JP4309782B2 - 液処理装置および液処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、液処理装置および液処理方法に関し、特に、ＬＣＤ基板等の基板に対して現像処理を行うのに適した液処理を行い、液晶表示基板を高精細仕様で製造出来るようにするものである。

ＬＣＤの製造においては、ＬＣＤ基板にレジスト膜を形成した後に、回路パターンに対応してレジスト膜を露光し、さらにこれを現像処理する所謂フォトリソグラフィー技術を用いて、ＬＣＤ基板に所定の回路パターンが形成されている。

前記現像処理方法については従来より種々提案されている。
例えば、特開平１１−８７２１０号公報（特許文献１）には、水平姿勢で一方向へ搬送される基板の表面に現像液を塗布して基板上に液層を形成し（以後、これを液盛りと称す）、所定時間保持することで現像反応を進行させ、その後、基板の搬送方向と直交する方向の端面の一方を持ち上げて基板を傾斜姿勢に変換して現像液を流し落とし、さらに、基板を傾斜姿勢で搬送しながらリンス液を基板に供給する処理方法及び処理装置が提供されている。

近時、液晶装置に用いられるＬＣＤ基板は非常に大型化しており、大型基板に対して、前記方法では、基板に対してリンス液を供給した状態で傾斜姿勢で高速に搬送させるため、装置に対する負荷等が大きくなり、安全稼働の点で問題があり、基板に損傷が発生する恐れがあると共に、装置の占有スペースも必然的に大きくなる問題がある。

前記問題に鑑みて、大型基板に対して現像処理を施す方法および装置が特開２００３−１７４０１号方法（特許文献２）で開示されている。
この開示された方法は、図６に概略的に示すように、略水平姿勢に保持された基板Ｇを矢印方向Ｘに沿って第１、第２現像液供給ゾーンから液切り／リンスゾーンへと搬送し、基板Ｇに現像液供給ゾーンでノズル１で搬送方向の前方Ｘ１から後方Ｘ２へと移動させて液盛りし、液盛り完了後に液切り／リンスゾーンに搬送し、該ゾーンにおいて基板Ｇの前端を持ち上げて傾斜姿勢として現像液を自然流下で流れ落として液切りし、その後、リンス液吐出ノズル２を傾斜姿勢に保持された基板１に対して上方端から下方端へ移動させながらリンス液を基板へ供給している。

特許文献２に開示の方法では、現像液供給方向と液切り方向およびリンス液供給方向の関係は図７（ａ）〜（ｄ）に示す関係となる。液盛り開始時（ａ）では、水平姿勢の基板表面に沿って現像液供給ノズル１を搬送方向の前方Ｘ１から方向Ｘ２に向けて移動させて、現像液Ｑ１を液盛りしている。（ｂ）に示すように、基板Ｇの搬送方向後方Ｘ２に到達した時点で液盛りが完了する。液切り／リンスゾーンでは、（ｃ）に示すように液盛り開始側の搬送方向前方Ｘ１の基板Ｇを持ち上げ、液盛りが最後に行われる搬送方向後方Ｘ２を下端とした傾斜姿勢となる。基板Ｇを傾斜状態とすると、基板表面の現像液Ｑ１が自重により自然流下して現像液Ｑ１が液切りされる。ついで、（ｄ）に示すように、現像液Ｑ１の残渣を洗い落とすためのリンス液Ｑ２を吐出するリンス液吐出ノズル２を傾斜させた基板Ｇの上端側からリンス液Ｑ２を吐出し、水洗を開始する。リンス液吐出ノズル２が基板Ｇの傾斜表面に沿って下端側に向けて移動させ、（ｅ）に示すように、基板Ｇの下端に達した位置で水洗が完了する。
即ち、基板Ｇへの現像液Ｑ１の液盛り開始位置と同じ側の傾斜姿勢の上端側からリンス液Ｑ２の吐出がなされ、現像液供給方向とリンス液供給方向とを同一としている。
また、前記（ａ）の液盛り開始から（ｂ）の液盛り完了までに要する時間は約５ｓｅｃとされ、基板を傾斜姿勢で行う（ｃ）の液切り開始から（ｅ）の水洗完了までに要する時間は約６ｓｅｃとされ、リンス液Ｑ１の基板上端から下端までの移動に要する時間は約２ｓｅｃとされている。

前記特許文献２の前記処理装置および処理方法によれば、基板Ｇ上における現像液Ｑ１の液盛り方向とリンス液Ｑ２による現像液が流れ落ちる方向を同一とし、現像液の塗布が開始された部分からリンス液が塗布されて現像液が除去され始めることから、基板Ｇに対する現像液の接触時間、即ち、現像処理時間を基板全体で均一に行うことが出来る、と記載されている。

