以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。ここで、本実施の形態においては、本発明を露光処理が施されたLCD基板の現像処理を行う現像処理ユニット(DEV)に適用した場合を例として説明することとする。図1は、本発明の一実施形態である現像処理ユニット(DEV)を具備し、レジスト膜の形成から現像までの処理を連続して行うレジスト塗布・現像処理システム100の概略構成を示す平面図である。
このレジスト塗布・現像処理システム100は、複数のLCD基板Gを収容するカセットCを載置するカセットステーション(搬入出部)1と、LCD基板Gにレジスト塗布および現像を含む一連の処理を施すための複数の処理ユニットを備えた処理ステーション(処理部)2と、露光装置4との間でLCD基板Gの受け渡しを行うためのインターフェイスステーション(インターフェイス部)3とを備えており、処理ステーション2の両端にそれぞれカセットステーション1およびインターフェイスステーション3が配置されている。なお、図1において、レジスト塗布・現像処理システム100の長手方向をX方向、平面上においてX方向と直交する方向をY方向とする。
カセットステーション1は、カセットCをY方向に並べて載置できる載置台9と、処理ステーション2との間でLCD基板Gの搬入出を行うための搬送装置11を備えており、この載置台9と外部との間でカセットCの搬送が行われる。また、搬送装置11は搬送アーム11aを有し、カセットCの配列方向であるY方向に沿って設けられた搬送路10上を移動可能であり、搬送アーム11aによりカセットCと処理ステーション2との間でLCD基板Gの搬入出が行われる。
処理ステーション2は、基本的にX方向に伸びるLCD基板G搬送用の平行な2列の搬送ラインA・Bを有しており、搬送ラインAに沿ってカセットステーション1側からインターフェイスステーション3に向けてスクラブ洗浄処理ユニット(SCR)21と、第1の熱的処理ユニットセクション26と、レジスト処理ユニット23および第2の熱的処理ユニットセクション27が配列されている。
また、搬送ラインBに沿ってインターフェイスステーション3側からカセットステーション1に向けて第2の熱的処理ユニットセクション27と、現像処理ユニット(DEV)24と、i線UV照射ユニット(i−UV)25および第3の熱的処理ユニットセクション28が配列されている。スクラブ洗浄処理ユニット(SCR)21の上の一部にはエキシマUV照射ユニット(e−UV)22が設けられている。なお、エキシマUV照射ユニット(e−UV)22はスクラバ洗浄に先立ってLCD基板Gの有機物を除去するために設けられ、i線UV照射ユニット(i−UV)25は現像の脱色処理を行うために設けられる。
スクラブ洗浄処理ユニット(SCR)21は、その中でLCD基板Gが略水平姿勢で搬送されながら洗浄処理および乾燥処理が行われるようになっている。現像処理ユニット(DEV)24も、後に詳細に説明するように、LCD基板Gが略水平に搬送されながら現像液塗布、現像後の現像液洗浄、および乾燥処理が行われるようになっている。これらスクラブ洗浄処理ユニット(SCR)21および現像処理ユニット(DEV)24では、LCD基板Gの搬送は例えばコロ搬送またはベルト搬送により行われ、LCD基板Gの搬入口および搬出口は相対向する短辺に設けられている。また、i線UV照射ユニット(i−UV)25へのLCD基板Gの搬送は、現像処理ユニット(DEV)24の搬送機構と同様の機構により連続して行われる。
レジスト処理ユニット23には、略水平に保持されたLCD基板Gにレジスト液を滴下させて、LCD基板Gを所定の回転数で回転させることによってレジスト液をLCD基板G全体に拡げ、レジスト膜を形成するレジスト塗布処理装置(CT)23aと、LCD基板G上に形成されたレジスト膜を減圧乾燥する減圧乾燥装置(VD)23bと、LCD基板Gの四辺をスキャン可能な溶剤吐出ヘッドによりLCD基板Gの周縁に付着した余分なレジストを除去する周縁レジスト除去装置(ER)23cとがその順に配置されている。レジスト処理ユニット23内には、これらレジスト塗布処理装置(CT)23aと、減圧乾燥装置(VD)23bと、周縁レジスト除去装置(ER)23cの間でLCD基板Gを搬送する搬送アームが設けられている。
第1の熱的処理ユニットセクション26は、LCD基板Gに熱的処理を施す熱的処理ユニットが積層して構成された2つの熱的処理ユニットブロック(TB)31・32を有しており、熱的処理ユニットブロック(TB)31はスクラブ洗浄処理ユニット(SCR)21側に設けられ、熱的処理ユニットブロック(TB)32はレジスト処理ユニット23側に設けられている。これら2つの熱的処理ユニットブロック(TB)31・32の間に第1の搬送装置33が設けられている。
図2の第1の熱的処理ユニットセクション26の側面図に示すように、熱的処理ユニットブロック(TB)31は、下から順にLCD基板Gの受け渡しを行うパスユニット(PASS)61と、LCD基板Gに対して脱水ベーク処理を行う2つの脱水ベークユニット(DHP)62・63と、LCD基板Gに対して疎水化処理を施すアドーヒージョン処理ユニット(AD)64が4段に積層された構成を有しており、また、熱的処理ユニットブロック(TB)32は、下から順にLCD基板Gの受け渡しを行うパスユニット(PASS)65と、LCD基板Gを冷却する2つのクーリングユニット(COL)66・67と、LCD基板Gに対して疎水化処理を施すアドーヒージョン処理ユニット(AD)68が4段に積層された構成を有している。
