JP2014162658A - ディスプレイ用ガラス基板の評価方法、及びディスプレイ用のガラス基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】所望のガラス基板の表面状態を得るカラーフィルタ用のガラス基板の製造方法とガラス基板の表面状態を評価する方法を提供する。
【解決手段】ガラス基板の製造方法は、溶融ガラスを冷却してガラス基板を形成する成形工程と、ガラス基板のカラーフィルタが形成される主表面に面処理を行う面処理工程とを有する。さらに面処理された主表面の表面状態に応じて面処理工程の条件を調整するために、面処理されたガラス基板の表面にフォトレジスト樹脂を塗膜し、所定のパターンを有するフォトマスクを用いてレジスト膜を露光し、露光されたレジスト膜を現像して、ガラス基板の表面に形成された評価用のレジストパターンの残存状態または剥離状態により、ガラス基板の表面状態を評価して、面処理の条件を変更する評価工程を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ディスプレイ用ガラス基板の評価方法、及びディスプレイ用のガラス基板の製造方法に関する。

液晶ディスプレイでは、光の透過量を制御するＴＦＴ（Thin Film Transistor）と液晶、カラーフィルタとを構成要素としている。液晶ディスプレイにおけるカラーフィルタパネルの製造方法は、通常、ガラス基板の表面に黒色のマトリックスを形成し、続いて、赤、緑、青の異なる色相を順次、ストライプ状あるいはモザイク状等の色パターンで形成する方法が用いられている。

ディスプレイの高精細化に伴い、ガラス基板の表面に配置されるブラックマトリックスの線幅およびピッチは小さくなっている。例えば、ディスプレイの高コントラスト化を達成するために、ブラックマトリックスの高細線化・高精細化（具体的には、２０μｍ未満の線幅）による開口率の向上、および、ブラックマトリックスの高い寸法精度による遮光性の向上が必要になっている。また、ディスプレイ画素数の高密度化に伴い、パターンサイズはカラーフィルタの用途並びにそれぞれの色により異なるが、一例としては、赤、緑、青の画素は２００〜３００μｍから１００μｍへ、ブラックマトリックスは２０μｍから１０μｍ、さらには５μｍへと細線技術が開発されている。

カラーフィルタの製造法には電着法、染色法、印刷法および顔料分散法などがあるが、最近では顔料分散法が主流となっている。顔料分散法は、基板に塗布された感光性樹脂に顔料を分散したカラーレジスト、あるいは非感光樹脂に顔料を分散したカラーペーストを、フォトリソグラフィ加工法を用いてパターン形成する方法であり、染色工程が不要なため製造工程が簡略化でき、また得られた着色画素は、耐光、耐熱性に優れ、高精度の画素を形成できるという利点がある。また、顔料を含んだ樹脂性のブラックマトリックス材（以下、ＢＭ材ともいう）は、密着性が低いとされシランカップリング剤などを添加して密着性の向上が図られている。

特開２０１１−０５３７１０号公報 特開２０００−２２１４８５号公報

しかしながら、ガラス基板の表面状態によって、ガラス基板の表面とＢＭ材との密着性は変化する。２０μｍ以下、特に１０μｍ以下へと高細線化されたブラックマトリックスでは、ガラス基板の表面状態の影響を受けやすく、その表面状態の相違によって、同じＢＭ材を使用していたとしても、ブラックマトリックスに剥離または残渣が発生しやすくなるという問題が生じている。

液晶パネルメーカーによっても使用するＢＭ材が異なっていることもあり、ガラス基板メーカーでは、ガラス基板の表面状態を、出荷先である各パネルメーカーのＢＭ材に対して適切に合わせ込むことが求められている。

そこで、本発明では、所望のガラス基板の表面状態を得るカラーフィルタ用のガラス基板を製造する方法を提供する。また、ガラス基板の表面状態を評価する方法を提供する。

本発明の一の態様は、ディスプレイ用のガラス基板の評価方法において、ガラス基板の表面にレジスト膜を形成するレジスト塗布工程を実施する。その後、線幅の異なる複数のラインにより形成された第１マスクパターン、及び屈曲点を有する第２マスクパターンを有するフォトマスクを用いて前記レジスト膜を露光し、露光された前記レジスト膜を現像して、評価パターン形成工程を実施する。そして、前記ガラス基板の表面に形成された前記第１レジストパターンと前記第２レジストパターンの残存状態及び／又は剥離状態により、前記ガラス基板の表面状態を評価する表面評価工程を実施する。

前記第１マスクパターンを形成する前記複数のラインは１μｍ以上３０μｍ以下の線幅であり、前記第２マスクパターンを形成する屈曲点は少なくとも２本のラインにより形成される交点であってもよい。また、屈曲点を形成するラインは同じ線幅又は異なる線幅であってもよい。