しかしながら、現像処理時間とは、厳密には、現像液が基板に液盛りされる開始時から基板上から現像液が残渣なく洗い落とされる終了時点までである。
即ち、現像処理時間とは、現像液が残渣も含めて実際に基板に接触している間も含まれ、基板から現像液を自然流下で流し落とても、その時に基板上に現像液の残渣が存在していれば、現像液の残渣で現像が進行し、現像処理は停止していない。その後、リンス液によって残渣が洗い流される時に始めて現像処理は停止する。なお、現像液が残渣なく流れ落ちて現像処理を終了させることをストップ水洗と称す。
実際には、レジスト、現像液の粘度や基板の表面状態に応じて多少変化するが、基板を傾斜させて現像液を自然流下させることで現像液の９０〜９５％程度は流し落とせるが、１０〜５％程度は残渣として基板上に残りやすく、このように残渣が残ると現像処理は進行する。よって、リンス液を基板の全面に塗布して現像液の残渣を洗い落とした時点で基板全面の現像を終了させることができる。

前記特許文献２の特開２００３−１７４０１の処理方法では、リンス液によるストップ水洗を基板に対して現像液盛り方向と同一方向に施しているため、現像液が基板に接する時間が均一化するように思われる。
しかしながら、基板の傾斜姿勢を、その搬送方向の前方端を持ち上げ、リンス液吐出ノズルを基板の上方端から下方端へと移動させ、リンス液を基板の上方端から下方端へと供給させた場合、上方で供給されたリンス液は自重による自然流下する。よって、図７（ｄ）に示すように、基板Ｇの上方でリンス液吐出ノズル２から供給されたリンス液Ｑ２がノズル２が下方へ達するより先に、下方の現像液は上方から自然流下してくるリンス液で洗い落と流されることとなり、基板の搬送方向の後方端がストップ水洗されることとなる。
即ち、液盛り工程において、基板の前方より後に現像液が液盛りされた基板の後方が、上方から自然流下してくるリンス液により先にストップ洗浄されることになる。よって、基板の搬送方向後方側Ｘ２では、現像液が基板に接触している時間が短くなり。基板の前方端から後方端にかけて現像タイムラグが発生し、形成される画像のパターン線幅の均一性が悪化する問題が生じる。

さらに、前記特許文献２の発明によると、ストップ水洗を行うリンス液吐出ノズルを所定速度、好ましくは高速（約２ｓｅｃで基板の上端から下端へ約２ｓｅｃ）で移動させることによって、基板から現像液の残渣を速やかに除去する、と記述されている。
しかしながら、リンス液の吐出速度を単に高速化しても、現像液の液盛り速度との関係で、現像液の基板への接触時間にタイムラグがより発生しやすくなり、形成される回路パターンの線幅均一性の悪化につながる。
特開平１１−８７２１０号公報 特開２００３−１７４０１

本発明は前記問題に鑑みてなされたもので、大型基板であっても、現像液が基板に接触している現像処理時間が基板全体にわたって厳密に均一化できる構成とし、よって、形成されるパターン線幅の均一性を向上させ、高精細な画像を得ることができる液処理装置および方法を提供することを課題としている。

前記課題を達成するため、第１の発明として、
基板に第一処理液を液盛りする第一液供給手段を備えた第一液処理部と、
前記基板から第一処理液を液切りするために、前記基板の搬送を停止して傾斜させる基板傾斜手段と第二液供給手段を備えた第二液処理部と、
前記第一液処理部から第二液処理部へと前記基板を略水平姿勢で搬送する基板搬送手段を備え、
前記第一液処理部の第一液供給手段は、第一液供給ノズルと、該第一液供給ノズルを前記基板表面に沿って基板搬送方向の基板前方から後方に移動あるいは基板後方から前方に移動させる第一ノズル移動手段を備え、
前記第二液処理部の第二液供給手段は、第二液供給ノズルと、第二ノズル移動手段を備え、前記基板傾斜手段により傾斜されて前記第一処理液が自然流下で液切りされた前記基板に対して、前記第二液供給ノズルを第二ノズル移動手段により、傾斜された前記基板の下方端から上方端に向けて斜め移動させながら第二処理液を供給して、該基板上の第一処理液の残渣を流し出してストップ水洗を行う構成とし、かつ、
前記第一ノズル移動手段と、前記第二ノズル移動手段とは、その移動速度を略同一速度に設定していることを特徴とする液処理装置を提供している。