第1の搬送装置33は、パスユニット(PASS)61を介してのスクラブ洗浄処理ユニット(SCR)21からのLCD基板Gの受け取り、上記熱的処理ユニット間のLCD基板Gの搬入出、およびパスユニット(PASS)65を介してのレジスト処理ユニット23へのLCD基板Gの受け渡しを行う。
第1の搬送装置33は、上下に延びるガイドレール91と、ガイドレール91に沿って昇降する昇降部材92と、昇降部材92上を旋回可能に設けられたベース部材93と、ベース部材93上を前進後退可能に設けられ、LCD基板Gを保持する基板保持アーム94とを有している。そして、昇降部材92の昇降はモーター95によって行われ、ベース部材93の旋回はモーター96によって行われ、基板保持アーム94の前後動はモーター97によって行われる。このように第1の搬送装置33は、上下動、前後動、旋回動可能であり、熱的処理ユニットブロック(TB)31・32のいずれのユニットにもアクセスすることができる。
第2の熱的処理ユニットセクション27は、LCD基板Gに熱的処理を施す熱的処理ユニットが積層して構成された2つの熱的処理ユニットブロック(TB)34・35を有しており、熱的処理ユニットブロック(TB)34はレジスト処理ユニット23側に設けられ、熱的処理ユニットブロック(TB)35は現像処理ユニット(DEV)24側に設けられている。そして、これら2つの熱的処理ユニットブロック(TB)34・35の間に第2の搬送装置36が設けられている。
図3の第2の熱的処理ユニットセクション27の側面図に示すように、熱的処理ユニットブロック(TB)34は、下から順にLCD基板Gの受け渡しを行うパスユニット(PASS)69とLCD基板Gに対してプリベーク処理を行う3つのプリベークユニット(PREBAKE)70・71・72が4段に積層された構成となっており、熱的処理ユニットブロック(TB)35は、下から順にLCD基板Gの受け渡しを行うパスユニット(PASS)73と、LCD基板Gを冷却するクーリングユニット(COL)74と、LCD基板Gに対してプリベーク処理を行う2つのプリベークユニット(PREBAKE)75・76が4段に積層された構成となっている。
第2の搬送装置36は、パスユニット(PASS)69を介してのレジスト処理ユニット23からのLCD基板Gの受け取り、上記熱的処理ユニット間のLCD基板Gの搬入出、パスユニット(PASS)73を介しての現像処理ユニット(DEV)24へのLCD基板Gの受け渡し、および後述するインターフェイスステーション3の基板受け渡し部であるエクステンション・クーリングステージ(EXT・COL)44に対するLCD基板Gの受け渡しおよび受け取りを行う。なお、第2の搬送装置36は、第1の搬送装置33と同じ構造を有しており、熱的処理ユニットブロック(TB)34・35のいずれのユニットにもアクセス可能である。
第3の熱的処理ユニットセクション28は、LCD基板Gに熱的処理を施す熱的処理ユニットが積層して構成された2つの熱的処理ユニットブロック(TB)37・38を有しており、熱的処理ユニットブロック(TB)37は現像処理ユニット(DEV)24側に設けられ、熱的処理ユニットブロック(TB)38はカセットステーション1側に設けられている。そして、これら2つの熱的処理ユニットブロック(TB)37・38の間に第3の搬送装置39が設けられている。
図4の第3の熱的処理ユニットセクション28の側面図に示すように、熱的処理ユニットブロック(TB)37は、下から順に、LCD基板Gの受け渡しを行うパスユニット(PASS)77と、LCD基板Gに対してポストベーク処理を行う3つのポストベークユニット(POBAKE)78・79・80が4段に積層された構成を有している。また、熱的処理ユニットブロック(TB)38は、下から順に、ポストベークユニット(POBAKE)81と、LCD基板Gの受け渡しおよび冷却を行うパス・クーリングユニット(PASS・COL)82と、LCD基板Gに対してポストベーク処理を行う2つのポストベークユニット(POBAKE)83・84が4段に積層された構成を有している。
第3の搬送装置39は、パスユニット(PASS)77を介してのi線UV照射ユニット(i−UV)25からのLCD基板Gの受け取り、上記熱的処理ユニット間のLCD基板Gの搬入出、パス・クーリングユニット(PASS・COL)82を介してのカセットステーション1へのLCD基板Gの受け渡しを行う。なお、第3の搬送装置39も第1の搬送装置33と同じ構造を有しており、熱的処理ユニットブロック(TB)37・38のいずれのユニットにもアクセス可能である。
処理ステーション2では、以上のように2列の搬送ラインA・Bを構成するように、かつ基本的に処理の順になるように各処理ユニットおよび搬送装置が配置されており、これら搬送ラインA・B間には空間40が設けられている。そして、この空間40を往復動可能にシャトル(基板載置部材)41が設けられている。このシャトル41はLCD基板Gを保持可能に構成されており、シャトル41を介して搬送ラインA・B間でLCD基板Gの受け渡しが行われる。シャトル41に対するLCD基板Gの受け渡しは、上記第1から第3の搬送装置33・36・39によって行われる。
インターフェイスステーション3は、処理ステーション2と露光装置4との間でLCD基板Gの搬入出を行う搬送装置42と、バッファーカセットを配置するバッファーステージ(BUF)43と、冷却機能を備えた基板受け渡し部であるエクステンション・クーリングステージ(EXT・COL)44とを有しており、タイトラー(TITLER)と周辺露光装置(EE)とが上下に積層された外部装置ブロック45が搬送装置42に隣接して設けられている。搬送装置42は搬送アーム42aを備え、この搬送アーム42aにより処理ステーション2と露光装置4との間でLCD基板Gの搬入出が行われる。