前記評価パターン形成工程では、前記第１マスクパターンに対応する第１レジストパターンと前記第２マスクパターンに対応する第２レジストパターンが形成され、前記表面評価工程では、前記ガラス基板に形成された前記第１レジストパターンのうち、前記ガラス基板の表面に残存した第１レジストパターンの線幅により、前記ガラス基板の表面状態を評価してもよく、前記ガラス基板に形成された前記第２レジストパターンの交点における曲率を測定、又は残差物を観察して、前記ガラス基板の表面状態を評価してもよい。

前記評価パターン形成工程では、前記第１マスクパターンに対応する第１レジストパターンと前記第２マスクパターンに対応する第２レジストパターンが形成され、前記表面評価工程では、前記ガラス基板に形成された前記第１レジストパターンや前記ガラス基板に形成された前記第２レジストパターンのパターンとガラスの間に存在する異物や空洞の有無を観察して、前記ガラス基板の表面状態を評価してもよい。

前記評価パターン形成工程では、前記第１マスクパターンに対応する第１レジストパターンと前記第２マスクパターンに対応する第２レジストパターンが形成され、前記表面評価工程では、前記ガラス基板に形成された前記第１レジストパターンや前記ガラス基板に形成された前記第２レジストパターンのパターン位置以外の残渣レジストを観察して、前記ガラス基板の表面状態を評価してもよい。

本発明の他の態様は、カラーフィルタが形成される液晶ディスプレイ用のガラス基板の製造方法において、溶融ガラスを冷却してガラス基板を形成する成形工程と、前記ガラス基板の前記カラーフィルタが形成される主表面に面処理を行う面処理工程とを有し、前記面処理された前記基板の前記主表面の表面状態に応じて前記面処理を変更するために、前記面処理された前記ガラス基板の表面にレジスト膜を形成し、所定のパターンを有するフォトマスクを用いて前記レジスト膜を露光し、露光された前記レジスト膜を現像して、評価パターンを形成し、前記ガラス基板の表面に形成された前記評価パターンの残存状態及び／又は剥離状態により、前記ガラス基板の表面状態を評価して、前記面処理の条件を変更するものである。

前記面処理は、前記ガラス基板を洗浄することにより、前記ガラス基板の主表面に付着する有機物量を調整する洗浄処理でもよい。また、ガラス基板の洗浄処理は、洗浄剤としてテトラメチルアンモニウムハイドライド（ＴＭＡＨ）を使用するものであって、ＴＭＡＨの濃度を変更することで前記面処理の条件を変更してもよい。また、前記有機物量として、４００℃加熱時にスチレン、フェノール、α−メチルスチレン、1-プロピニルベンゼンなどの芳香族化合物や脂肪族炭化水素が発生する有機物の付着量を調整してもよい。

前記面処理は、前記ガラス基板の主表面の平均表面粗さＲａを０．１〜１．０ｎｍにする粗面化処理でもよい。また、前記粗面化処理は、フッ酸系薬液によるエッチングにより行ってもよく、スラリー等を用いた研磨処理によって行ってもよい。

前記面処理は、前記ガラス基板の主表面に樹脂成分を含むシート材を接触させ、前記ガラス基板の主表面に樹脂成分を移行させてもよい。例えば、前記面処理は、前記ガラス基板の主表面に樹脂フィルムを貼り付け、前記フィルムから前記ガラス基板の主表面に有機物を転写してもよく、複数枚の前記ガラス基板を合紙を介して積層することで、前記合紙から前記ガラス基板の主表面に有機物を転写してもよい。

前記面処理は、前記ガラス基板の洗浄後に、気化した有機物を蒸着することで、ガラス基板に有機物を付着してもよく、ガラス洗浄を有機物が溶解された水溶液又は溶剤に浸漬することで、ガラス基板に有機物を付着してもよい。

本発明は、フォトマスクの有するパターン形状に対する、ガラス基板に形成されたレジストパターンの再現の度合いによりレジスト膜とガラス基板との密着・剥離の程度を確認することで、ガラス基板の表面状態を評価することができる。また、表面状態を前工程の面処理にフィードバックすることで、所望の表面状態のガラス基板を得ることが出来る。

