JP2020021940A - レジスト膜形成基板の製造方法及びレジスト膜形成基板の製造に係る工程管理システム - Google Patents
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Abstract
【課題】レジスト膜を適切にパターニングする。【解決手段】基板10MG上にレジスト膜18,19を塗布する塗布工程と、塗布工程にて塗布されたレジスト膜18,19を選択的に露光する露光工程と、露光工程にて選択的に露光されたレジスト膜18,19を現像する現像工程であって、塗布工程が行われてから当該現像工程に移行するまでの移行時間に基づいて現像に係る処理時間を調整する現像工程と、を備える。【選択図】図10
Description
本発明は、レジスト膜形成基板の製造方法及びレジスト膜形成基板の製造に係る工程管理システムに関する。
従来、半導体ウエハやLCD基板(液晶ディスプレイ用ガラス基板)などの基板に対してレジスト液の塗布処理及び露光後の現像処理を行う塗布、現像装置の一例として下記特許文献1に記載されたものが知られている。この特許文献1に記載された塗布、現像装置は、滞在時間の計算の対象となっている基板よりも前の基板群について、露光装置内に搬入出の各時点から計算された露光装置内の滞在時間t3に基づいて、t1:待機時間計算の対象となる基板が待機モジュールから搬出できる状態になった時点から、当該基板に使用される加熱モジュールが当該基板の加熱処理のために準備が整う時点までの時間と、t2:前記タイミングの計算の対象となる基板が待機モジュールから搬出された時点から当該基板に使用される加熱モジュールに到達するまでの時点までの時間と、を計算し、t1−t2によりその待機モジュールでの待機時間の計算を行う。
上記した特許文献1に記載された塗布、現像装置によれば、露光後の基板を加熱する加熱モジュールが加熱処理のために準備が整う時点に合せて、待機モジュールから効率よく露光前の基板を払い出し、待機モジュールで余計に基板が待機することを抑えることができる。
ところで、基板に対してレジスト液の塗布を行ってから現像に移行するまでの移行時間は、製造上の諸事情に起因してばらつく場合がある。そのような場合でも、従来の現像装置では、基板に対して現像を行う処理時間が一定とされるのが一般的であるため、上記した移行時間に変動が生じることに起因して現像されたレジスト膜のパターンの仕上がりにムラが生じるおそれがあった。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、レジスト膜を適切にパターニングすることを目的とする。
(1)本発明の一実施形態は、基板上にレジスト膜を塗布する塗布工程と、前記塗布工程にて塗布された前記レジスト膜を選択的に露光する露光工程と、前記露光工程にて選択的に露光された前記レジスト膜を現像する現像工程であって、前記塗布工程が行われてから当該現像工程に移行するまでの移行時間に基づいて現像に係る処理時間を調整する現像工程と、を備えるレジスト膜形成基板の製造方法である。
(2)また、本発明のある実施形態は、上記(1)の構成に加え、前記現像工程では、前記移行時間に加えて前記レジスト膜の材料を加味して前記処理時間を調整するレジスト膜形成基板の製造方法である。
(3)また、本発明のある実施形態は、上記(1)または、上記(2)の構成に加え、前記現像工程では、前記移行時間に加えて前記レジスト膜の膜厚を加味して前記処理時間を調整するレジスト膜形成基板の製造方法である。
(4)また、本発明のある実施形態は、上記(1)から上記(3)のいずれか1つの構成に加え、前記現像工程では、前記移行時間に加えて前記露光工程での前記レジスト膜の露光範囲または非露光範囲を加味して前記処理時間を調整するレジスト膜形成基板の製造方法である。
(5)また、本発明のある実施形態は、上記(1)から上記(4)のいずれか1つの構成に加え、前記現像工程では、前記基板を搬送しつつ前記基板上に現像液を供給するようにしていて、前記基板の搬送速度を制御することで前記処理時間を調整するレジスト膜形成基板の製造方法である。
(6)また、本発明のある実施形態は、上記(1)から上記(5)のいずれか1つの構成に加え、前記塗布工程では、前記レジスト膜としてカラーレジスト膜または遮光レジスト膜を塗布するレジスト膜形成基板の製造方法である。
(7)本発明の一実施形態は、基板上にレジスト膜を塗布する塗布装置と、前記レジスト膜を選択的に露光する露光装置と、前記レジスト膜を現像する現像装置と、前記塗布装置による前記レジスト膜の塗布が完了した塗布完了時刻を少なくとも記憶する記憶装置と、前記記憶装置に記憶されている前記塗布完了時刻を読み出すことで前記塗布装置による前記レジスト膜の塗布が行われてから前記現像装置による現像に移行するまでの移行時間を抽出し、抽出した前記移行時間に基づいて前記現像装置による現像に係る処理時間を抽出する処理を行う抽出処理装置と、前記抽出処理装置により抽出された前記処理時間に基づいて前記現像装置による現像を制御する現像制御装置と、少なくとも前記塗布装置、前記抽出処理装置及び前記現像制御装置を前記記憶装置に対して情報通信が可能な状態に接続する情報通信回線と、を備えるレジスト膜形成基板の製造に係る工程管理システムである。
(8)また、本発明のある実施形態は、上記(7)の構成に加え、前記抽出処理装置は、少なくとも前記移行時間と前記処理時間との関係を記したデータテーブルを記憶するデータテーブル記憶部を有していて、前記記憶装置から前記塗布完了時刻を読み出すことで抽出した前記移行時間に基づいて前記データテーブル記憶部に記憶された前記データテーブルから前記処理時間を抽出するレジスト膜形成基板の製造に係る工程管理システムである。
(9)また、本発明のある実施形態は、上記(7)または上記(8)のいずれか1つの構成に加え、前記情報通信回線は、前記現像制御装置を前記抽出処理装置に対して情報通信が可能な状態に接続するレジスト膜形成基板の製造に係る工程管理システムである。
(10)また、本発明のある実施形態は、上記(7)から上記(9)のいずれか1つの構成に加え、前記現像装置は、前記基板を搬送する基板搬送部と、前記基板搬送部により搬送される前記基板に現像液を供給する現像液供給部と、を少なくとも有しており、前記現像制御装置は、前記基板搬送部による前記基板の搬送速度を制御することで前記処理時間を調整するレジスト膜形成基板の製造に係る工程管理システムである。
