出し、薬液ノズル２１から基板１へ吐出した薬液２を回収して薬液タンク２３へ戻す。薬液タンク２３から薬液ノズル２１へ供給する薬液２の濃度を検出し、薬液２の濃度の検出結果に基づき、基板１の移動速度を変更する。そして、薬液ノズル２１から基板移動方向側に離して配置された洗浄液ノズル３１から基板１へ洗浄液を吐出して、基板１から薬液２を洗い流す。
【選択図】図１

Description

本発明は、現像液、エッチング液、剥離液等の薬液を用いて、基板の現像、エッチング、剥離等の処理を行う基板処理装置、基板処理方法、及びそれらを用いた表示用パネル基板の製造方法に係り、特に、基板を移動しながら、薬液をノズルから基板へ吐出し、基板へ吐出した薬液を回収して再利用する基板処理装置、基板処理方法、及びそれらを用いた表示用パネル基板の製造方法に関する。

表示用パネルとして用いられる液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板やカラーフィルタ基板、プラズマディスプレイパネル用基板、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示パネル用基板等の製造工程では、基板上に回路パターンやカラーフィルタ等を形成するため、基板の露光、現像、エッチング、剥離等の処理が行われる。これらのうち、現像、エッチング、剥離等の薬液処理は、ローラコンベア等の移動手段を用いて基板を移動しながら行われることが多く、現像液、エッチング液、剥離液等の薬液は、スプレーノズル、シャワーノズル、又はスリットノズルから基板の表面へ吐出される。

基板の表面へ吐出された薬液は、回収されて再利用されるが、再利用の度に薬液の濃度が低下して、基板の処理能力が低下する。そのため、従来は、劣化した薬液を廃棄して新しい薬液と交換するか、あるいは、特許文献１に記載の様に、薬液の濃度を検出して薬液の原液又は純水を補給していた。

特開平５−４０３４５号公報

従来は、薬液が劣化すると薬液を全て入れ換えるため、大量の薬液が必要になるという問題があった。また、薬液の濃度を検出して薬液の原液又は純水を補給する場合も、薬液の濃度が低下すると直ちに薬液の補給が必要であるため、薬液の使用量が多くなるという問題があった。

本発明の課題は、薬液の使用量を抑えながら、基板の処理を均一に行うことである。また、本発明の課題は、高品質な表示用パネル基板を安い費用で製造することである。

本発明の基板処理装置は、基板を移動する基板移動手段と、基板移動手段により移動される基板へ薬液を吐出する薬液ノズルと、薬液ノズルへ薬液を供給する薬液タンクと、薬液ノズルから基板へ吐出された薬液を回収して薬液タンクへ戻す薬液回収手段と、薬液タンクから薬液ノズルへ供給される薬液の濃度を検出する検出手段と、検出手段の検出結果に基づき、基板移動手段を制御して、基板の移動速度を変更する制御手段と、薬液ノズルから基板移動方向側に離して配置され、基板へ洗浄液を吐出して、基板から薬液を洗い流す洗浄液ノズルとを備えたものである。

また、本発明の基板処理方法は、基板を移動しながら、薬液タンクから薬液ノズルへ薬液を供給し、薬液ノズルから基板へ薬液を吐出し、薬液ノズルから基板へ吐出した薬液を回収して薬液タンクへ戻し、薬液タンクから薬液ノズルへ供給する薬液の濃度を検出し、薬液の濃度の検出結果に基づき、基板の移動速度を変更し、薬液ノズルから基板移動方向側に離して配置された洗浄液ノズルから基板へ洗浄液を吐出して、基板から薬液を洗い流すものである。

薬液タンクから薬液ノズルへ供給する薬液の濃度を検出し、薬液の濃度の検出結果に基づき、基板の移動速度を変更するので、薬液ノズルから基板へ薬液が吐出されてから、洗浄液ノズルからの洗浄液により薬液が洗い流されるまでの基板の処理時間が、薬液の濃度に合わせて変化する。薬液の濃度が変化しても、薬液を補給することなく、基板の処理時間を変えて薬液処理の反応量を一定にすることができるので、薬液の使用量を抑えながら、基板の処理が均一に行われる。