本実施形態の製造方法のフローを示す図である。 本実施形態の評価工程のフローを示す図である。 本実施形態のフォトマスクを模式的に示す図である。 本実施形態のマスクパターンを模式的に示す図である。 本実施形態のレジストパターンの評価方法を説明するための図である。 本実施形態のレジストパターンの評価方法を説明するための図である。 本実施形態のレジストパターンの評価方法を説明するための図である。 本実施形態のレジストパターンの評価方法を説明するための図である。 本実施形態のレジストパターンの評価方法を説明するための図である。 本実施形態のレジストパターンの評価方法を説明するための図である。 本実施形態のレジストパターンの評価方法を説明するための図である。 本実施形態のレジストパターンの評価方法を説明するための図である。 本実施形態のレジストパターンの評価方法を説明するための図である。 本実施形態のレジストパターンの評価方法を説明するための図である。 本実施形態のレジストパターンの評価方法を説明するための図である。 他の実施形態のフォトマスクのパターンを模式的に示す図である。 本実施形態の製造方法の工程の一部を模式的に示す図である。 本実施形態の面処理方法の一例を模式的に示す図である。 本実施形態の他の面処理方法の一例を模式的に示す図である。 本実施形態の他の面処理方法の一例を模式的に示す図である。 本実施形態の他の面処理方法の一例を模式的に示す図である。 本実施形態の他の面処理方法の一例を模式的に示す図である。 本実施形態の他の面処理方法の一例を模式的に示す図である。

以下、図面を参照して、本実施携帯のガラス基板の製造方法について説明する。

・ ガラス基板の製造方法の概要
図１は、本実施形態に係るガラス基板の製造方法の一部のフローチャートである。
ガラス基板は、図１に示すように、溶解工程Ａ１、成形工程Ａ２、切断工程Ａ３、加工・面処理工程Ａ４、検査工程Ａ５、の工程を経て製造され、梱包・出荷工程Ａ６を経て、各パネルメーカーに出荷される。また、検査工程Ａ５、梱包・出荷工程Ａ６において、ガラス基板が抜き取られ、ガラス基板が評価工程Ａ７にて評価されて、その評価結果に応じて加工・面処理工程Ａ４の条件が変更されることで、出荷されるガラス基板の表面状態が調整される。

図７に示すように、溶融工程Ａ１では、溶融装置１０内でガラス原料を加熱して溶解することにより溶融ガラスとする。そして、移送管２０により溶融ガラスは清澄装置３０に移送され、清澄装置３０内で溶融ガラス中に含まれるガス成分を溶融ガラスから放出する、或いは、溶融ガラス中に含まれるガスを溶融ガラス中に吸収する。ガラス原料は、例えば、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３等の組成からなり、清澄剤にはＳｎＯ_２などが用いられる。

成形工程Ａ２では、清澄された溶融ガラスが移送管４０により成形装置５０に供給され、帯状のガラスシートＧ１に成形される。

切断工程Ａ３では、ガラスシートＧ１は図示しない切断装置によって流れ方向に垂直な方向である幅方向に切断されることで枚葉化され、また、流れ方向に沿って両側部が切断されることで所定の厚み・サイズを有するガラス基板が形成される。さらに所望の製品サイズとなるよう、例えば４辺を切断して製品サイズのガラス基板としてもよい。

加工・面処理工程Ａ４では、製品サイズに切断されたガラス基板に対して、必要に応じて図示しない面取り装置により加工され、ガラス基板の４辺に糸面取り、又は丸みを有するようＲ面取り加工が施される。本実施形態では、ガラス基板の４辺のＲ面取り加工の後、ガラス基板の主表面に対して面処理を実施している。

面処理は、図８（ａ）に示すバッチ式洗浄装置８００の洗浄容器８０１に、ガラス基板Ｇが浸漬されて行われる。図８（ａ）では、複数のガラス基板Ｇがガラス収容棚８０２に縦置きされて収納され、洗浄液８０３に満たされた洗浄装置８００に、ガラス収容棚８０２ごと浸漬されて洗浄される。洗浄装置８００内では、図示しない超音波洗浄によりガラス基板Ｇの表面から異物（有機物を含む）が除去される。洗浄液による洗浄後、ガラス基板Ｇは、図示しない純水洗浄装置による洗浄され、洗浄液が洗い流される。

図８（ｂ）に示す枚葉式洗浄装置８１０では、搬送ローラ８１１上を搬送され、枚葉式洗浄装置８１０内にガラス基板Ｇを搬送される。洗浄装置８１０内では、ガラス基板の主表面に対して、ノズル８１２から洗浄液８１３を塗布して、図示しないスポンジブラシなどにより表面を洗浄してもよい。ガラス基板Ｇは、図示しない純水による洗浄を経て、エアナイフ８１４にてガラス基板Ｇの表面の水分を取り除き、枚様式洗浄装置８１０から排出される。