本発明によれば、レジスト膜を適切にパターニングすることができる。
<実施形態>
本発明の一実施形態を図1から図14によって説明する。本実施形態では、液晶パネル10を構成するCF基板(レジスト膜形成基板)10Aの製造方法及びCF基板10Aの製造に係る工程管理システムMSについて例示する。なお、各図面の一部にはX軸、Y軸及びZ軸を示しており、各軸方向が各図面で示した方向となるように描かれている。また、図1などに示す上側を表側とし、同図下側を裏側とする。
本発明の一実施形態を図1から図14によって説明する。本実施形態では、液晶パネル10を構成するCF基板(レジスト膜形成基板)10Aの製造方法及びCF基板10Aの製造に係る工程管理システムMSについて例示する。なお、各図面の一部にはX軸、Y軸及びZ軸を示しており、各軸方向が各図面で示した方向となるように描かれている。また、図1などに示す上側を表側とし、同図下側を裏側とする。
図1は、液晶パネル10の断面図である。液晶パネル10は、図1に示すように、一対の基板10A,10B間に、電界印加に伴って光学特性が変化する物質である液晶材料を含む液晶層10Cを封入してなる。液晶パネル10を構成する両基板10A,10Bのうち、表側に配されるものがCF基板10Aとされ、裏側に配されるものがアレイ基板10Bとされる。CF基板10Aは、対向基板とも呼ばれ、アレイ基板10Bは、アクティブマトリクス基板やTFT基板とも呼ばれる。CF基板10A及びアレイ基板10Bは、いずれもほぼ透明で優れた透光性を有するガラス基板10GSの内面側に所定の膜、すなわち構造物を既知のフォトリソグラフィ法により順次に積層形成してなるものとされる。なお、両基板10A,10Bの外側の板面には、表裏一対の偏光板11がそれぞれ貼り付けられている。
アレイ基板10Bの内側、つまり液晶層10C側の板面には、図1に示すように、スイッチング素子であるTFT(Thin Film Transistor)12及び画素電極13が多数個ずつマトリクス状に並んで設けられている。これらTFT12及び画素電極13の周りには、格子状をなしていて金属膜からなるゲート配線及びソース配線(いずれも図示せず)が配設されている。ゲート配線及びソース配線は、TFT12に接続されている。画素電極13は、例えばITO(Indium Tin Oxide)などの透明電極材料からなり、ゲート配線及びソース配線に供給される各信号に基づいて駆動されるTFT12によって所定の電位に充電されるようになっている。また、アレイ基板10Bの内面側には、各種絶縁膜などが設けられている。
CF基板10Aの構成について図1に加えて図2を参照しつつ説明する。図2は、CF基板10Aの画素配列を示す平面図である。CF基板10Aの内側の板面には、図1及び図2に示すように、赤色(R),緑色(G),青色(B)を呈する3色のカラーフィルタ14と、光を遮る遮光部15と、が設けられている。カラーフィルタ14は、アレイ基板10B側の各画素電極13と対向状をなす位置に多数個がマトリクス状に並んで設けられている。各色のカラーフィルタ14は、各色に係る特定の波長範囲の光を選択的に透過する。つまり、赤色を呈する赤色カラーフィルタ14Rは、赤色の波長領域の光を、緑色を呈する緑色カラーフィルタ14Gは、緑色の波長領域の光を、青色を呈する青色カラーフィルタ14Bは、青色の波長領域の光を、それぞれ選択的に透過する。これら3色のカラーフィルタ14R,14G,14Bは、対向する画素電極13と共に3色の画素を構成している。遮光部15は、隣り合うカラーフィルタ14(画素)の間を仕切るよう配されていて、隣り合うカラーフィルタ14の間で行き交おうとする光を遮るものである。遮光部15は、アレイ基板10B側のゲート配線及びソース配線と平面に視て重畳する配置とされる。
カラーフィルタ14の上層側には、図1に示すように、対向電極16が内側に重なって設けられている。対向電極16は、CF基板10Aの内面におけるほぼ全域にわたってベタ状に形成されている。対向電極16は、画素電極13と同様の透明電極材料からなり、常に一定の基準電位に保たれている。従って、各TFT12が駆動されるのに伴って各TFT12に接続された各画素電極13が充電されると、各画素電極13との間には電位差が生じ得る。そして、対向電極16と各画素電極13との間に生じる電位差に基づいて液晶層10Cに含まれる液晶分子の配向状態が変化し、それに伴って透過光の偏光状態が変化し、もって液晶パネル10の透過光量が各画素毎に個別に制御されるとともに所定のカラー画像が表示されるようになっている。なお、両基板10A,10Bにおける最内面には、液晶層10Cに臨む形で配されて液晶分子を配向させる配向膜17がそれぞれ設けられている。
上記のような構成の各基板10A,10Bは、既知のフォトリソグラフィ法を用いてガラス基板10GSのうちの内側の板面上に各種構造物を構成する各種膜が繰り返し形成されることで製造されている。そして、本実施形態では、複数のガラス基板10GSが板面内に並んで配されてなるマザーガラス基板10MGに対してフォトリソグラフィ法に係る各種処理がなされている(図3などを参照)。なお、ガラス基板10GSは、個別の液晶パネル10を構成する「単位基板」であると言え、マザーガラス基板10MGは、複数の単位基板を含む「基板」である。
続いて、特にCF基板10Aの製造方法について詳しく説明する。CF基板10Aは、マザーガラス基板10MG上に遮光部15を形成する遮光部形成工程と、3色のカラーフィルタ14R,14G,14Bを順次に形成するカラーフィルタ形成工程と、対向電極16を形成する対向電極形成工程と、配向膜17を形成する配向膜形成工程と、を経て製造される。このうちの遮光部形成工程及びカラーフィルタ形成工程では、遮光部15やカラーフィルタ14の材料としていずれもネガ型の感光性材料を用いている。詳しくは、遮光部形成工程及びカラーフィルタ形成工程には、マザーガラス基板10MG上にネガ型の感光性材料からなるレジスト膜(フォトレジスト膜)18,19を塗布する塗布工程と、レジスト膜18,19を選択的に露光する露光工程と、レジスト膜18,19を現像する現像工程と、がそれぞれ含まれている。