このように構成されたレジスト塗布・現像処理システム100においては、まず、カセットステーション1の載置台9に配置されたカセットC内のLCD基板Gが、搬送装置11により処理ステーション2のエキシマUV照射ユニット(e−UV)22に直接搬入され、スクラブ前処理が行われる。次いで搬送装置11によりLCD基板Gがスクラブ洗浄処理ユニット(SCR)21に搬入され、スクラブ洗浄される。スクラブ洗浄処理後、LCD基板Gは例えばコロ搬送により第1の熱的処理ユニットセクション26に属する熱的処理ユニットブロック(TB)31のパスユニット(PASS)61に搬出される。
パスユニット(PASS)61に配置されたLCD基板Gは、最初に、熱的処理ユニットブロック(TB)31の脱水ベークユニット(DHP)62・63のいずれかに搬送されて加熱処理され、次いで熱的処理ユニットブロック(TB)32のクーリングユニット(COL)66・67のいずれかに搬送されて冷却された後、レジストの定着性を高めるために熱的処理ユニットブロック(TB)31のアドヒージョン処理ユニット(AD)64および熱的処理ユニットブロック(TB)32のアドヒージョン処理ユニット(AD)68のいずれかに搬送され、そこでHMDSによりアドヒージョン処理(疎水化処理)される。その後、LCD基板Gは、クーリングユニット(COL)66・67のいずれかに搬送されて冷却され、さらに熱的処理ユニットブロック(TB)32のパスユニット(PASS)65に搬送される。このような一連の処理を行う際のLCD基板Gの搬送処理は、全て第1の搬送装置33によって行われる。
パスユニット(PASS)65に配置されたLCD基板Gは、レジスト処理ユニット23の搬送アームによりレジスト処理ユニット23内へ搬入される。LCD基板Gは、レジスト塗布処理装置(CT)23aにおいてレジスト液がスピン塗布された後に減圧乾燥装置(VD)23bに搬送されて減圧乾燥され、さらに周縁レジスト除去装置(ER)23cに搬送されてLCD基板G周縁の余分なレジストが除去される。そして、周縁レジスト除去終了後、LCD基板Gは搬送アームによりレジスト処理ユニット23から、第2の熱的処理ユニットセクション27に属する熱的処理ユニットブロック(TB)34のパスユニット(PASS)69に受け渡される。
パスユニット(PASS)69に配置されたLCD基板Gは、第2の搬送装置36により、熱的処理ユニットブロック(TB)34のプリベークユニット(PREBAKE)70・71・72および熱的処理ユニットブロック(TB)35のプリベークユニット(PREBAKE)75・76のいずれかに搬送されてプリベーク処理され、その後熱的処理ユニットブロック(TB)35のクーリングユニット(COL)74に搬送されて所定温度に冷却される。そして、第2の搬送装置36により、さらに熱的処理ユニットブロック(TB)35のパスユニット(PASS)73に搬送される。
その後、LCD基板Gは第2の搬送装置36によりインターフェイスステーション3のエクステンション・クーリングステージ(EXT・COL)44へ搬送され、インターフェイスステーション3の搬送装置42により外部装置ブロック45の周辺露光装置(EE)に搬送されて周辺レジスト除去のための露光が行われ、次いで搬送装置42により露光装置4に搬送されてそこでLCD基板G上のレジスト膜が露光されて所定のパターンが形成される。場合によってはバッファーステージ(BUF)43上のバッファカセットにLCD基板Gを収容してから露光装置4に搬送される。
露光終了後、LCD基板Gはインターフェイスステーション3の搬送装置42により外部装置ブロック45の上段のタイトラー(TITLER)に搬入されてLCD基板Gに所定の情報が記された後、エクステンション・クーリングステージ(EXT・COL)44に載置される。LCD基板Gは、第2の搬送装置36により、エクステンション・クーリングステージ(EXT・COL)44から第2の熱的処理ユニットセクション27に属する熱的処理ユニットブロック(TB)35のパスユニット(PASS)73へ搬送される。
パスユニット(PASS)73から現像処理ユニット(DEV)24まで延長されている例えばコロ搬送機構を作用させることにより、LCD基板Gはパスユニット(PASS)73から現像処理ユニット(DEV)24へ搬入され、そこで現像処理が施される。この現像処理工程については後に詳細に説明することとする。
現像処理終了後、LCD基板Gは現像処理ユニット(DEV)24から連続する搬送機構、例えばコロ搬送によりi線UV照射ユニット(i−UV)25に搬送され、LCD基板Gに対して脱色処理が施される。その後、LCD基板Gはi線UV照射ユニット(i−UV)25内のコロ搬送機構により第3の熱的処理ユニットセクション28に属する熱的処理ユニットブロック(TB)37のパスユニット(PASS)77に搬出される。
パスユニット(PASS)77に配置されたLCD基板Gは、第3の搬送装置39により熱的処理ユニットブロック(TB)37のポストベークユニット(POBAKE)78・79・80および熱的処理ユニットブロック(TB)38のポストベークユニット(POBAKE)81・83・84のいずれかに搬送されてポストベーク処理され、その後熱的処理ユニットブロック(TB)38のパス・クーリングユニット(PASS・COL)82に搬送されて所定温度に冷却された後、カセットステーション1の搬送装置11によって、カセットステーション1に配置されている所定のカセットCに収容される。