面処理工程では、図８（ａ）、（ｂ）の両方によりガラス基板の表面が処理されてもよく、いずれか一方により表面が処理されてもよい。洗浄液８０３、又は、８１３には、ガラス基板に付着した有機物を除去できるようアルカリ洗浄洗剤が用いられる。例えば、テトラメチルアンモニウムハイドライド（ＴＭＡＨ）を含む洗浄液を用いることで、ガラス基板に付着する有機物量のコントロールを行うことができる。また、洗浄による面処理のほかに、洗浄後のガラス基板の表面への有機物を付着させる方法や、ガラス基板の表面の面粗さを大きくして、表面状態をコントロールしても良い。洗浄後のガラス基板の表面への有機物を付着させる方法として、４００℃加熱時に、スチレン、フェノール、α−メチルスチレン、1-プロピニルベンゼンなどの芳香族化合物や脂肪族炭化水素が発生する有機物の付着量を調整する方法が好適に挙げられる。

表面処理されたガラス基板Ｇは、検査工程Ａ５に送られ、ガラス基板の表面に付着する異物や、ガラス基板の表面に存在するキズの有無の評価がされる。その後、基準を満たすガラス基板については梱包・出荷工程Ａ６に送られ、パネルメーカーに出荷される。

ここで、高精細の液晶ディスプレイ用のカラーフィルタパネルに使用されるガラス基板については、検査工程Ａ５や梱包・出荷工程Ａ６において、抜き取り検査によりガラス基板の表面状態の評価を行うために、評価工程Ａ７に送られる。

評価工程Ａ７では、ガラス基板は、図２に示すように、所定の評価用サイズに切断してサンプルガラスを切り出すサンプル作製工程Ｂ１と、評価用レジスト剤をサンプルガラス上に塗膜する塗膜工程Ｂ２と、評価用レジストが塗膜されたサンプルガラスを加熱するプリベーク工程Ｂ３と、紫外線露光装置を用いて露光し、アルカリ水溶液により現像するパターン作製工程Ｂ４と、サンプルガラス上に形成されたパターンを評価する評価工程Ｂ５が行われる。

評価用レジストの塗膜工程Ｂ２では、感光性樹脂組成物を液状組成物の状態で基板に塗布する際には、公知の溶液浸漬法、スプレー法の他、ローラーコーター機、ランドコーター機やスピナー機を用いる方法等の何れの方法をも採用することができる。これらの方法によって、所望の厚さに塗布した後、プリベーク工程Ｂ３により、溶剤が除去され、サンプルガラス上にレジスト材が被膜形成される。プリベークはオーブン、ホットプレート、熱真空乾燥機等により加熱、または、減圧加熱することによって行われる。プリベーク工程Ｂ３における加熱温度及び加熱時間は使用する溶剤に応じて適宜選択され、例えば５０〜１２０℃の温度で１〜１０分間行われる。

パターン作製工程では、図３に示すようなパターンが形成されたフォトマスク３１が使用される。具体的には、フォトマスク３１には、線幅の異なる複数のラインにより形成された第１マスクパターン３２と、２本のラインが直交して形成された第２マスクパターン３３とを有する。
このフォトマスク３１をサンプルガラス上に設置し、ＢＭ材を露光する。露光では、波長が２５０〜４５０ｎｍの範囲にある放射線が好ましいが、可視光線、紫外線、遠紫外線、電子線、Ｘ線等であってもよい。また、現像液としては、例えば、アルカリ金属やアルカリ土類金属の炭酸塩の水溶液、アルカリ金属の水酸化物の水溶液等を挙げることができる。

本実施形態におけるマスクパターンと評価方法について、図４及び図５Ａ〜Ｋを用いて説明する。図４（ａ）に示す第１マスクパターン３２は、線幅の異なる５つのラインパターンにより構成され、３μｍ幅に形成されたラインパターン３２１、５μｍ幅に形成されたラインパターン３２２、１０μｍ幅に形成されたラインパターン３２３、１５μｍ幅に形成されたラインパターン３２４、２０μｍ幅に形成されたラインパターン３２５からなる。また、図４（ｂ）に示す第２マスクパターンは、３０μｍ幅に形成されたラインが直交して十字状に形成されてなる。なお、図３に示すように、フォトマスク３１には、線幅の異なる２つの第２マスクパターンが形成されてもよい。このように、第１フォトマスクのマスクパターン３２を形成する複数のラインは１μｍ以上３０μｍ以下の線幅であり、第２マスクパターンを形成する屈曲点は少なくとも２本のラインにより形成される交点である、ことが好ましい。