遮光部形成工程について図3から図5を参照しつつ説明する。図3から図5は、遮光部形成工程にて遮光レジスト膜(レジスト膜)18をパターニングする手順を表す断面図である。遮光部形成工程に含まれる塗布工程では、図3に示すように、ネガ型の感光性遮光材料からなる遮光レジスト膜18が、インクジェット装置などの塗布装置20(図10を参照)によってマザーガラス基板10MG上に塗布される。このとき塗布される遮光レジスト膜18は、マザーガラス基板10MGの板面においてほぼ均一な膜厚でもってベタ状に成膜されている。遮光部形成工程に含まれる露光工程では、図4に示すように、マザーガラス基板10MG上に塗布された遮光レジスト膜18が、露光装置21(図10を参照)によって選択的に露光される。この露光装置21には、遮光レジスト膜18に対する露光範囲を制御するためのフォトマスクM1が備えられている。フォトマスクM1は、透明なガラス基材M1Aと、ガラス基材M1Aの板面に形成されて光源からの露光光を遮光する遮光膜M1Bと、からなる。この遮光膜M1Bには、光を透過する開口部M1Cが開口形成されている。遮光レジスト膜18は、フォトマスクM1における遮光膜M1Bと重畳する範囲が非露光箇所となり、開口部M1Cと重畳する範囲が露光箇所となる。遮光部形成工程に含まれる現像工程では、図5に示すように、選択的に露光された遮光レジスト膜18が、現像装置22(図9及び図10を参照)によって現像される。本実施形態では、ネガ型の感光性遮光材料が遮光レジスト膜18に用いられているので、上記した現像工程を経ると、遮光レジスト膜18は、非露光箇所がマザーガラス基板10MG上から除去され、露光箇所がマザーガラス基板10MG上に残存する。遮光レジスト膜18の残存部分が所定のパターンの遮光部15となる。
カラーフィルタ形成工程について図6から図8を参照しつつ説明する。図6から図8は、カラーフィルタ形成工程にてカラーレジスト膜(レジスト膜)19をパターニングする手順を表す断面図である。なお、図6から図8では、カラーフィルタ14の一例として赤色カラーフィルタ14Rの場合を例示しているが、緑色カラーフィルタ14G及び青色カラーフィルタ14Bについても同様である。カラーフィルタ形成工程に含まれる塗布工程では、図6に示すように、ネガ型の感光性着色材料からなるカラーレジスト膜19を、遮光部形成工程の場合と同様のインクジェット装置などの塗布装置20を用いてマザーガラス基板10MG上に塗布する。なお、カラーレジスト膜19の感光性着色材料は、各色のカラーフィルタ14R,14G,14B毎に異なる色を呈する顔料を含有している。このとき塗布されるカラーレジスト膜19は、マザーガラス基板10MGの板面においてほぼ均一な膜厚でもってベタ状に成膜されている。カラーフィルタ形成工程に含まれる露光工程では、図7に示すように、マザーガラス基板10MG上に塗布されたカラーレジスト膜19を、遮光部形成工程の場合と同様の露光装置21を用いて選択的に露光する。この露光装置21には、カラーレジスト膜19に対する露光範囲を制御するためのフォトマスクM2が備えられている。フォトマスクM2は、透明なガラス基材M2Aと、ガラス基材M2Aの板面に形成されて光源からの露光光を遮光する遮光膜M2Bと、からなる。この遮光膜M2Bには、光を透過する開口部M2Cが開口形成されている。カラーレジスト膜19は、フォトマスクM2における遮光膜M2Bと重畳する範囲が非露光箇所となり、開口部M2Cと重畳する範囲が露光箇所となる。カラーフィルタ形成工程に含まれる現像工程では、図8に示すように、選択的に露光されたカラーレジスト膜19を、遮光部形成工程の場合と同様の現像装置22を用いて現像する。本実施形態では、ネガ型の感光性着色材料がカラーレジスト膜19に用いられているので、上記した現像工程を経ると、カラーレジスト膜19は、非露光箇所がマザーガラス基板10MG上から除去され、露光箇所がマザーガラス基板10MG上に残存する。カラーレジスト膜19の残存部分が所定のパターンのカラーフィルタ14となる。なお、本実施形態では、塗布装置20、露光装置21及び現像装置22に係る符号については、説明の便宜上、遮光部形成工程及びカラーフィルタ形成工程で用いられるものの間で共通化している。
次に、現像装置22について図9を用いて詳しく説明する。図9は、現像装置22の概略的な断面図である。現像装置22は、図9に示すように、現像処理を行う現像処理槽22Aと、現像処理槽22A内においてマザーガラス基板10MGを搬送する基板搬送部22Bと、基板搬送部22Bにより搬送されるマザーガラス基板10MG上に現像液を供給する現像液供給部22Cと、を少なくとも備える。現像処理槽22Aのうちのマザーガラス基板10MGの搬送方向(図9の左右方向)についての前後の両壁部には、マザーガラス基板10MGを搬入出するための搬入口22A1及び搬出口22A2が開口形成されている。基板搬送部22Bは、マザーガラス基板10MGをそのレジスト膜18,19の形成面が鉛直方向の上向きとなり且つ水平方向に並行する姿勢に保ちつつ搬送する複数の搬送ローラ22B1を有する。複数の搬送ローラ22B1は、マザーガラス基板10MGの搬送方向について前後に間隔を空けて複数が並んで配されていて自転可能とされる。各搬送ローラ22B1は、図示しない動力源(モータなど)から付与される回転力によって所定の単位時間当たりの回転数でもって回転される。現像液供給部22Cは、基板搬送部22Bに対してマザーガラス基板10MGを挟んで鉛直方向の上側に配されている。現像液供給部22Cは、マザーガラス基板10MGの搬送方向について前後に間隔を空けて複数が並んで配されていてそれぞれが現像液をマザーガラス基板10MGにおけるレジスト膜18,19の形成面上に吐出可能とされる。この現像装置22では、基板搬送部22Bによりマザーガラス基板10MGを所定の搬送速度でもって搬送しつつ現像液供給部22Cから吐出される現像液により現像処理がなされる。従って、現像に係る処理時間は、基板搬送部22Bによるマザーガラス基板10MGの搬送速度(各搬送ローラ22B1の単位時間当たりの回転数)に依存しており、同搬送速度が遅くなるほど処理時間が長くなり、逆に同搬送速度が速くなるほど処理時間が短くなる傾向とされる。
