JP3991404B2 - 端面現像方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス等の透明基板上に塗布した、着色顔料を分散させた感光性樹脂（レジスト膜）にて、Ｒ（赤）色、Ｇ（緑）色、Ｂ（青）色等のカラー画素を形成するカラーフィルターの製造に関し、その中でも特に、透明基板端面部位で余分に厚く塗布形成されたレジスト膜を除去する方法に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
カラー液晶表示装置等に用いられるカラーフィルターは、以下に記す顔料分散法にて製造する方法が知られている。
【０００３】
まず、ガラス等の透明基板全面に、Ｒ（赤）色、Ｇ（緑）色、Ｂ（青）色等の着色顔料を分散させた感光性樹脂を塗布後プレベーク等を行い、レジスト膜を形成する。このとき、透明基板上に感光性樹脂を均一の膜厚にて塗布することが必要とされるため、回転塗布法が用いられることが多い。すなわち、基板上に着色顔料を分散させた感光性樹脂を滴下する。その後、基板を所定の回転数にて所定時間回転することで、基板上に滴下された感光性樹脂を遠心力により塗り広げ、均一の膜厚となったレジスト膜とするものである。
【０００４】
次いで、基板上に塗布形成したレジスト膜に、所定のパターンを有するパターン露光用マスクを介しパターン露光を行う。次いで、レジスト膜に現像、バーニング処理等を行い、カラー画素を得るものである。なお、感光性樹脂の塗布、パターン露光、現像、バーニング処理等の一連の作業は、基板に形成すべきカラー画素の色毎に行うことが一般的といえる。
【０００５】
ここで、基板１上に感光性樹脂を塗布しレジスト膜２とした際、図４に示すように、基板端面部３のレジスト膜２の膜厚は、基板中央部領域での所望されるレジスト膜厚よりも厚く形成されることが多い。すなわち、基板１上に滴下された感光性樹脂を回転塗布法等で塗り広げる際、基板中央部領域の余分な感光性樹脂が基板端面部３に集まり、また、基板端面部３に発生する表面張力等により、基板端面部３のレジスト膜２の膜厚が、基板中央部領域よりも厚くなるものである。
【０００６】
前述したように、レジスト膜へのパターン露光後、レジスト膜をパターン化するため、基板１上のレジスト膜２に現像を行い、未露光、未硬化のレジスト膜２部位を溶解除去するものであるが、その時の現像条件は、基板中央部領域で所望する膜厚となったレジスト膜２を溶解除去するべく設定されるものである。このため、パターン露光後に行われる現像では、基板中央部領域のレジスト膜２を溶解除去できても、膜厚が厚く形成された基板端面部３部位のレジスト膜２は完全に溶解除去されず一部が残っていたものである。
【０００７】
従来、上述した基板端面部３位のレジスト膜残りを解消するため、基板全面に行う現像処理に加えて、以下に記す、基板端面部に厚く塗布されたレジスト膜部位を選択的に除去する方法を用いることが多いものである。
【０００８】
すなわち、図３および、図３のＸ−Ｘ’線における断面図である図２に示すように、レジスト膜２が塗布形成された基板１の厚みよりやや大きめのスリット４を有するコの字状の治具５を用い、基板端面部３部位で基板中央部領域より厚く形成されたレジスト膜を、選択的に溶解除去しようとするものである。
【０００９】
ここで、治具５を基板端面部３に沿って移動させる、もしくは、治具５を固定し基板１を搬送する等の手段で、前記スリット４内に基板の端面部３部位を位置させる。図２に示すように、スリット４内には注入孔７を設けてあり、現像液６は、注入孔７よりスリット４内に注入された後、適宜排出孔８よりスリット４内から排出される。なお、注入孔７より現像液６を注入する際、現像液６がスリット４外に飛び散ることのないよう、現像液６およびスリット４の有する表面張力によりスリット４内に現像液６を静的に充填することが望ましいといえる。
なぜならば、圧力を掛けて注入孔７より現像液６を噴射する等で現像液６がスリット４外に飛び散った場合、基板中央部領域等の端面現像時には現像されてはならない領域に不要な現像がなされてしまうためである。