前記第一の発明は、基板を傾斜させて第一処理液を自重で自然流下で液切りした後、基板表面に残る第一処理液の残渣を洗い落とすため、リンス液等の第二処理液のノズルを傾斜させた基板の下端側から上方端に向けて移動させながら基板に向けて吐出させている。
即ち、前記特許文献２では傾斜させた基板に対して上端側から下端側に向けてリンス液等の第二処理液を供給しているのに対して、本発明では、逆方向の下端側から上端側に向けて第二処理液を供給している。

前述したように、特許文献２の方法では傾斜させた基板の上端側から第二処理液を供給した場合、供給された第二処理液が自然流下して、第二処理液がまだ供給されない基板部分に流れ落ちてくる第二処理液が接触するため、基板に対する第二処理液の接触時間を管理できず、基板全体で第一処理液の基板への接触時間を均一に保持できない問題がある。
これに対して、本発明では、第二処理液を傾斜させた基板の下端側から上端側に向けて供給していくため、第二処理液を基板に対して供給した部位に予定通り接触させることができ、第二処理液が自然流下して基板に接触しても、当該部分は既に第二処理液を基板に供給して第一処理液の残渣を洗い落とした部分となる。よって、第一処理液の基板への接触時間を均一化させるために設定した第二処理液の基板への接触を予定時間通りに正確に実行させることができ、その結果、第一処理液の基板への接触時間を基板全体で均一に保持できる。

前記のように、第二液供給手段は、具体的には、第二液供給ノズルと、該第二液吐出ノズルを前記傾斜された基板に沿って下方端から上方端へと斜めに移動させて、第二処理液を基板の下方端から上方端へと供給していく第二ノズル移動手段を備えている。
例えば、前記第二液供給ノズルを先端に取り付けた供給管をシリンダ等からなるノズル移動手段により傾斜された基板の下方端から上方端へと移動させている。

前記第一液処理部では、前記基板と前記第一液供給手段のいずれか一方を移動すると共にいずれか他方の移動を停止する構成としている。なお、基板を搬送しながら、第一液供給手段を基板の搬送方向前方から後方へと移動させてもよく、その場合、基板と第一液供給手段との相対速度を厳格に調整管理する必要があるが、処理速度を高める点からは採用できる。即ち、基板と第一処理液供給手段とを相対移動させればよい。

前記第一液処理部の第一処理液供給手段は、第一液供給ノズルと、該第一液供給ノズルを基板表面に沿って、基板搬送方向の基板前方から後方に移動あるいは基板後方から前方に移動させる第一ノズル移動手段を備えている。

具体的には、基板を基板搬送手段により略水平姿勢を保持しながら搬送させ、固定した第一液供給手段により基板表面に第一処理液を塗布している。この方法によれは、基板の搬送を停止しないため、生産性を高めることが出来る利点がある。
前記方法に代えて、前記基板搬送手段による略水平姿勢として搬送されてくる基板を第一液処理部で搬送を停止して、第一液供給手段により基板表面に第一処理液を液盛りしてもよい。
この場合、基板を停止して略水平姿勢で安定保持した状態で、第一液吐出ノズルを移動させて液盛りするため、第一処理液の液盛り厚さ等を基板全面に対して精度良く管理できることによる。
いずれの手法を採用するかは、装置寸法やスペースを考慮した上で選択される。

前記第一ノズル移動手段は第二ノズル移動手段と、その移動速度を略同一速度に設定している。
このように、第一処理液の液盛り速度と該第一処理液を洗い落とすストップ水洗速度とを略同一としているため、第一処理液の液盛り速度を第二処理液の供給速度に合わせれば良い為、第一処理液の供給速度を早くすることは必ずしも必要ない。よって、ある程度ゆっくりした液盛りも可能である為、第二処理液の供給速度に合わせて基板を高速搬送する必要はなく、液処理装置への負荷等は小さくなる。この観点については、装置のスループットを考慮した上で、最適な手法を採用すればよい。

本発明の液処理装置では、好ましくは、前記第一液処理部において、第一液供給手段により、基板搬送方向の基板前方から後方に向けて第一液供給手段で処理液を基板表面に液盛りする構成とし、第一液処理部で基板への液盛りを終了後は、基板搬送手段により略水平姿勢を保持して第二液処理部へ搬送し、第二液処理部では基板を停止して、前記基板傾斜手段で基板搬送方向の後方を持ち上げて基板を傾斜姿勢に変換する構成としている。
なお、第一液処理部で第一液供給手段により基板搬送方向の後方から前方にむけて第一処理液を液盛りし、第二液処理部で、基板搬送方向の前端を押し上げて傾斜姿勢として基板後端を下端として良く、此の場合も第一処理液の液盛り開始位置を液切り開始位置とすることができる。