次に、現像処理ユニット(DEV)24の構造について詳細に説明する。図5は現像処理ユニット(DEV)24の概略構造を示す側面図、図6は平面図である。現像処理ユニット(DEV)24は、導入ゾーン24a、第1の現像液供給ゾーン24b、第2の現像液供給ゾーン24c、現像液除去ゾーン24d、リンスゾーン24e、乾燥ゾーン24fから構成されている。導入ゾーン24aは熱的処理ユニットブロック(TB)35のパスユニット(PASS)73に隣接し、乾燥ゾーン24fはi線UV照射ユニット(i−UV)25に隣接している。
パスユニット(PASS)73とi線UV照射ユニット(i−UV)25の間には、モータ等の駆動によってコロ17を回転させることによってコロ17上のLCD基板Gを所定方向へ搬送するコロ搬送機構14が設けられており、このコロ搬送機構14を動作させることによって、LCD基板Gをパスユニット(PASS)73から現像処理ユニット(DEV)24を通ってi線UV照射ユニット(i−UV)25に向けて搬送することができるようになっている。コロ17はLCD基板Gに撓み等が生じ難いように、LCD基板Gの搬送方向およびこの搬送方向に垂直な方向に所定数設けられる。なお、図6ではこのコロ搬送機構14は図示していない。
現像処理ユニット(DEV)24では、図5に示すように、コロ搬送機構14は3つの領域に分割されて、領域ごとに独立して駆動することができるようになっている。パスユニット(PASS)73と導入ゾーン24aは第1モータ15aの駆動によってLCD基板Gを搬送する。また、第1の現像液供給ゾーン24bおよび第2の現像液供給ゾーン24cならびに現像液除去ゾーン24dは第2モータ15bの駆動によってLCD基板Gを搬送する。さらに、リンスゾーン24eと乾燥ゾーン24fは第3モータ15cの駆動によってLCD基板Gを搬送する。このようなコロ搬送機構14の分割駆動は、例えば、現像処理ユニット(DEV)24を構成するゾーン毎に行うこともできる。
パスユニット(PASS)73は昇降自在な昇降ピン16を具備している。LCD基板Gを保持した第2の搬送装置36の基板保持アーム94がパスユニット(PASS)73内に進入した状態で昇降ピン16を上昇させると、LCD基板Gは基板保持アーム94から昇降ピン16に受け渡される。続いて、基板保持アーム94をパスユニット(PASS)73から退出させた後に昇降ピン16を降下させると、LCD基板Gはパスユニット(PASS)73内のコロ17上に載置される。第1モータ15aを駆動することによって、LCD基板Gはパスユニット(PASS)73から導入ゾーン24aへ搬出される。
導入ゾーン24aは、パスユニット(PASS)73と第1の現像液供給ゾーン24bとの間の緩衝領域として設けられているものであり、この導入ゾーン24aは、第1の現像液供給ゾーン24bからパスユニット(PASS)73へ現像液が飛散する等して、パスユニット(PASS)73が汚染されるのを防止する。
第1の現像液供給ゾーン24bは、導入ゾーン24aから搬送されてきたLCD基板Gに最初の現像液の液盛り(パドル形成)を行うゾーンであり、LCD基板Gに対して現像液を塗布する現像液供給機構60が設けられている。
図7は第1の現像液供給ゾーン24bの構造をLCD基板Gの搬送方向の上流側から見た正面図である。現像液供給機構60は、LCD基板Gに対して現像液を吐出する主現像液吐出ノズル51aと副現像液吐出ノズル51b(以下、現像ノズル51a・51bという)の2本のノズルと、これら2本のノズルを固定するノズル固定部材55と、ノズル固定部材55を保持するノズル保持部材56と、ノズル保持部材56を昇降させる昇降装置57と、現像ノズル51a・51bをX方向にスキャンさせるノズル移動機構60aとを有している。
ノズル移動機構60aは、昇降装置57を保持するアーチ型アーム58と、ガイドレール59aと、アーチ型アーム58をガイドレール59aに沿ってスキャンさせる駆動機構46と、ガイドレール59aを保持するレール保持部材59bと、レール保持部材59bを固定するガイド固定台59cとを有している。さらに、現像液供給機構60は、昇降装置57と駆動機構46の動作を制御する制御機構47を有しており、この制御機構47は、現像ノズル51a・51bからの現像液の吐出量および吐出の開始および中止を制御することができるようになっている。
なお、図7には、コロ搬送機構14の構成が並記されている。すなわち、コロ搬送機構14は、LCD基板Gの搬送方向(X方向)に延在し、第2モータ15b(図7に図示せず。図5参照)によってX軸回りに回転する枢軸19と、枢軸19に固定されてX軸回りに回転する第1歯車19aと、LCD基板Gの幅方向(Y方向)に長く、コロ17が所定間隔で取り付けられた枢軸18と、枢軸18の一端に第1歯車19aと噛み合うように取り付けられ、第1歯車19aのX軸回りの回転をY軸回りの回転に変換する第2歯車18aと、枢軸18の他端に取り付けられ、第2歯車18aの回転によって枢軸18を介して回転する第3歯車18bと、X軸回りに回転自在な枢軸19´と、第3歯車18bと噛み合うようにして枢軸19´に取り付けられ、第3歯車18bのY軸回りの回転をX軸回りの回転に変換する第4歯車19bと、を有している。
コロ搬送機構14においては、枢軸18を回転させるための駆動部が枢軸19、第1歯車19a、第2歯車18a、第2モータ15bから構成され、第3歯車18b、枢軸19´、第4歯車19bは枢軸18の回転をスムーズに行い、枢軸18を支持する役割を担っている。