【００１０】
現像液６が充填されたスリット４内に基板端面３部位を位置させることで、基板端面３部位のレジスト膜２に選択的に現像液６が接触する。これにより、基板の端面部３に余分に厚く塗布形成されたレジスト膜２を選択的に溶解除去しようとするものである。
なお、上述した方法等を用い、基板の端面部３に余分に厚く塗布形成されたレジスト膜２を選択的に溶解除去する方法は、一般的に端面現像と呼称されているものである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来、上述した端面現像法にて、透明基板端面部３に余分に厚く塗布形成されたレジスト膜２を選択的に溶解除去しようとしていたものである。しかし、上述した方法を用いても基板端面部３のレジスト膜２が完全に除去されず残留していたものである。このため、最終製品となったカラーフィルターの基板端面部３にレジスト膜２が残留していたものである。
【００１２】
また、仮に、スリット４内に端面部３を長時間保持させる（すなわち、端面現像の現像時間を長くする）ことで基板端部３のレジスト膜２を除去できたとしても、その間、基板１を端面現像工程に止めておかねばならず、カラーフィルターの製造に時間が掛かることになる。すなわち、単位時間当たりのカラーフィルターの製造枚数を下げる原因となるものである。
【００１３】
本発明は、上述した問題点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、着色顔料を分散させた感光性樹脂にて透明基板上にカラー画素を形成したカラーフィルターを得る際に行われる基板端面部への選択的な現像処理において、レジスト膜残りの無い端面現像方法を提供し、もって品質の良いカラーフィルターを高スループットで得ようとするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、上記課題を達成するため、請求項１においては、レジスト膜が塗布形成された基板の厚みよりやや大きめのスリットを有するコの字状の治具を用い、現像液を前記スリット内に充填還流させる手段にて、前記スリット内に位置させた基板の端面部位に現像液を接触させ、基板の端面部位に余分に塗布形成されたレジスト膜を選択的に溶解除去する端面現像方法において、
供給される現像液を表面張力によりスリット内に充填し、現像液が充填されたスリット内に基板端面部を所定の時間保持した後、基板を搬出し、基板が搬出された後、スリット内に充填した現像液を排出し、かつ、基板の端面部位に接触させる現像液の温度を、３０℃以上４０℃以下とすることを特徴とする端面現像方法としたものである。
【００１５】
また、請求項２においては、
超音波振動を与えつつ現像液を基板の端面部位に接触させることを特徴とする請求項１に記載の端面現像方法としたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態の例を示す以下の図面に基づき、さらに説明を行う。
【００１７】
＜実施例１＞
本実施例１で処理を行う基板１は、従来通りガラス等の透明基板上に、Ｒ（赤）色、Ｇ（緑）色、Ｂ（青）色等の着色顔料を分散させた感光性樹脂を感光性樹脂を基板全面に塗り広げた後プレベークを行い、レジスト膜２を形成している。
ちなみに、本実施例１においては、サイズ 550× 650mm、板厚 0.7mmの長方形状のガラス基板１上に、顔料を分散させた感光性樹脂として、富士フィルムオーリン（株）社製、商品名「カラーモザイク ＣＲ−２０００」を塗布しレジスト膜２を形成したものである。
【００１８】
基板１上に滴下した感光性樹脂の塗り広げは、回転塗布法により行ったものである。基板１上に形成されたレジスト膜２は、図４に示すように、基板中央部領域より基板端面部３が厚くなっていたもので、膜厚を測定したところ、基板中央部領域のレジスト膜２の膜厚は１〜２μｍ、基板端面部３のレジスト膜２の膜厚は３〜４μｍとなっていた。