前記のように、本発明では、第二液処理部での液切り時、および後述するリンス液等の第二処理液の供給時に基板の搬送を停止した状態で基板を傾斜している。
このように、第二液処理部で基板の高速搬送を停止して、液切り処理および第一処理液を洗い流す第二処理液を供給しているため、処理時における安全性が高められ、基板の破損や損傷が抑制される。かつ、基板の搬送を停止する際に必要なスペースも広くならない。 前記特許文献１では、基板への第二処理液であるリンス液の供給時に、基板を傾斜姿勢で搬送しながらリンス液を供給しているため、基板が大型のＬＣＤ基板等の場合には搬送手段に対する負荷が大きくなり、搬送手段の支持強度を高める必要がある等、装置が大型化、重量化する等の問題があったが、この問題を本発明では解消することができる。

また、基板に対して第一処理液は基板の搬送方向の前方から後方へ液盛りすると共に、第二液処理部では、基板傾斜手段により基板の搬送方向の後端を持ち上げて傾斜させるため、第一処理液の液盛り開始位置が傾斜姿勢で下端となり液切りがなされる。
液切り工程の終了直後から、基板の傾斜姿勢を保持したまま、液盛りが開始された下端位置から第二処理液に基板に供給され、第一処理液による基板への処理が停止され始め、所謂ストップ水洗が始まる。
このように、第一処理液と第二処理液の液処理方向が、第一処理液が基板に滞在する時間が均一となるように設定し、かつ、基板に対する第一ノズル移動手段と第二ノズル移動手段の移動速度を略同一にすることによって、第一処理液が基板に接している時間を基板全体で均一化でき、第一の処理液による基板の均一な処理を行うことが出来る。

前記第二液処理部には、傾斜姿勢の基板表面から自然流下された前記第一処理液と前記第二処理液とを回収する回収手段を備え、該回収手段は第一処理液から第二処理液を分離回収できる構成としている。
前記構成とすると、第一処理液に第二処理液とが混入するのを防止でき、各処理液のリサイクルが可能となる等、排水処理を効率良く行うことができる。

また、前記第一液処理部と第二液処理部との間の基板搬送領域において、前記基板搬送手段は搬送方向の前後進を繰り返し可能とし、前記第一処理液の基板への接触時間調節と該基板上の第一処理液を振動・撹拌が出来る構成としていることが好ましい。
前記第一処理液の基板への接触時間の調節は前記基板搬送手段の速度調整により調整することは可能であるが、第一処理液の粘性等の特性に応じて微調整が必要な場合には、前記のように第一液処理部から第二液処理部への搬送領域で微調整できる構成とすると、容易に時間調整を実施できる。また、基板上に液盛りされた第一処理液は静止状態よりも振動および撹拌をした方が現像処理上において好適であるため、前記構成とすると、時間調整と第一処理液の振動、撹拌の両方を行うことができる。

さらに、前記第二液処理部に配置する前記基板傾斜手段は、基板の傾斜角度を可変できる構成とし、第一処理液を自然流下させる際の基板傾斜角度と、第二処理液を基板に吐出する際の基板傾斜角度とを可変できる構成としている。
具体的には、基板傾斜角度は、第一処理液を自然流下させる際の基板傾斜角度θ１と、第二処理液を基板に吐出する際の基板傾斜角度θ２との関係を、θ２＜θ１とすることが好ましい。
前記のように、第一処理液を自然流下させる場合には、迅速に液切りさせるためには傾斜角度が大きい方が好ましい一方、第二処理液で第一処理液の残渣を洗い流すには、第二処理液が基板表面に付着する時間を長くして水洗作用を高めるためには傾斜角度を小さくする方が好ましい。
具体的には、１３゜＜θ１＜１８゜とし、８゜＜θ２＜１３゜が好ましく、特に、θ１は約１５゜、θ２は約１０゜とするのが好ましい。

前記基板搬送手段は、第一液処理部および第二液処理部に基板を略水平姿勢で搬送すると共に、第二液処理部で液切り／ストップ水洗の終了後に基板を略水平姿勢に変換した状態で最終洗浄部へと搬送し、該最終洗浄部から乾燥部へと搬送する構成としている。
基板搬送手段は、具体的には、例えば、基板の搬送領域に沿って設置した搬送ローラからなり、該搬送ローラの上面に略水平姿勢で搭載した状態で基板を搬送方向に順送りしている。該基板搬送手段は第一液処理部、第二液処理部等の各処理部で分離させて、独立して搬送、停止、及び搬送速度の調節を行えるようにしている。