サンプルガラス上に形成されるレジスト膜が、露光され現像されることで、サンプルガラス上にレジストパターンが形成される。
図５Ａは、現像されたレジストの一部が剥離し残存した状態を示す。レジストパターン５２１は、ラインパターン３２１に対応するものであるが、サンプルガラス上には３μｍ幅のパターンが残らなかったことを示すと共に、５μｍ幅、１０μｍ幅のレジストパターンが、欠けや細りを生じることなく残存したことを示している。本発明の製造方法では、例えば、上記のように、３μｍ幅までを剥離する条件とするか、３μｍ幅まで残存させる表面状態にするか、５μｍ幅のパターンも残らないよう剥離させる表面状態にするか等、必要な表面状態にあうように面処理の条件を変更する。

図５Ｂに示すように、残存したレジストパターンの線幅ｔ１についても測定して、ガラス基板の表面状態の評価が行われる。例えば、図５Ｃ，Ｄに示すレジストパターン５３０、及び先端部５３１は、図５Ｂのレジストパターンの場合とは異なり、線幅が細くなった状態を示す。例えば、図５Ｄに示すように、残存すべき線幅ｔ１に対して、現像後に残存したｔ２の割合ｔ２／ｔ１により、ガラス基板の表面状態を評価しても良い。

図５Ｅは、残存したレジストパターンの一部に剥離が生じ、パターンにカケが発生した状態を示す。このようなカケが生じた場合には、ガラス基板の表面状態を調整するために、面処理の条件を変更する。

図５Ｆ，Ｇは、サンプルガラス上に残存した第２レジストパターンの一例を示す。十字状に形成された第２レジストパターン５５０では、中央部のラインが交差、又は屈曲した態様の箇所を確認して、ガラス基板の表面状態を評価する。具体的には、交点５５１の角部に形成される残渣ｒを確認する。例えば、２つのラインの交差する交点が、９０度のマスクパターンを用いてパターン形成を行った場合において、残渣ｒが形成する曲率を測定することで、ガラス基板の表面状態を評価する。

図５Ｈ，Ｉは、レジストパターンを裏面から観察した一例を示す。ここでいう観察とは、撮像装置を介して得られた撮影画像を、画像処理装置が後述する目標を満足するか調べることを意味する。
図５Ｈ，Ｉでは、レジストパターン５６０は表面からでは確認できない微小なパターンの浮きや、浮きが発生したエリアの形状を観察することで、ガラス基板の表面状態を評価する。またレジストパターン５７０はレジストパターンに埋まり、付着位置の影響でパターン異常にならなかった微小異物を観察することで、ガラス基板の表面状態を評価する。

図５Ｊ，Ｋは、レジストパターン位置以外の残渣レジストを観察した一例を示す。図５Ｊ，Ｋでは、レジストパターン５８０は残存したレジストパターンの一部にパーティクルをコアとして固着したレジストが重なった状態であり、レジストパターン５９０は残存したレジストパターンから離れた位置にパーティクルをコアとして固着したレジストが発生した状態であり、残渣レジストを観察することで、ガラス基板の表面状態を評価する。

（特徴）
従来は、パネルメーカーにおいて、露光時間や現像時間を調整することにより、ブラックマトリックスが所定のパターンとなるように製造条件が検討されてきた。しかし、ディスプレイの高精細化、高コントラスト化に伴うブラックマトリックスの細線化により、ガラス基板の表面状態をより高いレベルでコントロールする必要が生じるようになった。さらに、パネルメーカーにおいて、生産性向上のために製造時間の短縮が図られ、従来のように露光時間、現像時間を調整することが難しくなってきた。
本発明のガラス基板の評価方法によれば、パネルメーカーの製造条件に対するガラス基板の表面状態の適不適を容易に評価することができる。
また、本発明の製造方法によれば、パネルメーカーにおける露光、現像時間の調整を最小限に抑えつつ、ガラス基板の表面において、ブラックマトリックスが所定の形状にパターニングすることのできるガラス基板の表面状態を得ることができる。

本発明に係るディスプレイ用のガラス基板の評価方法のフローを説明する。以下の説明では、面処理としてアルカリ洗浄洗剤によりガラス基板の表面を洗浄して、表面状態をコントロールした例を用いて説明する。

本実施例では、図１に示される加工・面処理工程Ａ４に基づき、図８（ｂ）の枚様式洗浄装置８１０によりガラス基板の表面が洗浄された（第１洗浄工程）後、図８（ａ）のバッチ式洗浄装置８００により、ガラス基板の表面が洗浄される（第２洗浄工程）。

第１洗浄工程では、横浜油脂工業社製の無機アルカリ性洗浄剤である“ＫＧ”（製品名：横浜油脂工業株式会社製）を純水で希釈して、アルカリ成分としてＫＯＨを添加して生成された洗浄剤を使用する。洗浄装置としては、例えば、特開２０１２−０７５９９８に記載される洗浄装置を用いてもよい。また、第２洗浄工程では、０．３％濃度を有するＴＭＡＨを使用してガラス基板の表面洗浄を行う。