【００１９】
次いで、本発明においては、基板中央部領域より厚くなった基板端面部３のレジスト膜２を選択的に溶解除去するものであるが、その際、図２に示すように、従来通り、レジスト膜２が塗布形成された基板１の厚みよりやや大きめのスリット４を有するコの字状の治具５を用いたものである。１回の処理で基板の２辺の端面現像が行えるよう２個設けた治具５の位置は固定とし、基板１を搬送することで、基板１の２辺の端面部３を各治具５のスリット４に挿入した。また、治具５の長さは、基板端面部３をスリット４内に搬入した際、基板１の搬送方向左右の端面部３がスリット４内に納まる長さとした。また、基板端面部３を覆うスリット４の張出しは、基板端が１ｃｍ程度スリット４内に納まる長さとした。
【００２０】
次いで、ポンプ等の供給手段にて現像液６（例えば、富士フィルムオーリン（株）社製、「ＣＤ現像液」）が治具５に供給されており、スリット４内に端面部３が搬入された際に、注入孔７より供給された現像液６を表面張力によりスリット４内に充填した。現像液６の充填されたスリット４内に基板端面部３を所定の時間保持した後、治具５より基板１を搬出した。なお、スリット４内には排出孔８を設けており、治具５より基板１が搬出された後、スリット４内に充填した現像液６を排出したものである。
【００２１】
ここで、本発明の特徴として、現像液６を加熱する手段を設け、スリット４内に充填する現像液６の液温を３０〜４０℃とするものである。
【００２２】
すなわち、本発明者らは、上述した課題を達成するため鋭意検討を行ったものであり、その結果、端面現像に用いる現像液６の温度を上げることで、上記課題を解決できることを見いだしたものである。
【００２３】
従来、基板端面部３のレジスト膜２の溶解除去に用いる現像液６の温度は室温程度（例えば、２３℃程度）と低温度となっていたものである。このため、基板端面部３のレジスト膜２に現像液を接触させても現像速度が上がらないため効率良くレジスト膜２の溶解除去ができず、基板端面部３にレジスト膜残りが生じていたものと、本発明者らは推定した。そこで、本発明者らは、端面現像に用いる現像液６の温度を上げれば、レジスト膜２の溶解速度を上げることができ、効率良くレジスト膜２を溶解除去でき、基板端面部３のレジスト膜残りを防止しうると考えたものである。
【００２４】
現像液６の液温を３０℃以上とすることにより現像速度は、従来の現像速度の例えば３倍程度に向上する。しかし、現像液６の液温を４０℃より高くした場合、現像液６の表面張力が減り、スリット４内に現像液６を保持しにくくなるものである。また、現像液６の液温を４０℃より高くすると、現像液６からの水分の蒸発量が多くなり、現像液６の濃度が上昇するものである。その結果、現像液６中に現像液成分等の固形分が析出することになる。現像液６より析出した固形分は、現像液６の供給、循環系等の配管や、スリット４内に設けた現像液６の注入孔７、排出孔８を詰まらせる原因となる。
【００２５】
そのため、本発明者らは、基板端面部３のレジスト膜２を効率良く溶解除去でき、かつ、現像液６の供給、循環、注入、排出系に障害を発生させない現像液６の液温として３０℃以上４０℃以下とすることを提案したものである。
【００２６】
ちなみに、本実施例１においては、現像液６の液温を３５℃としたものであり、現像液６が充填されたスリット４内に基板端面部３を１５秒間停止させた後（すなわち、１５秒間の端面現像を行った後）、治具５より基板１を搬出した。
次いで、治具５より搬出された基板１に水洗洗浄、高圧気体（例えば、窒素ガス）の噴射による水分の除去を行った後、残った２辺の端面部３が上記治具５のスリット４に搬送されるよう基板１を９０°回転し、かつ、残った２辺の端面部３がスリット４内に入るよう治具５の位置を平行移動した上で、基板１を再度治具５に搬送し、上述したのと同様の端面現像を、残った２辺の端面部３に行ったものである。
【００２７】