続いて、CF基板10Aの製造方法に含まれる遮光部形成工程及びカラーフィルタ形成工程において用いられる工程管理システムMSについて図10から図14を用いて説明する。工程管理システムMSは、図10に示すように、塗布装置20と、塗布制御装置23と、露光装置21と、露光制御装置24と、現像装置22と、現像制御装置25と、詳しくは後述する記憶装置26と、詳しくは後述する抽出処理装置27と、これら各装置20〜27の間を情報通信が可能な状態に接続する情報通信回線28と、を少なくとも備える。塗布装置20、露光装置21及び現像装置22に関しては、既述した通りである。塗布制御装置23は、情報通信回線28を介して塗布装置20に接続されており、塗布装置20によるマザーガラス基板10MGに対するレジスト膜18,19の塗布処理(レジスト膜18,19の膜厚など)を制御することができる。露光制御装置24は、情報通信回線28を介して露光装置21に接続されており、露光装置21によるレジスト膜18,19に対する露光処理(レジスト膜18,19の露光範囲及び非露光範囲など)を制御することができる。現像制御装置25は、情報通信回線28を介して現像装置22に接続されており、現像装置22によるレジスト膜18,19に対する現像処理を制御することができる。より具体的には、現像制御装置25は、現像装置22に備わる基板搬送部22Bによるマザーガラス基板10MGの搬送速度(各搬送ローラ22B1の単位時間当たりの回転数)や現像液供給部22Cによる現像液の吐出量などを制御することができる。
記憶装置26は、図10に示すように、情報通信回線28を介して塗布制御装置23、露光制御装置24及び現像制御装置25に接続されており、塗布装置20、露光装置21及び現像装置22による各処理が完了した時刻(塗布完了時刻を含む)などを記憶することができる。記憶装置26は、上記以外にも、各種処理が行われるマザーガラス基板10MGのロットナンバー、各種処理の工程番号、各種処理のレシピ番号なども記憶されている。このうちのロットナンバーは、上記した工程番号及びレシピ番号に紐付けられていて、その他にも製造される液晶パネル10の機種などの情報に紐付けられている。抽出処理装置27は、情報通信回線28を介して現像制御装置25及び記憶装置26にそれぞれ接続されている。抽出処理装置27は、例えばCPUやメモリ(記憶部27A)などを備えるパーソナルコンピュータなどからなる。抽出処理装置27は、記憶装置26に記憶されている情報のうち、少なくとも塗布装置20によるレジスト膜18,19の塗布が完了した塗布完了時刻を情報通信回線28を介して読み出すことで、塗布装置20によるレジスト膜18,19の塗布が行われてから現像装置22による現像に移行するまでの移行時間を抽出する処理を行う。さらに、抽出処理装置27は、抽出した移行時間に基づいて現像装置22による現像に係る処理時間を抽出する処理を行う。なお、現像装置22による現像が行われる予定の時刻である現像開始時刻は、記憶装置26に記憶されていてもよい。その場合、抽出処理装置27は、情報通信回線28を介して記憶装置26に記憶されている塗布完了時刻及び現像開始時刻を読み出して移行時間を抽出することになる。それ以外にも、抽出処理装置27により移行時間を抽出する処理が行われる時刻を現像開始時刻と見なすこともでき、その場合、抽出処理装置27は、情報通信回線28を介して記憶装置26に記憶されている塗布完了時刻を読み出すとともにその時点での時刻を現像開始時刻として移行時間を抽出することになる。
そして、現像制御装置25は、図10に示すように、抽出処理装置27により抽出された処理時間に基づいて現像装置22による現像を制御する。つまり、CF基板製造工程に含まれる現像工程では、塗布工程が行われてから当該現像工程に移行するまでの移行時間に基づいて現像に係る処理時間が調整されている。このようにすれば、塗布装置20によるレジスト膜18,19の塗布が行われてから現像装置22による現像に移行するまでの移行時間が製造上の諸事情に起因してばらついた場合であっても、その移行時間に基づいて抽出処理装置27により抽出された処理時間でもって現像がなされるよう現像制御装置25により現像装置22が制御される。例えば、上記した移行時間が長い場合には、抽出処理装置27によって長い処理時間が抽出されるので、その長い処理時間でもって現像がなされるよう現像制御装置25により現像装置22が制御される。逆に、上記した移行時間が短い場合には、抽出処理装置27によって短い処理時間が抽出されるので、その短い処理時間でもって現像がなされるよう現像制御装置25により現像装置22が制御される。以上により、上記した移行時間が変動した場合でも現像を適切に行うことができる。これにより、レジスト膜18,19が適切にパターニングされる。しかも、現像制御装置25及び抽出処理装置27が情報通信回線28により情報通信可能な状態で接続されているので、現像制御装置25は、抽出処理装置27により抽出された処理時間を、情報通信回線28を介して直接的に読み出すことができる。
ここで、図11から図13に示される各グラフを用いて本実施形態に係る課題、作用及び効果について詳しく説明する。まず、図11は、塗布工程が行われてから現像工程に移行するまでの移行時間(横軸)と、現像に必要となる処理時間(縦軸)と、の関係を表すグラフである。図11によれば、移行時間が長くなるほど現像に必要となる処理時間が長くなり、移行時間が短くなるほど現像に必要となる処理時間が短くなる傾向にある、と言える。ここで、仮に、処理時間をある標準処理時間T1に固定化した場合、その標準処理時間と図11に示されるグラフとの交点となる標準移行時間T2が得られる。次に、図12は、現像に係る処理時間をある標準処理時間T1に固定化した場合における移行時間(横軸)と、現像工程後に得られるレジスト膜18,19のパターンに係る線幅(縦軸)と、の関係を表すグラフである。ここで、移行時間が標準移行時間T2の場合におけるレジスト膜18,19のパターンに係る線幅を標準線幅Wとする。図12によれば、実際の移行時間が標準移行時間T2よりも長いにも拘わらず標準処理時間T1にて現像を行うと、レジスト膜18,19のパターンに係る線幅が標準線幅Wよりも広くなることが分かる。