次に、図１に示される検査工程Ａ５に基づき、ガラス基板の表面に基準を超えるキズや異物付着などの欠陥が存在しないことを確認して、評価工程Ａ７を行った。

例えば、フルオレン系のレジスト膜を用いて評価を行う。フォトマスクには、第１マスクパターンとして、３μｍ幅のマスクパターン、５μｍ幅のマスクパターン、１０μｍ幅のマスクパターン、１５μｍ幅のマスクパターン、２０μｍ幅のマスクパターンが形成され、第２マスクパターンとして、３０μｍ幅のパターンが直交した十字状のパターンが形成されたものを用いる。

ここで、現像によりガラス基板の表面に残るレジストパターンの目標を、例えば以下のように定めることができる。具体的には、第１レジストパターンでは、３μｍ幅のレジストパターンは剥離して残らないこと、５μｍ幅のレジストパターンは、ｔ２／ｔ１が９０％以上でガラス基板の表面に残ること、１０μｍ幅、１５μｍ、２０μｍ幅のレジストパターンは、ｔ２／ｔ１が９５％以上でガラス基板の表面に残ることとする。また、第２レジストパターンでは、直角の交点の部分のレジストパターンの縁の曲率半径Ｒ（以降、直角交点の曲率半径Ｒという）が４μｍ以下になることとする。さらに、第１レジストパターン、第２レジストパターンとも、裏面観察にて浮き、又は、パーティクルがないこと、レジストパターン位置以外の残渣レジストがないこと、とする。

ここで、評価用レジストとしては、出荷予定のパネルメーカーが用いるレジストと同系のレジストを用いることが好ましい。また、同一のレジストである必要はなく、パネルメーカーにおいて求められるガラス基板の表面状態を、レジストパターンの残存・剥離によって再現できればよい。

レジストパターンが所望の条件で残存しなかった（上記目標を満足しなかった）場合には、ガラス基板の面処理条件を変更する。例えば、３μｍ幅のレジストパターンが剥離して残らないことを目標とした本実施例の場合において、３μｍ幅のレジストパターンが残渣してしまった場合、レジストに対するガラス基板の密着性が高すぎるということになる。このような場合、第１洗浄工程のＫＯＨの添加量を増やすと共に、第２洗浄工程のＴＭＡＨの濃度を下げることにより、レジストとの密着性を下げるよう工程の操作を行う。

また、反対に、５μｍ幅のレジストパターンが残ることを目標としていた場合に、５μｍ幅のレジストパターンのｔ２／ｔ１が９０％以下になり、又は、図５Ｅのようにカケが発生した場合、ガラス基板の表面状態の密着性を上げるよう工程の操作を行うとよい。

さらに、ガラス基板の密着性の判定には、第１レジストパターンに加えて、第２レジストパターンにより評価が行われることが好ましい。

直角の交点の曲率半径Ｒが４μｍ以下になることを目標としていた場合に、図５Ｇのように直角の交点の曲率半径Ｒが４μｍ以上となった場合、又は、交点にレジストがパーティクル状に残った場合、レジストに対するガラス基板の密着性が高すぎるということになる。このような場合、第２洗浄工程のＴＭＡＨの濃度を下げることにより、ガラス基板の表面の有機物量を調整して、レジストとの密着性を下げるよう工程の操作を行う。

さらに、ガラス基板の密着性の判定には、裏面観察により評価が行われる。
裏面観察にて浮き、又は、パーティクルがないことを目標としていた場合に、図５Ｈのようにレジストパターンの局所的な浮き、又は、図５Ｉのようにレジストパターン内にパーティクルが埋っていた場合、レジストに対する相溶性が低いパーティクルのガラス基板への付着により部分的に密着性が低いということになる。このような場合、第１洗浄工程のＫＯＨの添加量を増やすこと、又は、洗浄液の温度を上げることにより、ガラス基板の表面のパーティクルを少なくして、レジストとの密着性を上げるよう工程の操作を行う。

さらに、ガラス基板の密着性の判定には、レジストパターン位置以外の残渣レジストにより評価が行われる。
レジストパターン位置以外の残渣レジストがないことを目標としていた場合に、図５Ｊ，Ｋのようにレジストパターン位置以外の残渣レジストが発生した場合、レジストに対する相溶性が高いパーティクルのガラス基板への付着により部分的に密着性が高いということになる。このような場合、第１洗浄工程のＫＯＨの添加量を増やすこと、又は、洗浄液の温度を上げることにより、ガラス基板の表面のパーティクルを少なくして、レジストとの密着性を下げるよう工程の操作を行う。
このような第１レジストパターン、第２レジストパターンを用いた評価は、レジストパターンを撮像して画像として読み取り、この画像を図示されない画像処理装置を用いて解析することにより行うことが好ましい。