図8は主現像液吐出ノズル51aの構造を示す斜視図である。主現像液吐出ノズル51aは、LCD基板Gの幅方向(Y方向)に長い構造を有している。主現像液吐出ノズル51aの上部中央には主現像液吐出ノズル51aに現像液を送液するために現像液供給管49aが設けられており、その下端には長手方向に沿って形成された吐出口49bから略帯状に現像液を吐出することができるようになっている。副現像液吐出ノズル51bは主現像液吐出ノズル51aと同等の構造を有する。
現像ノズル51a・51bは、長手方向がY方向と一致するように、ノズル固定部材55によって所定間隔で平行に保持されている。また、昇降装置57を駆動してノズル保持部材56を昇降させることによって現像ノズル51a・51bを昇降させることができ、これにより現像ノズル51a・51bの吐出口49bとLCD基板Gの表面との間のギャップを調節することができるようになっている。さらにアーチ型アーム58の両端にはガイドレール59aと嵌合している嵌合部58aが形成されており、駆動機構46によってアーチ型アーム58はガイドレール59aの長手方向であるX方向にスライド自在となっている。
現像液供給機構60においては、現像ノズル51a・51bからLCD基板Gに対してY方向に長い略帯状の現像液を吐出させながら、現像ノズル51a・51bをX方向にスキャンさせる(つまり、アーチ型アーム58をX方向にスライドさせる)ことにより、LCD基板Gの表面に現像液を液盛りすることができるようになっている。
LCD基板Gの全体で現像処理を均一に行うためには、LCD基板G上にできるだけ短時間でしかも均一に、現像反応に必要な量の現像液を塗布する必要がある。2本の現像ノズル51a・51bを用いることにより、短時間にしかも安定して所定量の現像液を吐出させることができる。現像ノズル51a・51bのスキャン速度は、100mm/秒以上500mm/秒以下とすることが好ましい。
現像ノズル51a・51bのスキャン速度が100mm/秒より小さい場合には、現像ノズル51a・51bをスキャンさせずにLCD基板Gの搬送速度を変えることによって、同等の処理を行うことができるために、現像ノズル51a・51bをスキャンさせるメリットが見出せない。一方、500mm/秒より大きい場合には、液盛り速度が速すぎるために現像液が盛れない部分が発生したり、現像液がLCD基板Gからこぼれやすくなる等の不具合が発生する。現像ノズル51a・51bのスキャン速度がこの範囲であればLCD基板Gの長さを考えても盛り始めと盛り終わりの時間差が問題にならずに現像液の液盛りを行うことができる。
また、LCD基板Gへの液盛りの回数は1回に限定されず、複数回の液盛り処理を行うことも可能である。例えば、LCD基板G上への液盛りを1回行った後に、現像ノズル51a・51bを上昇させ、さらに元の位置に戻し、再び液盛りの動作を行ってもよい。
図9(a)は、図5に示した現像ノズル51a・51bの配置形態をより詳細に示す側面図であり、図9(b)は、現像ノズル51a・51bから現像液を吐出させながら現像ノズル51a・51bをスキャンさせた状態を示す説明図である。
現像液供給機構60では、LCD基板Gの表面に現像液を液盛りする際には、アーチ型アーム58をLCD基板Gの搬送方向とは逆方向にスキャンさせる。主現像液吐出ノズル51aから先にLCD基板Gに現像液が塗布されるように、主現像液吐出ノズル51aが基板搬送方向の上流側に配置され、副現像液吐出ノズル51bが基板搬送方向の下流側に配置されている。主現像液吐出ノズル51aから吐出されてLCD基板G上に液盛りされた現像液に、副現像液吐出ノズル51bから現像液を吐出して現像液を補充することにより、現像反応を進めるために十分な現像液をLCD基板Gに供給され、これによって現像時間を短縮し、現像精度を向上させることができる。
現像ノズル51a・51bをスキャンさせる際に、副現像液吐出ノズル51bの下端が主現像液吐出ノズル51aによってLCD基板G上に既に吐出された現像液を現像ノズル51a・51bのスキャン方向に押し出すことがないように(図9(b)参照)、副現像液吐出ノズル51bとLCD基板Gとの間隙幅(ギャップ)Dは、主現像液吐出ノズル51aとLCD基板Gとの間隙幅dよりも広く設定することが好ましい。
例えば、間隙幅dを1.5mm〜2.5mm、間隙幅Dを3mm〜5mmとする。間隙幅dを1.5mm未満とする場合には、主現像液吐出ノズル51aの位置合わせがやや困難となる。また、間隙幅dを2.5mm超とした場合には、現像液の吐出時に現像液に気泡が巻き込まれてこの気泡がLCD基板Gの表面に付着し、その部分に現像不良が生ずるおそれがある。間隙幅Dを5mm超とすると、LCD基板Gに既に塗布された現像液が大きく撹拌されてしまい、これによって線幅均一性が低下する問題を生ずる。なお、主現像液吐出ノズル51aによってLCD基板G上に液盛りされた現像液の表面からの距離が1mmを超えないようにすることにより、気泡の巻き込み等を防止することができる。
現像ノズル51a・51bは、ノズル移動機構60aによるスキャン時にはスキャン方向の斜め下後方に向けて現像液が吐出されるように鉛直方向に対して5度以上15度以下の角度θで傾斜した状態に保持されている。
例えば、主現像液吐出ノズル51aからLCD基板Gに吐出された現像液が主現像液吐出ノズル51aのスキャン方向の前方に向けて拡がり易い場合には、主現像液吐出ノズル51aからLCD基板Gに吐出される現像液のLCD基板Gに対するインパクト(現像液がLCD基板Gにあたる勢い)は、先にLCD基板G上に塗布された現像液の上から加えられるために、直接に現像液がLCD基板Gに吐出される場合と比較すると弱められる。このために現像精度が低下する問題を生ずる。