さらに、本発明の基板処理装置は、薬液タンクから薬液を廃棄する薬液廃棄手段と、薬液タンク内の薬液よりも濃度の高い薬液を薬液タンクへ補給する薬液補給手段とを備え、制御手段が、検出手段の検出結果に基づき、薬液の濃度が所定値以下になったら、薬液廃棄手段を制御して、薬液タンクから薬液の一部を廃棄させ、薬液補給手段を制御して、薬液タンク内の薬液よりも濃度の高い薬液を薬液タンクへ補給させるものである。また、本発明の基板処理方法は、薬液の濃度の検出結果に基づき、薬液の濃度が所定値以下になったら、薬液タンクから薬液の一部を廃棄して、薬液タンク内の薬液よりも濃度の高い薬液を薬液タンクへ補給するものである。薬液の濃度が低下しても、直ちに薬液の一部を廃棄して濃度の高い薬液を補給するのではなく、薬液の濃度が所定値以下になって初めて、薬液の一部を廃棄して濃度の高い薬液を補給するので、薬液の使用期間が長くなる。

本発明の表示用パネル基板の製造方法は、上記のいずれかの基板処理装置又は基板処理方法を用いて基板の処理を行うものである。薬液の使用量を抑えながら、基板の処理が均一に行われるので、高品質な表示用パネル基板が安い費用で製造される。

本発明の基板処理装置及び基板処理方法によれば、薬液タンクから薬液ノズルへ供給する薬液の濃度を検出し、薬液の濃度の検出結果に基づき、基板の移動速度を変更することにより、薬液の使用量を抑えながら、基板の処理を均一に行うことができる。

さらに、本発明の基板処理装置及び基板処理方法によれば、薬液の濃度の検出結果に基づき、薬液の濃度が所定値以下になったら、薬液タンクから薬液の一部を廃棄して、薬液タンク内の薬液よりも濃度の高い薬液を薬液タンクへ補給することにより、薬液の濃度が低下したら直ちに薬液の一部を廃棄して濃度の高い薬液を補給する場合に比べ、薬液の使用期間を長くすることができる。

本発明の表示用パネル基板の製造方法によれば、薬液の使用量を抑えながら、基板の処理を均一に行うことができるので、高品質な表示用パネル基板を安い費用で製造することができる。

本発明の一実施の形態による基板処理装置の概略構成を示す図である。 液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。 液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。

図１は、本発明の一実施の形態による基板処理装置の概略構成を示す図である。基板処理装置は、ローラ１０、モータ１１、モータ駆動回路１２、薬液処理室２０、薬液ノズル２１、薬液回収チャンバ２２、薬液タンク２３、配管２４，４１，５１、ポンプ２５，４２，５２、フィルタ２６、薬液廃棄通路２７、制御弁２８，４３，５３、洗浄室３０、洗浄液ノズル３１、原液タンク４０、純水タンク５０、濃度計６０、アナログディジタル変換器６１、及び制御装置７０を含んで構成されている。

図１において、基板１は、複数のローラ１０上に搭載され、ローラ１０の回転により、矢印で示す基板移動方向へ移動される。各ローラ１０は、水平に設置されており、モータ１１により回転されて、基板１を水平に移動する。モータ駆動回路１２は、制御装置７０の制御により、モータ１１を駆動する。

なお、本実施の形態では基板１を水平な状態で移動しているが、本発明はこれに限らず、基板１を水平に対して基板移動方向と直交する方向又は基板移動方向に所定の角度傾斜した状態で移動してもよい。

基板１は、まず、ローラ１０により、薬液処理室２０へ搬入される。薬液処理室２０内には、ローラ１０に搭載された基板１の上方に、複数の薬液ノズル２１が設置されている。薬液ノズル２１は、スプレーノズル、シャワーノズル、又はスリットノズルから成り、現像液、エッチング液、剥離液等の薬液を、ローラ１０により移動される基板１の表面へ吐出する。基板１の移動に伴い、薬液ノズル２１から吐出された薬液が基板１の表面全体へ供給され、基板１の現像、エッチング、剥離等の薬液処理が行われる。