前記液処理装置は、第一処理液として現像液を用い、第二処理液として現像液を洗い流すリンス液を用い、露光処理が施された基板の現像処理装置として好適に用いられる。
詳細には、露光処理が施された基板に対して現像処理を施す現像処理装置は、
略水平姿勢の基板に現像液を液盛りする第一液処理部と、現像液が盛られた基板から現像液を除去する第二液処理部と、第一液処理部から第二液処理部へ基板を略水平姿勢で一方向に搬送する基板搬送機構と、を具備し、
第二液処理部は現像液が盛られた基板の搬送方向後方側を持ち上げて基板を傾斜姿勢に変換することによって基板に盛られた現像液を流し落とす基板傾斜機構と、
現像液を洗い流すリンス液を吐出するリンスノズルと、該リンス液が基板傾斜機構によって傾斜姿勢に保持された基板の下方端から上方端へと第二の処理液の供給位置を移動させながら基板に吐出されるように、前記リンスノズルを基板の表面に沿って斜めに所定速度で移動させるリンスノズル移動機構と、を有することを特徴としている。

前記現像処理装置では、基板に盛られた現像液が液盛りの開始された部分からストップ水洗され始めることによって、現像液が基板に接している時間が基板全体で均等化される。こうすることにより、現像タイムラグをほぼゼロとすることが実現でき、精度の高い現像を行うことができる。

本発明は第２の発明として、前記基板が表示装置の基板である前記第１の発明の液処理装置を備えた表示基板の製造装置を提供している。
前記表示基板の製造装置より、ＬＣＤ基板からなる表示基板の製造装置として最も好適に用いられ、第一処理液からなる現像液を液盛りした後、所定時間後に液切りし、該液切り直後にリンス液を供給して現像液の残渣を洗い落し、フォトリソ方法により基板に所定のパターンを形成している。形成したパターンは基板全面において現像処理のタイムラグをほぼゼロとしているため、パターンの線幅が均一な高精密なＬＣＤ基板を得ることができる。
上記表示基板の製造装置は、液晶表示装置のＬＣＤガラス基板の製造に最も適した製造装置となる。

さらに、第３の発明として、前記第１の発明の液処理装置を用いた液処理方法を提供している。
具体的には、略水平姿勢で一方向に搬送される基板に所定の液処理を施す液処理方法であって、
基板に第一処理液を液盛りする第一液処理部へ基板を略水平姿勢で搬送する第一工程と、
前記基板に第一処理液を液盛りする第二工程と、
前記第一処理液が盛られた基板を前記基板から第一処理液を除去する第二液処理部へ略水平姿勢で搬送する第三工程と、
前記基板の搬送方向後方側を持ち上げて前記基板を所定角度傾斜させることによって前記基板から前記第一処理液を流し落とす第四工程と、
前記基板を所定角度傾斜した状態に保持して、前記基板から前記第一処理液を流し出す第二処理液を前記基板の下方端から上方端へと第二処理液の供給位置を移動させながら前記基板に供給する第五工程とからなる。

前記液処理方法は、ＬＣＤガラス基板の液処理方法に限定されず、基板の現像処理が必要な場合において、広範囲で適宜に採用できる。

さらに、第４の発明として、前記１の発明の液処理装置を用いた液処理方法を用い、前記基板が表示装置の基板で、前記第一処理液として現像液を用い、前記第二処理液として現像液を洗い流すリンス液を用い、露光処理が施された基板に対して第一処理液の現像液を液盛りして現像処理を施し、前記現像液を第二液処理部で基板を傾斜姿勢として液切りした直後に前記第二処理液のリンス液を基板に吐出して基板表面の現像液の残渣を流し落とし、フォトリソ方法により基板に所定の回路パターンを形成している表示基板の現像処理方法を提供している。
前記表示基板の現像処理方法、特に、液晶表示装置に用いられるＬＣＤガラス基板の現像処理方法としても最も好適に用いられる。

具体的には、前記露光処理が施された基板の現像処理を行う現像処理方法では、
基板に現像液を液盛りする第一液処理部へ基板を略水平姿勢で搬送する第一工程と、
前記基板に現像液を液盛りする第二工程と、
前記現像液が盛られた基板を前記基板から現像液を除去する第二液処理部へ略水平姿勢で搬送する第三工程と、
前記基板の搬送方向後方側を持ち上げて前記基板を所定角度傾斜させることによって前記基板から前記現像液を流し落とす第四工程と、
前記基板を所定角度傾斜した状態に保持して、前記基板から前記現像液を洗い流すリンス液を前記基板の下方端から上方端へと前記リンス液の供給位置を移動させながら前記基板に供給する第五工程とからなる。