これは、標準処理時間T1が現像に必要な処理時間よりも短いため、レジスト膜18,19が十分に現像されないことが原因と推考される。図12によれば、上記とは逆に実際の移行時間が標準移行時間T2よりも短いにも拘わらず標準処理時間T1にて現像を行うと、レジスト膜18,19のパターンに係る線幅が標準線幅Wよりも狭くなることが分かる。これは、標準処理時間T1が現像に必要な処理時間よりも長いため、レジスト膜18,19が過剰に現像されることが原因と推考される。続いて、図13は、現像に係る処理時間を、実際の移行時間に応じて変化させた場合における移行時間(横軸)と、現像工程後に得られるレジスト膜18,19のパターンに係る線幅(縦軸)と、の関係を表すグラフである。図13によれば、実際の移行時間が標準移行時間T2よりも長くても短くても、レジスト膜18,19のパターンに係る線幅が標準線幅Wで一定となることが分かる。これは、変動する移行時間に応じて現像に係る処理時間が現像に必要な処理時間と一致するよう調整されるので、常にレジスト膜18,19が適切に現像されるためと推考される。
さらには、抽出処理装置27は、図10に示すように、少なくとも塗布完了時刻から現像開始時刻までの移行時間と、現像装置22に備わる基板搬送部22Bによるマザーガラス基板10MGの搬送速度(現像に係る処理時間)と、の関係を記したデータテーブルを記憶する記憶部(データテーブル記憶部)27Aを有している。従って、抽出処理装置27は、抽出した移行時間に基づいて記憶部27Aに記憶されたデータテーブルを読み込むことで、マザーガラス基板10MGの搬送速度を抽出することができる。これにより、記憶装置26に上記したデータテーブルを記憶させる必要がないので、塗布完了時刻などを記憶した既存の記憶装置26に対して情報通信回線28を介して抽出処理装置27を接続すれば済む。既存の工程管理システムMSを大幅に改変する必要がなく、低コスト化を図る上で好適となる。
続いて、記憶部27Aに記憶されたデータテーブルの具体例について図14を用いて説明する。図14は、データテーブルを表す図である。図14に示されるデータテーブルには、塗布完了時刻から現像開始時刻までの移行時間(単位は「h(時間)」)と、現像装置22に備わる基板搬送部22Bによるマザーガラス基板10MGの搬送速度(無単位)と、が記されている。本実施形態では、製造する液晶パネル10が2種類の機種α,βである場合を例示しており、各機種α,β毎に液晶パネル10を構成するCF基板10Aの仕様も異なっている。CF基板10Aの仕様には、カラーフィルタ14及び遮光部15における材料、膜厚及び面積などが含まれており、これらが液晶パネル10の機種α,βによって異なる場合がある。このうちの「面積」は、液晶パネル10の精細度(解像度)や画面サイズなどによって変化するものであり、CF基板製造工程に含まれる露光工程でのレジスト膜18,19の露光範囲または非露光範囲が反映されている。なお、カラーフィルタ14及び遮光部15における材料、膜厚及び面積は、液晶パネル10の機種α,βによって全て異なっていても良いが一部のみが異なっていても構わない。図14には、各機種α,βに関し、遮光部15(図14の表記は「遮光部」)の遮光レジスト膜18を現像する際のマザーガラス基板10MGの搬送速度(図14の表記は「A,B,I,J」)が記されている。図14には、各機種α,βに関し、赤色カラーフィルタ14R(図14の表記は「CF(R)」)と、緑色カラーフィルタ14G(図14の表記は「CF(G)」)と、青色カラーフィルタ14B(図14の表記は「CF(B)」)と、における各カラーレジスト膜19を現像する際のマザーガラス基板10MGの搬送速度(図14の表記は「C,D,E,F,G,H,K,L,M,N,O,P」)が記されている。図14に記されたマザーガラス基板10MGの搬送速度には、機種α,βの違いに因るカラーフィルタ14及び遮光部15における材料、膜厚及び面積の違いが加味されている、と言える。図14には、移行時間として、0〜12時間と、12〜24時間と、の2種類が記されている。
図14に示されるデータテーブルを用いた具体的な処理について説明する。CF基板製造工程に含まれる現像工程では、抽出処理装置27は、図10に示すように、情報通信回線28を介して記憶装置26から少なくとも塗布完了時刻を読み出し、塗布完了時刻から現像開始時刻までの移行時間を抽出する。それとともに抽出処理装置27は、情報通信回線28を介して記憶装置26からロットナンバーに紐付けられた機種α,βや処理対象のレジスト膜18,19に関する情報などを読み出し、機種α,β及び処理対象のレジスト膜18,19を特定する。そして、抽出処理装置27は、移行時間、機種α,β及び処理対象のレジスト膜18,19の各情報に基づいて図14のデータテーブルを参照し、マザーガラス基板10MGの搬送速度を抽出する。例えば、移行時間が10時間、機種α、処理対象が赤色カラーフィルタ14Rのカラーレジスト膜19であれば、マザーガラス基板10MGの搬送速度は「C」となる。また、移行時間が14時間、機種β、処理対象が遮光部15の遮光レジスト膜18であれば、マザーガラス基板10MGの搬送速度は「J」となる。このようにしてマザーガラス基板10MGの搬送速度が抽出されたら、現像制御装置25は、情報通信回線28を介して抽出処理装置27からマザーガラス基板10MGの搬送速度に係る情報を取得し、その搬送速度に係る情報に基づいて現像装置22の基板搬送部22Bを制御する。これにより、塗布完了時刻から現像開始時刻までの移行時間に加えてレジスト膜18,19の材料、膜厚、面積が加味された搬送速度でもってマザーガラス基板10MGを搬送することができるので、現像に係る処理時間が適切なものとなる。
以上説明したように本実施形態のCF基板(レジスト膜形成基板)10Aの製造方法は、マザーガラス基板(基板)10MG上にレジスト膜18,19を塗布する塗布工程と、塗布工程にて塗布されたレジスト膜18,19を選択的に露光する露光工程と、露光工程にて選択的に露光されたレジスト膜18,19を現像する現像工程であって、塗布工程が行われてから当該現像工程に移行するまでの移行時間に基づいて現像に係る処理時間を調整する現像工程と、を備える。