なお、本実施の形態では、薬液ノズル２１が基板移動方向に３段設けられているが、薬液ノズル２１の段数はこれに限らない。

薬液処理後、基板１は、ローラ１０により、薬液処理室２０から洗浄室３０へ搬送される。洗浄室内３０には、ローラ１０に搭載された基板１の上方に、洗浄液ノズル３１が配置されている。図示しない洗浄液供給源から洗浄液ノズル３１へ、洗浄液が供給される。洗浄液ノズル３１は、スプレーノズル、シャワーノズル、又はスリットノズルから成り、純水等からなる洗浄液を、ローラ１０により移動される基板１の表面へ吐出する。基板１の移動に伴い、洗浄液ノズル３１から吐出された洗浄液が基板１の表面全体へ供給され、基板１の表面の薬液が、洗浄液により洗い流されて、洗浄液と置換される。

なお、本実施の形態では、洗浄液ノズル３１が基板移動方向に２段設けられているが、洗浄液ノズル３１の段数はこれに限らない。

薬液処理室２０内において、薬液ノズル２１の下方には、薬液回収チャンバ２２が配置されている。薬液ノズル２１から基板１の表面へ吐出された薬液は、基板１の表面から薬液回収チャンバ２２へ流れ落ち、薬液タンク２３へ流れ込む。薬液タンク２３内の薬液２は、配管２４を通って薬液ノズル２１へ供給される。配管２４には、薬液タンク２３内の薬液２を配管２４内へ流すためのポンプ２５と、薬液２に混入した異物や不純物を取り除くフィルタ２６と、濃度計６０とが設けられている。また、薬液タンク２３の底には、薬液廃棄通路２７が設けられており、薬液廃棄通路２７には、制御弁２８が設けられている。

一方、原液タンク４０には、薬液２の原液４が収納されている。原液タンク４０内の原液４は、配管４１を通って薬液タンク２３へ補給される。配管４１には、原液タンク４０内の原液４を配管４１内へ流すためのポンプ４２と、制御弁４３とが設けられている。また、純水タンク５０には、純水５が収納されている。純水タンク５０内の純水５は、配管５１を通って薬液タンク２３へ補給される。配管５１には、純水タンク５０内の純水５を配管５１内へ流すためのポンプ５２と、制御弁５３とが設けられている。制御装置７０は、ポンプ２５，４２，５２、及び制御弁２８，４３，５３を制御する。

以下、本発明の一実施の形態による基板処理方法を説明する。制御装置７０は、モータ駆動回路１２によりモータ１１を駆動して、ローラ１０を回転させる。ローラ１０の回転により、ローラ１０に搭載された基板１が、基板移動方向へ移動される。制御装置は、ポンプ２５を動作させて、薬液タンク２３から薬液ノズル２１へ薬液２を供給させる。薬液ノズル２１は基板１へ薬液２を吐出し、薬液ノズル２１から基板１へ吐出された薬液２は、薬液回収チャンバ２２により回収されて、薬液タンク２３へ戻される。濃度計６０は、薬液タンク２３から薬液ノズル２１へ供給される薬液２の濃度を検出する。薬液２が現像液である場合、濃度計６０として、現像液の導電率を測定する導電率計を用いてもよい。濃度計６０の検出結果は、アナログディジタル変換器６１によりディジタル信号に変換されて、制御装置７０へ入力される。

制御装置７０は、濃度計６０の検出結果に基づき、モータ駆動回路１２を制御して、薬液２の濃度が高いときは基板１の移動速度を速くし、薬液２の濃度が低いときは基板１の移動速度を遅くする。これにより、薬液ノズル２１から基板１へ薬液２が吐出されてから、洗浄液ノズル３１からの洗浄液により薬液２が洗い流されるまでの基板１の処理時間が、薬液２の濃度に合わせて変化する。薬液２の濃度が変化しても、薬液２を補給することなく、基板１の処理時間を変えて薬液処理の反応量を一定にすることができるので、薬液２の使用量を抑えながら、基板１の処理が均一に行われる。