主現像液吐出ノズル51aを所定角度θだけ傾斜させることによって、主現像液吐出ノズル51aから吐出された現像液が現像ノズル51a・51bのスキャン方向の前方に向けて拡がり難くなる。これにより主現像液吐出ノズル51aから吐出される現像液のインパクトは直接にLCD基板Gに加えられるために、現像精度を高めることが可能となる。
副現像液吐出ノズル51bからは主現像液吐出ノズル51aから吐出された現像液の上から新たに現像液が吐出されるために、元来、副現像液吐出ノズル51bから吐出される現像液は主現像液吐出ノズル51aの場合と比べるとLCD基板Gに対して大きなインパクトは与えない。副現像液吐出ノズル51bから吐出する現像液によって先にLCD基板Gに塗布された現像液が大きく撹拌されないように、副現像液吐出ノズル51bもまた所定角度θだけ傾斜させることが好ましい。
このように、第1の現像液供給ゾーン24bでは、現像ノズル51a・51bをスキャンさせながら現像液をLCD基板Gに吐出するために、LCD基板Gを高速で搬送する必要がない。これによって、LCD基板Gの搬送時のオーバーランや搬送の急停止によってLCD基板Gに歪みを生じさせたり、破損させたりする事故の発生が防止される。また、現像液供給後にLCD基板Gを急停止させる必要がないために、LCD基板Gに液盛りされた現像液のこぼれ落ちを防止することができ、現像液を効率的に使用することが可能となる。
第1の現像液供給ゾーン24bでは、LCD基板Gを低速で搬送しながら、またはLCD基板Gを停止させて現像液の液盛りを行うことができるが、LCD基板Gを停止させて現像液を塗布する方法を用いた場合には、特に安定した状態で行うことが可能であり、これによって線幅均一性を高めることができる。
第1の現像液供給ゾーン24bで現像液が液盛りされたLCD基板Gを現像液除去ゾーン24dへ搬送する間に、LCD基板G上から現像液がこぼれ落ちる場合がある。第2の現像液供給ゾーン24cでは、こうしてLCD基板の搬送途中にLCD基板Gから現像液がこぼれ落ちることによって現像反応が進まなくなることを防止するために、新たにLCD基板Gに現像液を補充することができる。
第2の現像液供給ゾーン24cにおいては、主現像液吐出ノズル51aと同様の構造を有する現像液補充ノズル51cが、その長手方向がY方向となるようにして、アーチ型アーム58と同様の構造を有する不動のアーム(図示せず)に固定されている。現像液補充ノズル51cからは、コロ搬送機構14によって搬送されるLCD基板G上に所定量の現像液がY方向に長い略帯状に吐出され、こうして搬送時にLCD基板Gからこぼれ落ちた現像液が補充される。
現像液除去ゾーン24dには、LCD基板Gを、例えば、斜め姿勢に変換する図示しない姿勢変換機構と、LCD基板Gの表面に現像液を洗い流すためのリンス液(例えば、純水)を吐出するリンス液吐出ノズル52が設けられている。LCD基板Gにおける現像反応は、第1の現像液供給ゾーン24bから現像液除去ゾーン24dに搬送される間に行われる。現像液除去ゾーン24dにおいては、LCD基板Gを斜め姿勢に変換してLCD基板G上の現像液を流し落とし、さらにLCD基板Gを斜め姿勢に保持した状態で、LCD基板Gの上方端から下方端へとLCD基板Gの表面に沿ってリンス液吐出ノズル52をスキャンさせながらLCD基板Gの表面に純水を吐出することにより、LCD基板G上の現像液が洗い流される。
リンス液吐出ノズル52は、短時間で現像液を洗い流すことができるように、例えば、500mm/秒の速度でスキャンさせることができるようになっている。実際には、リンス液吐出ノズル52のスキャン速度を、100mm/秒〜300mm/秒の間、より好ましくは200mm/秒〜300mm/秒の間とすることにより、現像パターンの線幅均一性が高められる。リンス液吐出ノズル52としては、現像ノズル51a・51bと同様に、リンス液を膜状で吐出することができる構造のものが好適に用いられ、これによって現像ムラの発生を防止することができる。
リンスゾーン24eには、純水等のリンス液をLCD基板Gに向けて吐出するリンスノズル53が取り付けられている。リンスゾーン24eにおいては、LCD基板Gを所定速度で搬送しながらLCD基板Gの表面と裏面にリンス液を吐出して、LCD基板Gに付着している現像液の除去と洗浄が行われる。なお、リンスノズル53は、LCD基板Gの幅よりも長い形状を有しており、LCD基板Gの幅方向全体にリンス液を吐出することができるようになっている。
リンスゾーン24eを通過したLCD基板Gが搬送される乾燥ゾーン24fには、所定の風圧で窒素ガス等の乾燥ガスを噴射するエアーノズル(エアーナイフ)54が設けられている。乾燥ゾーン24fにおいては、LCD基板Gを所定速度で搬送しながらLCD基板Gの表面と裏面に乾燥ガスを噴射して、LCD基板Gに付着したリンス液を吹き飛ばしてLCD基板Gを乾燥する。なお、エアーノズル54は、LCD基板Gの幅よりも長い形状を有しており、LCD基板Gの幅方向全体に乾燥ガスを吐出することができるようになっている。乾燥処理が終了したLCD基板Gは、コロ搬送機構14により、i線UV照射ユニット(i−UV)25に搬送される。