前記製造された液晶表示基板は、基板全体の現像処理時間を均一化できるため、フォトリソ工程の現像完了後におけるパターン線幅の均一性を向上させることができ、高精細デザインルールを適用した液晶ディスプレイを提供することができる。

上述の通り、本発明の液処理装置と液処理方法によれば、処理液が基板に接している時間を基板全体で均等化することが出来る為に、基板の液処理を基板全体で均一に行うことが出来る。よって、高い品質の基板を得ることが出来、液晶表示基板の現像液処理に用いた場合、超高精細（将来的にはサブミクロンオーダのデザインルールも視野に入れた）液晶ディスプレイの製造をも可能にするフォトリソ工程が実現出来る。
また、本発明の現像処理方法及び現像装置を従来技術に導入することによって、高精細の製造と高スループットの両立をも実現可能とできる。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態は、レジスト膜の形成から現像処理までを連続して行うレジスト塗布、現像処理システム（一般的にコータデベロッパと言われている）において、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）に適用した実施形態である。

図１は現像処理ユニット（ＤＥＶ）の概略的な構成を示す側面図、図２は平面図である。 前記ＤＥＶは、導入ゾーンＺａ、現像液供給ゾーンＺｂ、搬送ゾーンＺｃ、液切り／ストップ水洗ゾーンＺｄ、ファイナル洗浄ゾーンＺｅ、及び乾燥ゾーンＺｆを基板搬送方向に沿って順次設けている。これら導入ゾーンＺａ〜乾燥ゾーンＺｆには、ＬＣＤ基板Ｇ（以下、基板Ｇと称す）を搬送する搬送ローラ１を備えた基板搬送手段Ｆを設け、これら搬送ローラ１の回転により基板Ｇを矢印Ｘで示す搬送方向に移送している。図１および図２中において、Ｘ１が基板搬送方向の前方、Ｘ２が基板搬送方向の後方となる。

前記基板搬送手段Ｆの搬送ローラ１は、前記各ゾーンＺａ〜Ｚｆ毎に分断され、同一ゾーン内では一体的にモータ等で駆動されるが、ゾーン毎に駆動、停止及び走行速度の制御を可能としている。また、前記搬送ゾーンＺｃ〜Ｚｄでは搬送ローラ１を正逆回転可能として、所要時には搬送ローラ１の正逆回転を繰り返えさせて搬送ローラ１上の基板を前後に振動させることが出来る構成としている。

前記現像液供給ゾーンＺｂは現像液Ｑ１からなる第一処理液を基板Ｇに液盛りする第一液処理部に相当し、前記液切り／ストップ水洗ゾーンＺｄが現像液Ｑ１を液切りすると共に、液切りした直後にリンス液Ｑ２からなる第二処理液を基板Ｇに供給する第二液処理部に相当する。

前記現像液供給ゾーンＺｂには現像液Ｑ１を供給する現像液吐出ノズル２（第一液供給ノズル）を第一ノズル移動手段３の先端に取り付けて配置している。液切り／ストップ水洗ゾーンＺｄには、リンス液Ｑ２を供給するリンス液吐出ノズルＮ４（第二液供給ノズル）を第二ノズル移動手段５の先端に取り付けて配置すると共に、略水平姿勢の基板Ｇの搬送方向後端を持ち上げて傾斜させると共に所定時間後に水平姿勢に戻す基板傾斜手段６を配置している。

次ぎに、前記各ゾーンについて説明していく。
前記導入ゾーンＺａは、ＤＥＶの前に設置されるユニット（露光装置、露光後ベーク処理など）と現像液供給ゾーンＺｂとの間の緩衝領域として設けられており、ＤＥＶ前のユニットに現像液が飛散する等して、前記ＤＥＶより上流側のユニットが現像液で汚染されるのを防止する役割を果たし、かつ、現像液供給ゾーンＺｂへの基板Ｇの搬送速度を一定にする役割も果たす。

現像液供給ゾーンＺｂは、導入ゾーンＺａから略水平姿勢で搬送されてきた基板Ｇに対して現像液の液盛り（パドル形成と称する）を行うゾーンである。この現像液供給ゾーンＺｂには、搬送ローラ１上に保持された水平姿勢の基板Ｇの上面に現像液Ｑ１を塗布する前記現像液吐出ノズル２を設けている。現像液吐出ノズル２は現像液供給源８から配管９を介して供給される現像液Ｑ１を、基板Ｇの搬送方向前方Ｘ１から後方Ｘ２へ向かって吐出し、基板Ｇに現像液Ｑ１を均一な厚さで液盛りしている。