本実施例１で行った端面現像後の基板端面部３を検査したが、基板端面部３にレジスト膜の残留は認められなかった。ちなみに、液温２３℃の現像液を用い、上述したのと同様の端面現像を基板端面部に行ったところ（現像時間は１５秒間）、基板端面部にレジスト膜の残留が認められた。
【００２８】
＜実施例２＞
次いで本発明者らは、さらに検討を行ったものであり、その結果、基板端面部３のレジスト膜２に現像液６（液温３０℃以上４０℃以下）を接触させる際、超音波照射（出力50〜 300Ｗ程度、振動数30〜 100ＫＨｚ程度）を行いながら現像液６を接触させることで、レジスト膜２の溶解除去率が、10〜20％程度向上することを見いだし、これを提案するものである。
【００２９】
本実施例２を示す図１においては、治具５のスリット４内に超音波振動子９を設けており、スリット４内に充填した現像液６（液温３５℃）が基板端面部３と接触する際、現像液６に超音波照射（出力 200ｗ、振動数40ＫＨｚ）を行っている。 なお、本実施例２では、基板１、レジストおよび現像液６は、上述した実施例１にて使用したものと同様のものを用いたものであり、実施例１と同様の回転塗布法により基板１上にレジスト膜２を塗布形成したものである。
【００３０】
また、本実施例２においては、治具５のスリット４内に図１に示すように、別途供給される洗浄水10および高圧気体11（例えば、窒素ガス）を噴出する噴出孔を設けているものである。
すなわち、本実施例２においては、液温３５℃の現像液６を用い、超音波照射を行いつつ端面部３に端面現像をおこなった後、現像液６を排出した。しかる後、洗浄水10を噴出し膨潤弱体化した端面部３のレジスト膜２を除去した後、高圧気体11を噴出し、基板１上の水分を除去したものである。
【００３１】
以上、本発明の実施形態の一例につき説明を行ったが、本発明の実施形態は、上述した説明および図面に限定されるものではなく、本発明の主旨に基づき種々の変形を行っても構わないことはいうまでもない。
例えば、上述した説明では、パターン露光前のレジスト膜に端面現像を行っているが、パターン露光後かつ現像前のレジスト膜に、上述した端面現像を行うことであっても構わない。
【００３２】
【発明の効果】
上述したように、本発明の端面現像方法によれば、カラーフィルターを構成する基板の端面部へのレジスト膜残りを解消でき、品質の良いカラーフィルターを得ることが可能となる。
さらに、本発明を用いることで、端面現像の処理時間を短縮できるため、カラーフィルター製造のタクトが改善でき、カラーフィルター製造のスループットを向上することが可能となる。
【００３３】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の端面現像方法の一実施例の要部を示す断面説明図。
【図２】端面現像方法の一例の要部を示す断面説明図。
【図３】端面現像方法の一例を示す斜視説明図。
【図４】基板に塗布したレジスト膜の膜厚の一例を示す断面説明図。
【符号の説明】
１ 基板
２ レジスト膜
３ 端面部
４ スリット
５ 治具
６ 現像液
７ 注入孔
８ 排出孔
９ 超音波振動子
10 洗浄水
11 高圧気体

Claims (2)

1. レジスト膜が塗布形成された基板の厚みよりやや大きめのスリットを有するコの字状の治具を用い、現像液を前記スリット内に充填還流させる手段にて、前記スリット内に位置させた基板の端面部位に現像液を接触させ、基板の端面部位に余分に塗布形成されたレジスト膜を選択的に溶解除去する端面現像方法において、
   供給される現像液を表面張力によりスリット内に充填し、現像液が充填されたスリット内に基板端面部を所定の時間保持した後、基板を搬出し、基板が搬出された後、スリット内に充填した現像液を排出し、かつ、基板の端面部位に接触させる現像液の温度を、３０℃以上４０℃以下とすることを特徴とする端面現像方法。
2. 超音波振動を与えつつ現像液を基板の端面部位に接触させることを特徴とする請求項１に記載の端面現像方法。

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