次に、現像処理ユニット(DEV)24における現像処理工程について説明する。図10は現像処理工程の概略を示す説明図(フローチャート)である。パスユニット(PASS)73に搬入されたLCD基板Gは、コロ搬送機構14によって、導入ゾーン24aを通過して第1の現像液供給ゾーン24bに搬入される(ステップ1)。このパスユニット(PASS)73から第1の現像液供給ゾーン24bへのLCD基板Gの搬送速度は、例えば65mm/秒とする。
第1の現像液供給ゾーン24bにおいては、LCD基板Gを所定位置で停止させた状態として(ステップ2)、現像ノズル51a・51bを、例えば、240mm/秒という高速でスキャンさせながらLCD基板Gの表面に現像液を吐出し、現像液の液盛りを行う(ステップ3)。LCD基板Gを停止させた状態とすることにより、現像ノズル51a・51bの駆動制御が容易となる。また、安定して現像液をLCD基板状に液盛りすることができる。
図11は現像ノズル51a・51bのスキャンの形態を示す説明図である。図11の右側から左側へ現像ノズル51a・51bをスキャンさせるものとし、図11に示したLCD基板Gの右端を「液盛り開始端」とし、左端を「液盛り終了端」とする。現像ノズル51a・51bの高さ位置を昇降装置57によって調整した後に、駆動機構46を動作させて、現像ノズル51a・51bのスキャンを開始する。主現像液吐出ノズル51aが液盛り開始端から右側の所定位置、例えば、液盛り開始端の右側1cmの位置(以下「吐出開始位置」という)に達したときに、主現像液吐出ノズル51aからの現像液の吐出を開始する(ステップ3a)。これにより確実に液盛り開始端から現像液を液盛りすることができる。同様に、副現像液吐出ノズル51bが吐出開始位置に達したときに副現像液吐出ノズル51bからの現像液の吐出を開始する(ステップ3b)。
そして、LCD基板G上で現像ノズル51a・51bをスキャンさせて、LCD基板G全体に現像液を液盛りする(ステップ3c)。このとき、先に図9(a)・(b)を参照しながら説明したように、現像ノズル51a・51bがLCD基板G上をスキャンしているときには、現像液は現像ノズル51a・51bの斜め下後方に向けて吐出される。また、副現像液吐出ノズル51bは、主現像液吐出ノズル51aによってLCD基板G上に塗布された現像液を現像ノズル51a・51bのスキャン方向に掻き出すことなく、LCD基板Gに現像液を塗布する。
副現像液吐出ノズル51bが液盛り終了端を通過するまでLCD基板Gへの現像液の吐出を続けてもよいが、好ましくは、主現像液吐出ノズル51aが液盛り終了端に到達したら主現像液吐出ノズル51aからの現像液の吐出を中止し(ステップ3d)、副現像液吐出ノズル51aが液盛り終了端に到達したら副現像液吐出ノズル51bからの現像液の吐出を中止して(ステップ3e)、副現像液吐出ノズル51bの下端がLCD基板Gの液盛り終了端に近接または当接するように、現像ノズル51a・51bを移動させる(ステップ3f)。副現像液吐出ノズル51bをこのような位置へ移動させることにより、LCD基板G上に塗布された現像液が、液盛り終了端からこぼれ落ちることが防止される。副現像液吐出ノズル51bをLCD基板Gに当接させる場合には、この当接によってLCD基板Gが破損することのないようにきめ細かい制御を行う。
図11に示した1回の液盛り作業が終了した後には、現像ノズル51a・51bを液盛り開始端側へ戻して、再びLCD基板Gに現像液を塗布することも好ましい(ステップ3g)。LCD基板Gへの液盛りを複数回行うことによって、現像精度を高く維持しながら、現像時間を短縮することが可能となる。
図12はLCD基板Gへの液盛り条件と得られる現像パターン特性との関係を示した説明図であり、図12(a)は現像ノズル51a・51bのスキャン速度と線幅均一性との関係との関係を示し、図12(b)は液盛り回数と線幅との関係を示し、図12(c)は液盛り回数と線幅均一性との関係を示している。
図12(a)〜(c)に示す結果は、線幅8μmまたは10μmの所定パターンが形成されたマスクを用いて所定条件にてLCD基板Gを露光処理し、次いで露光されたLCD基板Gを種々の条件で現像し、こうして得られたレジスト膜のパターンをSEM観察して線幅(現像パターンにおける凸部の幅)を測定することによって求められたものである。このSEM観察においては、LCD基板G全体についての観察を行うために、LCD基板Gの略中心において等角度に交わる8方向について放射状に複数の観察点を設けた。
図12(a)に示す結果は、線幅10μmのパターンが形成されたマスクを用い、現像ノズル51a・51bからの現像液の吐出流量を現像ノズル51a・51bのスキャン速度に関係なく一定とし、現像ノズル51a・51bのスキャン速度を変えて液盛りを1回のみ行い、さらに現像時間(現像液の塗布を開始してから現像液をLCD基板Gから除去するまでの時間)を一定として得られたものである。なお、図12(a)中の1本の棒グラフは1枚のLCD基板Gに対応する。
図12(a)に示すように、現像ノズル51a・51bの液盛り回数が1回の場合には、現像ノズル51a・51bのスキャン速度が速い方が、線幅均一性が向上することがわかった。これは現像液盛り開始端部での現像液の滞留量が低下し、この開始端部で起きる現像の部分的な過剰反応が抑制されるためと、LCD基板G全体に液盛りされる時間が短いためにLCD基板G全体で均一に現像反応が進行したためと考えられる。
「現像液盛り開始端部で起きる現像の部分的な過剰反応」とは、次のことをいう。すなわち、現像液は現像ノズル51a・51bのスキャンに伴ってスキャン方向へ供給されていくが、このときに一部の現像液はスキャン方向と反対の方向に流れる。この戻り現像液は、現像液盛り開始端部においてはそれ以上流れることができずにその場に溜まる。このために、現像液盛り開始端部では現像液が過剰に供給された状態となって現像反応が他の部位より進み、過剰反応が進行する。この現像の部分的な過剰反応は、結果として、面内の線幅のばらつきを増大させる。