（変形例１）
図６に、フォトマスクの変形例を示す。フォトマスク６００は、線幅１〜３０μｍの異なる複数のラインからなるマスクパターン６０１と、平行に設けられた複数のラインが、他方の平行に設けられた複数のラインと所定の角度で交差した格子状のマスクパターン６０２と、Ｌ字状に屈曲して形成されたマスクパターン６０３と、３本のラインが１点で交差したマスクパターン６０４と、複数の１５μｍ角のドットで形成されたマスクパターン６０５を備える。フォトマスクに形成されるマスクパターンは、図３や図６に示されるものに限定されることなく、適宜決定すればよい。

（変形例２）
図９Ａは、他の面処理方法である、気化した有機物をガラス基板に被膜する方法を説明する図である。図９Ａのバッチ式被膜装置９００は、ガラス基板の洗浄後に、被膜容器９０１内においてガラス基板の表面に所望の有機物を付着させる。被膜容器９０１内に、ガラス基板収納棚９０２により縦置きに保持されたガラス基板Ｇを収納し、被膜容器９０１内の雰囲気９０３に、例えば、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）を充填して、ガラス基板Ｇの表面に付着させる。一例として、ガラス基板Ｇの表面に、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）を０．１〜１０ｎｇ／ｃｍ^２付着させる。

（変形例３）
図９Ｂは、被膜装置９１０を用いた他の面処理方法である、有機物を含む水溶液をガラス基板の表面に付着させ被膜する方法を説明する図である。被膜装置９１０は、被膜容器９１１内にガラス基板収納棚９１２に縦置きにてガラス基板Ｇが収納され、投入される。被膜容器９１１内には、所定の濃度の有機物を含む水溶液９１３に満たされ、ガラス基板Ｇの表面は水溶液９１３に接触する。ガラス基板Ｇは、洗浄後に被膜されることが好ましい。例えば、濃度１ｐｐｍ〜５％の３−アミノプロピルトリエトキシシラン水溶液にガラス基板Ｇを浸漬させて、引き上げ乾燥させることで、ガラス基板Ｇの表面に、３−アミノプロピルトリエトキシシランを０．１〜１０ｎｇ／ｃｍ^２付着させる。

（変形例４）
図９Ｃは、粗面化処理装置９２０を用いた他の面処理方法である粗面化処理方法を説明する図である。粗面化処理装置９２０では、ガラス基板Ｇを搬送ローラ９２１により内部に投入し、ノズル９２２からエッチング液９２３をガラス基板に塗布する。その後、図示しない純水により洗浄され、粗面化処理装置９２０の出口に設けられるエアナイフ９２４により水滴を除去して、搬出される。ガラス基板の表面における平均表面粗さＲａ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１）を０．１〜１．０ｎｍにすることで、レジストとの接触面積を増加させて、密着性を向上することができる。

（変形例５）
図９Ｄは、バッチ式アニール装置９３０を用いた他の面処理方法であるアニール処理方法について説明する図である。バッチ式アニール装置９３０は、アニール容器９３１内においてガラス基板を熱処理し、ガラス基板Ｇの表面を改質する。具体的には、アニール容器内の温度を８０〜２２０℃に昇温して、ガラス基板Ｇの表面から水分を取り除くと共に、空気中の有機物を付着することで、レジストとの密着性を変化させることができる。

（変形例６）
図９Ｅは、ガラス積層体９４０を用いた他の面処理方法である、ガラス基板への有機物の付着処理方法について説明する図である。ガラス載置台９４１にガラス基板Ｇを、合紙９４２を介して積層している。合紙（シート材）に塗工されて含まれたＰＶＡ（ポリビリルアルコール）や、ポリエチレン等の樹脂成分がガラスに移行することで、ガラス基板Ｇの表面の有機物量が変化する。合紙に塗工する材料、量を調整することで、ガラス基板Ｇの表面に付着する有機物、有機物量をコントロールして、レジストとの密着性を変化させることができる。
また、ガラス基板に有機物を付着させる付着処理方法としては、合紙のシート材に代えて樹脂フィルムのシート材を用いることができる。また、付着させるために積層する必要はなく、ロール状の樹脂フィルムからの転写を、例えば、特開２０１１−４６５８６の図１２に示すような方法により接触させ行ってもよい。