まず、塗布工程では、マザーガラス基板10MG上にレジスト膜18,19が塗布される。露光工程では、塗布工程にてマザーガラス基板10MG上に塗布されたレジスト膜18,19が選択的に露光される。これにより、レジスト膜18,19には露光箇所と非露光箇所とが生じる。現像工程では、露光工程にて選択的に露光されたレジスト膜18,19が現像される。これにより、レジスト膜18,19における露光箇所と非露光箇所とのうちの一方が除去されて他方が残存することで、所定のパターンが形成される。ところで、塗布工程が行われてから現像工程に移行するまでの移行時間は、製造上の諸事情に起因してばらつく場合があり、その移行時間が長くなるほど現像工程での現像に必要となる処理時間は長くなる傾向にある。その点、現像工程では、塗布工程が行われてから現像工程に移行するまでの移行時間に基づいて現像に係る処理時間を調整するようにしているから、上記した移行時間が変動した場合でも現像を適切に行うことができる。これにより、レジスト膜18,19が適切にパターニングされる。
また、現像工程では、移行時間に加えてレジスト膜18,19の材料を加味して処理時間を調整する。現像工程で必要となる現像に係る処理時間は、上記し移行た時間以外にも、レジスト膜18,19の材料によっても変動し得る。その点、現像工程では、移行時間に加えてレジスト膜18,19の材料を加味して処理時間を調整しているので、使用されるレジスト膜18,19の材料に適した現像がなされる。これにより、レジスト膜18,19がより適切にパターニングされる。
また、現像工程では、移行時間に加えてレジスト膜18,19の膜厚を加味して処理時間を調整する。現像工程で必要となる現像に係る処理時間は、上記した移行時間以外にも、レジスト膜18,19の膜厚によっても変動し得る。その点、現像工程では、移行時間に加えてレジスト膜18,19の膜厚を加味して処理時間を調整しているので、使用されるレジスト膜18,19の膜厚に適した現像がなされる。これにより、レジスト膜18,19がより適切にパターニングされる。
また、現像工程では、移行時間に加えて露光工程でのレジスト膜18,19の露光範囲または非露光範囲を加味して処理時間を調整する。露光工程でのレジスト膜18,19の露光範囲または非露光範囲は、現像工程を経てマザーガラス基板10MGに残存するレジスト膜18,19のパターンの面積を反映している。現像工程で必要となる現像に係る処理時間は、上記した移行時間以外にも、レジスト膜18,19のパターンの面積によっても変動し得る。その点、現像工程では、移行時間に加えて露光工程でのレジスト膜18,19の露光範囲または非露光範囲を加味して処理時間を調整しているので、マザーガラス基板10MGに残存するレジスト膜18,19のパターンの面積に適した現像がなされる。これにより、レジスト膜18,19がより適切にパターニングされる。
また、現像工程では、マザーガラス基板10MGを搬送しつつマザーガラス基板10MG上に現像液を供給するようにしていて、マザーガラス基板10MGの搬送速度を制御することで処理時間を調整する。このようにすれば、現像工程では、所定の搬送速度で搬送されるマザーガラス基板10MG上に現像液が供給されることで、効率的に現像がなされる。このとき、マザーガラス基板10MGの搬送速度が遅くなるほど現像に係る処理時間が長くなり、マザーガラス基板10MGの搬送速度が速くなるほど現像に係る処理時間が短くなるので、マザーガラス基板10MGの搬送速度を制御することで、現像に係る処理時間を適切に調整することができる。
また、塗布工程では、レジスト膜18,19としてカラーレジスト膜19または遮光レジスト膜18を塗布する。このようにすれば、レジスト膜18,19であるカラーレジスト膜19または遮光レジスト膜18が適切にパターニングされる。
また、本実施形態のCF基板10Aの製造に係る工程管理システムMSは、マザーガラス基板10MG上にレジスト膜18,19を塗布する塗布装置20と、レジスト膜18,19を選択的に露光する露光装置21と、レジスト膜18,19を現像する現像装置22と、塗布装置20によるレジスト膜18,19の塗布が完了した塗布完了時刻を少なくとも記憶する記憶装置26と、記憶装置26に記憶されている塗布完了時刻を読み出すことで塗布装置20によるレジスト膜18,19の塗布が行われてから現像装置22による現像に移行するまでの移行時間を抽出し、抽出した移行時間に基づいて現像装置22による現像に係る処理時間を抽出する処理を行う抽出処理装置27と、抽出処理装置27により抽出された処理時間に基づいて現像装置22による現像を制御する現像制御装置25と、少なくとも塗布装置20、抽出処理装置27及び現像制御装置25を記憶装置26に対して情報通信が可能な状態に接続する情報通信回線28と、を備えるCF基板10Aの製造に係る工程管理システム。
まず、塗布装置20によりマザーガラス基板10MG上にレジスト膜18,19が塗布される。マザーガラス基板10MG上に塗布されたレジスト膜18,19が露光装置21により選択的に露光されると、レジスト膜18,19には露光箇所と非露光箇所とが生じる。選択的に露光されたレジスト膜18,19が現像装置22により現像されると、レジスト膜18,19における露光箇所と非露光箇所とのうちの一方が除去されて他方が残存することで、所定のパターンが形成される。現像装置22は、現像制御装置25により現像の制御がなされる。記憶装置26には、少なくとも塗布装置20によるレジスト膜18,19の塗布が完了した塗布完了時刻が情報通信回線28を介して情報通信されるとともにその情報が記憶される。
ところで、塗布装置20によるレジスト膜18,19の塗布が行われてから現像装置22による現像に移行するまでの移行時間は、製造上の諸事情に起因してばらつく場合があり、その移行時間が長くなるほど現像装置22による現像に必要となる処理時間は長くなる傾向にある。そこで、抽出処理装置27は、記憶装置26に記憶されている塗布完了時刻を、情報通信回線28を介して読み出し、読み出した塗布完了時刻に基づいて塗布装置20によるレジスト膜18,19の塗布が行われてから現像装置22による現像に移行するまでの移行時間を抽出する。それから抽出処理装置27は、抽出した移行時間に基づいて現像装置22による現像に係る処理時間を抽出する処理を行う。そして、現像制御装置25は、抽出処理装置27により抽出された処理時間を、情報通信回線28を介して読み出し、読み出した処理時間に基づいて現像装置22による現像を制御するので、上記した移行時間が変動した場合でも現像を適切に行うことができる。これにより、レジスト膜18,19が適切にパターニングされる。