制御装置７０は、濃度計６０の検出結果に基づき、薬液２の濃度が所定値以下になったら、制御弁２８を制御して、薬液タンク２３から薬液２の一部を所定量だけ廃棄させる。そして、制御装置７０は、制御弁４３を制御し、ポンプ４２を動作させて、原液タンク４０から薬液タンク２３へ所定量の原液４を補給させる。薬液２の濃度が低下しても、直ちに薬液２の一部を廃棄して原液４を補給するのではなく、薬液２の濃度が所定値以下になって初めて、薬液２の一部を廃棄して原液４を補給するので、薬液２の使用期間が長くなる。

また、制御装置７０は、濃度計６０の検出結果に基づき、薬液２の濃度が所定値以上になったら、制御弁２８を制御して、薬液タンク２３から薬液２の一部を所定量だけ廃棄させる。そして、制御装置７０は、制御弁５３を制御し、ポンプ５２を動作させて、純水タンク５０から薬液タンク２３へ所定量の純水５を補給させる。

以上説明した実施の形態によれば、薬液タンク２３から薬液ノズル２１へ供給する薬液２の濃度を検出し、薬液２の濃度の検出結果に基づき、基板１の移動速度を変更することにより、薬液２の使用量を抑えながら、基板１の処理を均一に行うことができる。

さらに、薬液２の濃度の検出結果に基づき、薬液２の濃度が所定値以下になったら、薬液タンク２３から薬液２の一部を廃棄して、原液４を薬液タンク２３へ補給することにより、薬液２の濃度が低下したら直ちに薬液２の一部を廃棄して原液４を補給する場合に比べ、薬液２の使用期間を長くすることができる。なお、以上説明した実施の形態では、薬液２の原液４を補給していたが、本発明はこれに限らず、薬液タンク２３内の薬液２よりも濃度の高い薬液を補給すればよい。

本発明の基板処理装置又は基板処理方法を用いて基板の処理を行うことにより、薬液の使用量を抑えながら、基板の処理を均一に行うことができるので、高品質な表示用パネル基板を安い費用で製造することができる。

例えば、図２は、液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。薄膜形成工程（ステップ１０１）では、スパッタ法やプラズマ化学気相成長（ＣＶＤ）法等により、基板上に液晶駆動用の透明電極となる導電体膜や絶縁体膜等の薄膜を形成する。レジスト塗布工程（ステップ１０２）では、ロール塗布法等により感光樹脂材料（フォトレジスト）を塗布して、薄膜形成工程（ステップ１０１）で形成した薄膜上にフォトレジスト膜を形成する。露光工程（ステップ１０３）では、プロキシミティ露光装置や投影露光装置等を用いて、マスクのパターンをフォトレジスト膜に転写する。現像工程（ステップ１０４）では、シャワー現像法等により現像液をフォトレジスト膜上に供給して、フォトレジスト膜の不要部分を除去する。エッチング工程（ステップ１０５）では、ウエットエッチングにより、薄膜形成工程（ステップ１０１）で形成した薄膜の内、フォトレジスト膜でマスクされていない部分を除去する。剥離工程（ステップ１０６）では、エッチング工程（ステップ１０５）でのマスクの役目を終えたフォトレジスト膜を、剥離液によって剥離する。これらの各工程の前又は後には、必要に応じて、基板の洗浄工程及び乾燥工程が実施される。これらの工程を数回繰り返して、基板上にＴＦＴアレイが形成される。