現像ノズル51a・51bのスキャン速度を速くすることによって戻り現像液の量を低減させることができるため、現像液盛り開始端部での部分的な過剰反応が抑制される。
なお、現像ノズル51a・51bからの現像液の吐出流量と現像時間を一定としたために、スキャン速度が100mm/秒の場合には平均線幅は9.94μmとマスクのパターンに近かったが、LCD基板G全体で線幅のばらつきが大きくなった。一方、スキャン速度が210mm/秒の場合には平均線幅は9.78μmとマスクのパターンより少し狭くなったが、LCD基板G全体で線幅のばらつきは小さくなった。この結果は、現像ノズル51a・51bのスキャン速度が速い場合には、現像液のレジストに対するインパクトが増大し、現像反応がより促進されるために、スキャン速度が210mm/秒の場合に現像反応が進み過ぎたことが原因の1つと考えられる。したがって、現像ノズル51a・51bを高速でスキャンさせる場合には、現像時間を短くすることによって平均線幅をマスクのパターンに近づけることができ、しかも、線幅均一性を高めることができると考えられる。
図12(b)に示す結果は、線幅8μmのパターンが形成されたマスクを用い、現像ノズル51a・51bのスキャン速度を80mm/秒、現像液吐出量を5.6L(リットル)/分とした場合および現像ノズル51a・51bのスキャン速度を160mm/秒、現像液吐出量を9.4L/分とした場合について、現像時間を一定として、液盛り回数を変化させたときの平均線幅を示している。図12(b)に示されるように、液盛り回数が多くなると平均線幅が狭くなっている。このことは、液盛り回数が多くなると現像反応が速く進行することを示しているために、液盛り回数を多くすることにより、現像時間を短縮することが可能となるものと考えられる。
図12(c)に示す結果は、線幅8μmのパターンが形成されたマスクを用い、現像ノズル51a・51bのスキャン速度を80mm/秒、現像液吐出量を5.6L(リットル)/分とした場合および現像ノズル51a・51bのスキャン速度を160mm/秒、現像液吐出量を9.4L/分とした場合について、現像時間を一定として、液盛り回数を変化させたときの線幅均一性を示している。なお、図12(c)中の1本の棒グラフは1枚のLCD基板Gに対応する。
図12(c)に示されるように、液盛り回数が同じ場合には現像ノズル51a・51bのスキャン速度が大きいほど、線幅均一性が向上する傾向がある。また、現像ノズル51a・51bのスキャン速度が速い場合(160mm/秒)には、液盛り回数が多くなると線幅均一性が向上している。このような結果から、現像ノズル51a・51bのスキャン速度が速く、かつ、液盛り回数を多くすることが、線幅均一性の向上に有効であることがわかる。
第1の現像液供給ゾーン24bにおける液盛り処理が終了したLCD基板Gを、コロ搬送機構14を動作させて、例えば、46mm/秒の搬送速度で、第2の現像液供給ゾーン24cへ搬送する(ステップ4)。LCD基板Gが第2の現像液供給ゾーン24cを通過する際に、現像液補充ノズル51cからLCD基板G上に現像液を補充してもよい(ステップ5)。
第2の現像液供給ゾーン24cに搬送されたLCD基板Gはさらに現像液除去ゾーン24dに搬送され(ステップ6)、そこでLCD基板Gを斜め姿勢に変換してLCD基板G上の現像液を流し落とし(ステップ7)、さらにLCD基板Gを斜め姿勢に保持した状態でリンス液吐出ノズル52からLCD基板Gの表面にリンス液例えば純水を吐出して、LCD基板G上の現像液を洗い流す(ステップ8)。
続いて、LCD基板Gはリンスゾーン24eに搬送され(ステップ9)、そこでLCD基板Gを所定速度で搬送しながらLCD基板Gの表面と裏面にリンス液を吐出して、LCD基板Gに付着している現像液の除去と洗浄を行う(ステップ10)。このようなリンス処理が行われながらリンスゾーン24eを通過したLCD基板Gは乾燥ゾーン24fに搬送される(ステップ11)。乾燥ゾーン24fでは、LCD基板Gを所定速度で搬送しながら、エアーノズル54による乾燥処理が行われる(ステップ12)。乾燥処理が終了したLCD基板Gは、コロ搬送機構14により、i線UV照射ユニット(i−UV)25に搬送され(ステップ13)、そこで所定の紫外線照射処理が施される。
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、第1の現像液供給ゾーン24bに配置される現像液吐出ノズルは1本でもよく、3本以上であってもよい。1本の現像液吐出ノズルを用いる場合には、現像液吐出ノズルから吐出させる現像液の流量を増大させなければならないために、現像液の吐出勢いが強くなってLCD基板Gに吐出した現像液がLCD基板Gからこぼれ落ちることのないように、現像液吐出ノズルからの現像液の吐出状態、例えば、現像液の吐出方向や吐出勢いを制御する。
また、第1の現像液供給ゾーン24bにおいては、LCD基板Gを停止させずに、LCD基板G上に塗布された現像液がこぼれ落ちない程度の速度で搬送しながら、LCD基板Gに現像液を塗布してもよい。さらに、現像ノズル51a・51bのスキャン方向をLCD基板Gの搬送方向と逆の方向としたが、LCD基板Gを停止させる場合には、LCD基板Gの搬送方向と垂直な方向に現像ノズル51a・51bをスキャンさせてもよい。