現像液供給ゾーンＺｂにおける現像液盛り手法については、基板Ｇを水平姿勢で搬送しながら、現像液吐出ノズル２を固定して現像液を吐出させる手法と、基板Ｇを現像液供給ゾーンＺｂ内で略水平姿勢に保持して搬送を停止した後に、現像液吐出ノズル２を基板Ｇの搬送方向とは逆の方向、即ち、搬送方向前方Ｘ１から後方Ｘ２に向かって移動させながら現像液Ｑ１を基板Ｇに吐出する手法とがある。いずれの手法も選択して採用できるようにしており、装置のスループットを考慮した上で選択される。
後者を選択する場合を考慮して、現像液吐出ノズル２を先端に取り付けた配管９を第一ノズル移動手段３によって、所定速度で基板Ｇの上面に沿って搬送方向前方Ｘ１から後方Ｘ２に向けて移動可能としている。前記第一ノズル移動手段３の具体的構成は図示していないが、ノズル２を先端に取り付けた配管９をガイドレールに沿って走行するスライダに固定し、該スライダをモータ駆動されるベルトに固定して移動させている。なお、該移動手段としては周知の適宜は機構が採用できる。
現像液吐出ノズル２は基板Ｇの幅方向（搬送方向Ｘと直交方向）に長尺なスリットノズルとし、該ノズルの吐出方向を基板Ｇに対して鉛直方向よりも若干基板搬送方向の後方に傾けた形状として、該現像液吐出ノズル２から現像液Ｑ１が基板Ｇの全面に亙って均一な塗布量となるよう比較的低速な所定速度で移動させる構成としている。

前記現像液供給ゾーンＺｂで現像液Ｑ１がパドル形成された基板Ｇは、搬送ローラ１により搬送ゾーンＺｃを通過して、液切り／ストップ水洗ゾーンＺｄへ搬送される。
基板Ｇでは、現像液供給ゾーンＺｂで現像液Ｑ１が基板Ｃに接触する現像開始時から液切り／ストップ水洗ゾーンＺｄでリンス液Ｑ２を吐出して現像液Ｑ２を洗い落とす終了時までが現像処理時間となる。よって、現像処理の大半は実質的に搬送ゾーンＺｃで行われることとなり、搬送ゾーンが現像反応ゾーンとなる。
よって、搬送ゾーンＺｃの通過時間が現像反応に要する所定時間に調整され、それに対応して基板Ｇの搬送速度が設定される。

前記搬送ゾーンＺｃは装置寸法（フットプリント）の制約上、所要寸法で設けられない場合も有り得る。この場合、所定の現像時間を得る為に、液切り／ストップ水洗ゾーンまで辿り着いた基板Ｇを一旦停止させて所定時間保持させる必要が生じる。また、搬送ゾーンＺｃで搬送速度の調整が出来ない場合も有り得る。
現像処理時には、基板Ｇを停止させた状態で現像処理をするより、現像液に適宜な振動を与えることが好ましい。
そのため、所定の現像処理時間を経過する前に液切り／ストップ水洗ゾーンＺｄに基板Ｇが搬送されてくる場合を配慮して、前記したように、搬送ゾーンＺｃ〜Ｚｄ内の搬送ローラ１は正逆回転可能とし、搬送ローラ１の正逆回転を繰り返させることにより、基板Ｇを搬送方向の前後に移動させ、時間調節と現像液に対する振動および撹拌が同時に行える構成としている。

液切り／ストップ水洗ゾーンＺｄでは、まず、前記基板傾斜手段６による基板Ｇの搬送を一旦停止する。該停止状態で基板の搬送方向後端を上昇させて傾斜姿勢に変換し、基板Ｇ表面の現像液Ｑ１を自重による自然落下で流し落とす液切りを行っている。液切り後に、基板Ｇを傾斜姿勢に保持した状態で、下方端から上方端に向けてリンス液吐出ノズル４から基板Ｇの表面にリンス液、例えば純水を基板鉛直方向に吐出し、前記基板Ｇを傾斜して液切りしても基板Ｇ上に残った現像液の残渣を洗い落とすストップ水洗を行っている。

液切り／ストップ水洗ゾーンＺｄに設けられる基板傾斜手段６は、本実施例では、図３に概略的に示すように、基板Ｇの搬送方向後端側の下方で且つ搬送ローラ１の隙間に立設した上向きシリンダ１１からなる。該シリンダ１１のピストン１１ａの先端で後端側が押し上げられる基板Ｇの搬送方向前端の下端は傾斜作動時に移動しないと共に傾斜姿勢を保持できるように、搬送方向前端側の下方から係止爪を備えたストッパー１２をシリンダ１３により搬送ローラ１の間にさせるようにしている。