また、抽出処理装置27は、少なくとも移行時間と処理時間との関係を記したデータテーブルを記憶する記憶部(データテーブル記憶部)27Aを有していて、記憶装置26から塗布完了時刻を読み出すことで抽出した移行時間に基づいて記憶部27Aに記憶されたデータテーブルから処理時間を抽出する。このようにすれば、抽出処理装置27は、記憶装置26から情報通信回線28を介して読み出した塗布完了時刻に基づいて移行時間を抽出するものの、処理時間の抽出は自身が有する記憶部27Aに記憶されたデータテーブルを読み込んで行っている。従って、記憶装置26には、データテーブルを記憶させる必要がないので、既存の記憶装置26に対して情報通信回線28を介して抽出処理装置27を接続すればよい。これにより、既存の工程管理システムMSを大幅に改変する必要がないので、低コスト化を図る上で好適となる。
また、情報通信回線28は、現像制御装置25を抽出処理装置27に対して情報通信が可能な状態に接続する。仮に、現像制御装置25と抽出処理装置27とが情報通信回線28により直接接続されない場合は、抽出処理装置27により抽出された処理時間を記憶装置26に記憶させるよう記憶装置26の改変を要する。これに比べると、現像制御装置25は、抽出処理装置27により抽出された処理時間を、情報通信回線28を介して直接的に読み出すことができるので、記憶装置26については改変が不要となる。
また、現像装置22は、マザーガラス基板10MGを搬送する基板搬送部22Bと、基板搬送部22Bにより搬送されるマザーガラス基板10MGに現像液を供給する現像液供給部22Cと、を少なくとも有しており、現像制御装置25は、基板搬送部22Bによるマザーガラス基板10MGの搬送速度を制御することで処理時間を調整する。このようにすれば、現像装置22は、基板搬送部22Bによりマザーガラス基板10MGを所定の搬送速度で搬送しつつ、現像液供給部22Cによりマザーガラス基板10MG上に現像液を供給することで、効率的に現像を行うことができる。このとき、基板搬送部22Bによるマザーガラス基板10MGの搬送速度が遅くなるほど現像に係る処理時間が長くなり、基板搬送部22Bによるマザーガラス基板10MGの搬送速度が速くなるほど現像に係る処理時間が短くなるので、現像制御装置25は、基板搬送部22Bによるマザーガラス基板10MGの搬送速度を制御することで、現像に係る処理時間を適切に調整することができる。
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記した実施形態では、製造される液晶パネルの機種が2種類とされる場合のデータテーブルを例示したが、製造される液晶パネルの機種が3種類以上であっても構わない。
(2)上記した実施形態では、塗布工程が行われてから現像工程に移行するまでの移行時間についての区分を「0〜12時間」と「12〜24時間」との2種類とした場合のデータテーブルを例示したが、上記した移行時間についての区分を3種類以上とすることも可能である。具体的には、例えば、「0〜8時間」と「8〜16時間」と「16〜24時間」との3種類としたり、「0〜6時間」と「6〜12時間」と「12〜18時間」と「18〜24時間」との4種類としたり、「0〜4時間」と「4〜8時間」と「8〜12時間」と「12〜16時間」と「16〜20時間」と「20〜24時間」との6種類としたり、「0〜3時間」と「3〜6時間」と「6〜9時間」と「9〜12時間」と「12〜15時間」と「15〜18時間」と「18〜21時間」と「21〜24時間」との8種類としたりすることができる。これら以外にも、具体的な移行時間の区分は適宜に変更可能である。また、移行時間の最大値は、24時間以上または24時間以下に設定することも可能である。
(3)上記した実施形態では、搬送速度がデータテーブルに記された場合を示したが、現像に係る処理時間がデータテーブルに記されていても構わない。その場合は、現像制御装置は、抽出処理装置の記憶部から読み出した現像に係る処理時間に基づいてマザーガラス基板の搬送速度を算出し、その搬送速度に基づいてマザーガラス基板を搬送するよう現像装置を制御すればよい。
(4)上記した実施形態では、抽出処理装置に備わる記憶部にデータテーブルが記憶される構成を示したが、データテーブルを記憶装置に記憶させるようにしても構わない。
(5)上記した実施形態では、CF基板に備わる感光性材料からなるレジスト膜に係る塗布工程、露光工程及び現像工程を含む製造方法について示したが、CF基板が非感光性材料(金属材料、透明電極材料、非感光性樹脂材料など)からなる膜を備え、その膜をエッチングする際にエッチングの対象となる膜に対して積層されるレジスト膜の塗布工程、露光工程及び現像工程を行うにあたって、塗布工程が行われてから現像工程に移行するまでの移行時間に基づいて現像に係る処理時間を調整するようにしても構わない。
(6)上記した実施形態では、CF基板の製造方法及びCF基板の製造に係る工程管理システムについて示したが、アレイ基板の製造方法及びアレイ基板の製造に係る工程管理システムについても同様に適用可能である。例えば、アレイ基板に備わる各種膜にもレジスト膜が含まれる場合があり、そのレジスト膜の塗布工程、露光工程及び現像工程を行うにあたって、塗布工程が行われてから現像工程に移行するまでの移行時間に基づいて現像に係る処理時間を調整するようにしても構わない。また、アレイ基板に備わり非感光性材料(金属材料、透明電極材料、非感光性樹脂材料など)からなる膜をエッチングする際にエッチングの対象となる膜に対して積層されるレジスト膜の塗布工程、露光工程及び現像工程を行うにあたって、塗布工程が行われてから現像工程に移行するまでの移行時間に基づいて現像に係る処理時間を調整するようにしても構わない。