また、図３は、液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。ブラックマトリクス形成工程（ステップ２０１）では、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、剥離等の処理により、基板上にブラックマトリクスを形成する。着色パターン形成工程（ステップ２０２）では、染色法、顔料分散法、印刷法、電着法等により、基板上に着色パターンを形成する。この工程を、Ｒ、Ｇ、Ｂの着色パターンについて繰り返す。保護膜形成工程（ステップ２０３）では、着色パターンの上に保護膜を形成し、透明電極膜形成工程（ステップ２０４）では、保護膜の上に透明電極膜を形成する。これらの各工程の前、途中又は後には、必要に応じて、基板の洗浄工程及び乾燥工程が実施される。

図２に示したＴＦＴ基板の製造工程では、現像工程（ステップ１０４）、エッチング工程（ステップ１０５）、及び剥離工程（ステップ１０６）において、図３に示したカラーフィルタ基板の製造工程では、ブラックマトリクス形成工程（ステップ２０１）及び着色パターン形成工程（ステップ２０２）の現像処理、エッチング処理、及び剥離処理において、本発明の基板処理装置又は基板処理方法を適用することができる。

１ 基板
２ 薬液
４ 原液
５ 純水
１０ ローラ
１１ モータ
１２ モータ駆動回路
２０ 薬液処理室
２１ 薬液ノズル
２２ 薬液回収チャンバ
２３ 薬液タンク
２４，４１，５１ 配管
２５，４２，５２ ポンプ
２６ フィルタ
２７ 薬液廃棄通路
２８，４３，５３ 制御弁
３０ 洗浄室
３１ 洗浄液ノズル
４０ 原液タンク
５０ 純水タンク
６０ 濃度計
６１ アナログディジタル変換器
７０ 制御装置

Claims (6)

1. 基板を移動する基板移動手段と、
   前記基板移動手段により移動される基板へ薬液を吐出する薬液ノズルと、
   前記薬液ノズルへ薬液を供給する薬液タンクと、
   前記薬液ノズルから基板へ吐出された薬液を回収して前記薬液タンクへ戻す薬液回収手段と、
   前記薬液タンクから前記薬液ノズルへ供給される薬液の濃度を検出する検出手段と、
   前記検出手段の検出結果に基づき、前記基板移動手段を制御して、基板の移動速度を変更する制御手段と、
   前記薬液ノズルから基板移動方向側に離して配置され、基板へ洗浄液を吐出して、基板から薬液を洗い流す洗浄液ノズルとを備えたことを特徴とする基板処理装置。
2. 前記薬液タンクから薬液を廃棄する薬液廃棄手段と、
   前記薬液タンク内の薬液よりも濃度の高い薬液を前記薬液タンクへ補給する薬液補給手段とを備え、
   前記制御手段は、前記検出手段の検出結果に基づき、薬液の濃度が所定値以下になったら、前記薬液廃棄手段を制御して、前記薬液タンクから薬液の一部を廃棄させ、前記薬液補給手段を制御して、前記薬液タンク内の薬液よりも濃度の高い薬液を前記薬液タンクへ補給させることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
3. 基板を移動しながら、
   薬液タンクから薬液ノズルへ薬液を供給し、
   薬液ノズルから基板へ薬液を吐出し、
   薬液ノズルから基板へ吐出した薬液を回収して薬液タンクへ戻し、
   薬液タンクから薬液ノズルへ供給する薬液の濃度を検出し、
   薬液の濃度の検出結果に基づき、基板の移動速度を変更し、
   薬液ノズルから基板移動方向側に離して配置された洗浄液ノズルから基板へ洗浄液を吐出して、基板から薬液を洗い流すことを特徴とする基板処理方法。
4. 薬液の濃度の検出結果に基づき、薬液の濃度が所定値以下になったら、薬液タンクから薬液の一部を廃棄して、薬液タンク内の薬液よりも濃度の高い薬液を薬液タンクへ補給することを特徴とする請求項３に記載の基板処理方法。
5. 請求項１又は請求項２に記載の基板処理装置を用いて基板の処理を行うことを特徴とする表示用パネル基板の製造方法。
6. 請求項３又は請求項４に記載の基板処理方法を用いて基板の処理を行うことを特徴とする表示用パネル基板の製造方法。

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