以上のように、本発明は、ディスプレイ用のガラス基板の評価方法において、ガラス基板の表面にレジスト膜を形成し、その後、線幅の異なる複数のラインにより形成された第１マスクパターン、及び屈曲点を有する第２マスクパターンを有するフォトマスクを用いて前記レジスト膜を露光し、露光された前記レジスト膜を現像して、評価パターン形成工程を実施する。そして、前記ガラス基板の表面に形成された前記第１レジストパターンと前記第２レジストパターンの残存状態及び／又は剥離状態により、前記ガラス基板の表面状態を評価する表面評価工程を実施する。

Claims (10)

1. ディスプレイ用のガラス基板の表面にレジスト膜を形成する工程と、線幅の異なる複数のラインにより形成された第１マスクパターン、及び／又は屈曲点を有する第２マスクパターンを有するフォトマスクを用いて前記レジスト膜を露光し、露光された前記レジスト膜を現像して、評価パターンを形成する工程と、前記ガラス基板の表面に形成された前記第１レジストパターン及び／又は前記第２レジストパターンの残存状態や剥離状態により、前記ガラス基板の表面状態を評価する工程とを有する、ディスプレイ用ガラス基板の評価方法。
2. 前記フォトマスクの前記第１マスクパターンを形成する前記複数のラインは１μｍ以上３０μｍ以下の線幅であり、前記第２マスクパターンを形成する屈曲点は少なくとも２本のラインにより形成される交点である、請求項１に記載のディスプレイ用ガラス基板の評価方法。
3. 前記評価パターンを形成する工程では、前記第１マスクパターンに対応する第１レジストパターンと前記第２マスクパターンに対応する第２レジストパターンが形成され、前記表面状態を評価する工程では、前記ガラス基板に形成された前記第１レジストパターンのうち、前記ガラス基板の表面に残存した第１レジストパターンの線幅により、前記ガラス基板の表面状態を評価し、前記ガラス基板に形成された前記第２レジストパターンの交点における曲率を測定、又は、残渣物を観察して、前記ガラス基板の表面状態を評価し、前記ガラス基板に形成された前記レジストパターンの裏面からの浮き、又は、パーティクルを観察して、前記ガラス基板の表面状態を評価し、前記ガラス基板に形成された前記レジストパターン位置以外の残渣レジストを観察して、前記ガラス基板の表面状態を評価する請求項１又は２に記載のディスプレイ用ガラス基板の評価方法。
4. カラーフィルタパネルに用いられるディスプレイ用ガラス基板の製造方法において、溶融ガラスを冷却してガラス基板を形成する成形工程と、前記ガラス基板の前記カラーフィルタが形成される主表面に面処理を行う面処理工程とを有し、さらに前記面処理された前記主表面の表面状態に応じて前記面処理工程の条件を調整するために、前記面処理された前記ガラス基板の表面にフォトレジスト樹脂を塗膜し、所定のパターンを有するフォトマスクを用いて前記レジスト膜を露光し、露光された前記レジスト膜を現像して、前記ガラス基板の表面に形成された評価用のレジストパターンの残存状態または剥離状態により、前記ガラス基板の表面状態を評価して、前記面処理の条件を変更する評価工程を備えるディスプレイ用ガラス基板の製造方法。
5. 前記フォトマスクに形成される前記所定のパターンは、線幅の異なる複数のラインを有する第１マスクパターン及び／又は屈曲点を有する第２マスクパターンを有する、請求項４に記載のディスプレイ用ガラス基板の製造方法。
6. 前記フォトマスクに形成された前記第１マスクパターンは、１μｍ以上３０μｍ以下の線幅を有し、前記第２マスクパターンは、少なくとも２本のラインが交わる交点を有する、請求項５に記載のディスプレイ用ガラス基板の製造方法。
7. 前記面処理は、前記ガラス基板の洗浄により前記ガラス基板の主表面に付着する有機物量を調整する洗浄処理であって、洗浄剤としてテトラメチルアンモニウムハイドライドを用いる、請求項４〜６のいずれか１項に記載のディスプレイ用ガラス基板の製造方法。
8. 前記面処理により、４００℃の加熱時に、スチレン、フェノール、α−メチルスチレン、または1-プロピニルベンゼンを含む芳香族化合物あるいは脂肪族炭化水素が発生する有機物の付着量を調整する、請求項７に記載のディスプレイ用ガラス基板の製造方法。
9. 前記面処理は、前記ガラス基板の主表面の平均表面粗さＲａを０．１〜１．０ｎｍにする粗面化処理である、請求項５又は６に記載のディスプレイ用ガラス基板の製造方法。
10. 前記面処理は、前記ガラス基板の主表面に樹脂成分を含むシート材を接触させ、前記ガラス基板の主表面に樹脂成分を移行させる、請求項５又は６に記載のディスプレイ用ガラス基板の製造方法。
    

Images