(7)上記した実施形態では、現像装置としてマザーガラス基板を基板搬送部により搬送しつつ現像液供給部により現像液を供給することで現像を行う構成のものを示したが、それ以外にも例えば現像装置内にて静止状態のマザーガラス基板上に現像液供給部により現像液を供給することで現像を行う構成であっても構わない。その場合は、現像液供給部により現像液を供給する時間が、現像に係る処理時間となる。
(8)上記した実施形態では、レジスト膜の材料がネガ型の感光性材料とされる場合を示したが、レジスト膜の材料としてポジ型の感光性材料を用いることも可能である。その場合は、現像工程が行われる際には、レジスト膜のうちの露光箇所がマザーガラス基板上から除去され、非露光箇所がマザーガラス基板上に残存することになる。
(9)上記した実施形態では、現像制御装置と抽出処理装置とが情報通信回線により直接接続される構成を示したが、現像制御装置と抽出処理装置とが直接的には非接続とされる構成であっても構わない。その場合は、抽出処理装置により抽出された処理時間を記憶装置に記憶させるようにし、現像制御装置は、記憶装置に記憶された処理時間を読み出すことで、その処理時間でもって現像がなされるよう現像装置を制御することになる。
(10)上記した実施形態では、カラーフィルタの色数が3つとされる場合を示したが、それ以外にもカラーフィルタの具体的な色数は適宜に変更可能である。
(11)上記した実施形態以外にも、CF基板の具体的な構成は適宜に変更可能である。例えば、カラーフィルタ上にオーバーコート膜が積層形成されていても構わない。
(12)上記した実施形態では、動作モードがVAモードとされる液晶パネルを構成するCF基板の製造方法について例示したが、それ以外にもIPS(In-Plane Switching)モードやFFS(Fringe Field Switching)モードなどの他の動作モードとされる液晶パネルを構成するCF基板の製造方法についても本発明は適用可能である。
(13)上記した実施形態では、透過型の液晶パネルについて示したが、反射型の液晶パネルや半透過型の液晶パネルでもよい。
(14)上記した実施形態では、液晶パネルに備わるCF基板の製造方法を例示したが、他の種類の表示パネル(有機ELパネル、PDP(プラズマディスプレイパネル)、EPD(マイクロカプセル型電気泳動方式のディスプレイパネル)、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)表示パネルなど)でもよく、そのような表示パネルに備わるレジスト膜形成基板の製造方法にも本発明は適用可能である。
10A…CF基板(レジスト膜形成基板)、10MG…マザーガラス基板(基板)、18…カラーレジスト膜(レジスト膜)、19…遮光レジスト膜(レジスト膜)、20…塗布装置、21…露光装置、22…現像装置、22B…基板搬送部、22C…現像液供給部、25…現像制御装置、26…記憶装置、27…抽出処理装置、27A…記憶部(データテーブル記憶部)、28…情報通信回線、MS…工程管理システム
Claims (10)
- 基板上にレジスト膜を塗布する塗布工程と、
前記塗布工程にて塗布された前記レジスト膜を選択的に露光する露光工程と、
前記露光工程にて選択的に露光された前記レジスト膜を現像する現像工程であって、前記塗布工程が行われてから当該現像工程に移行するまでの移行時間に基づいて現像に係る処理時間を調整する現像工程と、を備えるレジスト膜形成基板の製造方法。 - 前記現像工程では、前記移行時間に加えて前記レジスト膜の材料を加味して前記処理時間を調整する請求項1記載のレジスト膜形成基板の製造方法。
- 前記現像工程では、前記移行時間に加えて前記レジスト膜の膜厚を加味して前記処理時間を調整する請求項1または請求項2記載のレジスト膜形成基板の製造方法。
- 前記現像工程では、前記移行時間に加えて前記露光工程での前記レジスト膜の露光範囲または非露光範囲を加味して前記処理時間を調整する請求項1または請求項2記載のレジスト膜形成基板の製造方法。
- 前記現像工程では、前記基板を搬送しつつ前記基板上に現像液を供給するようにしていて、前記基板の搬送速度を制御することで前記処理時間を調整する請求項1または請求項2記載のレジスト膜形成基板の製造方法。
- 前記塗布工程では、前記レジスト膜としてカラーレジスト膜または遮光レジスト膜を塗布する請求項1または請求項2記載のレジスト膜形成基板の製造方法。
- 基板上にレジスト膜を塗布する塗布装置と、
前記レジスト膜を選択的に露光する露光装置と、
前記レジスト膜を現像する現像装置と、
前記塗布装置による前記レジスト膜の塗布が完了した塗布完了時刻を少なくとも記憶する記憶装置と、
前記記憶装置に記憶されている前記塗布完了時刻を読み出すことで前記塗布装置による前記レジスト膜の塗布が行われてから前記現像装置による現像に移行するまでの移行時間を抽出し、抽出した前記移行時間に基づいて前記現像装置による現像に係る処理時間を抽出する処理を行う抽出処理装置と、
前記抽出処理装置により抽出された前記処理時間に基づいて前記現像装置による現像を制御する現像制御装置と、
少なくとも前記塗布装置、前記抽出処理装置及び前記現像制御装置を前記記憶装置に対して情報通信が可能な状態に接続する情報通信回線と、を備えるレジスト膜形成基板の製造に係る工程管理システム。 - 前記抽出処理装置は、少なくとも前記移行時間と前記処理時間との関係を記したデータテーブルを記憶するデータテーブル記憶部を有していて、前記記憶装置から前記塗布完了時刻を読み出すことで抽出した前記移行時間に基づいて前記データテーブル記憶部に記憶された前記データテーブルから前記処理時間を抽出する請求項7記載のレジスト膜形成基板の製造に係る工程管理システム。
- 前記情報通信回線は、前記現像制御装置を前記抽出処理装置に対して情報通信が可能な状態に接続する請求項7または請求項8記載のレジスト膜形成基板の製造に係る工程管理システム。
- 前記現像装置は、前記基板を搬送する基板搬送部と、前記基板搬送部により搬送される前記基板に現像液を供給する現像液供給部と、を少なくとも有しており、
前記現像制御装置は、前記基板搬送部による前記基板の搬送速度を制御することで前記処理時間を調整する請求項7または請求項8記載のレジスト膜形成基板の製造に係る工程管理システム。
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