前記基板傾斜手段６は、上記シリンダ１１のピストン１１ａの伸長量を２段切り換えして、傾斜姿勢とする基板Ｇの傾斜角度を２段階に切り換えとしている。即ち、第一段階の現像液を自然流下させる際の傾斜角度を約１５゜とし、第二段階のリンス液を吐出する際の傾斜角度を約１０゜としている。

前記基板傾斜手段６により搬送方向後端側が押し上げられて傾斜姿勢となった基板Ｇに対して、下端側からリンス液Ｑ２を吐出するリンス液吐出ノズル４には、リンス液貯留タンク１５からリンス液Ｑ２を配管１６を介して供給される。該配管１６を第二ノズル移動手段５により所要速度で傾斜姿勢の基板Ｇの下端側から上端側に向けて移動させている。
第二ノズル移動手段５は第一ノズル移動手段と同様で、傾斜姿勢となる基板の上方に平行に設置するガイドレールに沿って、リンス液吐出ノズル４の配管１６を取り付けたスライダをモータ駆動されるベルトに固定して移動させている。
なお、該移動手段としては周知の適宜は機構が採用できる。

前記リンス液吐出ノズル４の移動速度と前記現像液吐出ノズル２の移動速度が同一速度となるように、第一、第二ノズル移動手段３、５で制御している。このノズルの移動速度制御により、基板Ｇ内における現像タイムラグをほぼゼロにすることを可能とし、基板Ｇ全体で現像反応の進行を均等化し、基板Ｇに形成されるパターンの線幅均一性を高めることを可能としている。
また、リンス液吐出ノズル４は基板Ｇの幅方向に間隔をあけて複数個配置し、現像液の吐出圧力よりも強い吐出圧力でリンス液が基板全面に亙って均一に吐出される設定としている。これら複数個のノズル４を共通管に取り付け、該共通管からなる配管１６を第二ノズル移動手段５で移動している。

さらに、水切り／ストップ水洗ゾーンＺｄでは基板傾斜手段６によって傾斜姿勢に保持された基板Ｇの表面から自然流下する現像液Ｑ１とリンス液Ｑ２とを受け入れる処理液受容ボックス１８を搬送ローラ１の下方に設けている。
処理液受容ボックス１８の底壁には現像液排出管１９とリンス液排出管２０とを分岐した状態で連接し、これら分岐位置に開閉弁２１を取り付けている。該開閉弁２１を動作制御して、いずれか一方を開弁すると、いずれか他方を閉弁する構成としている。
前記現像液排出管１９の先端には現像液回収タンク２２を配置していると共に、リンス液排出管２０の先端にはリンス液回収タンク２３を配置している。

現像液回収時には、現像液排出管１９側を開いて、リンス液排出管２０側を閉鎖し、流れ落ちてくる現像液Ｑ１を現像液排出管１９へと導出し、現像液回収タンク２２に集めている。現像液回収タンク２２へ回収された現像液Ｑ１はリサイクル若しくは廃棄処理に廻している。
一方、リンス液回収時には、開閉弁２１で現像液排出管１９を閉じて、リンス液が混入した濃度の薄い現像液やリンス液が現像液回収タンク２２に混入されないようにしている。一方、リンス液排出管２０を開き、リンス液排出管２０を通してリンス液とリンス時に共に流れ出す現像液残渣等をリンス液回収タンク２３に集めている。該リンス液回収タンク２３に回収されたリンス液および現像液の残渣分は廃液ラインを通じて廃棄され、若しくはリサイクル処理にまわしている。

ファイナル洗浄ゾーンＺｅには、超純水等の洗浄液Ｑ３を基板Ｇの表裏両面に向けて吐出する洗浄液吐出ノズル２５を取り付け、搬送ローラ１により所定速度で搬送されてくる基板Ｇの表面と裏面に洗浄液を吹き付けて洗浄している。

乾燥ゾーンＺｆには、搬送されてくる基板Ｇの表裏両面に所定の風圧で窒素ガス等の乾燥ガスを噴射するエアーナイフ２６を設けている。
前記乾燥ゾーンＺｆに続くファイナル洗浄ゾーンＺｅで、吹き付けられたリンス液Ｑ３を発散させて基板Ｇを乾燥処理している。
前記ファイナルゾーンＺｅで基板Ｇの一連の現像処理は終了となり、次工程（ＵＶ処理やポストベーク処理など）のユニットへ基板Ｇは搬送される構成としている。

次に、現像処理ユニット（ＤＥＶ）における現像処理工程について、図４に示すフローチャートおよび図５に示す処理方法を参照して説明する。

ステップ１では、前工程（ＰＥＢなど）から搬入された基板Ｇは、搬送ローラ１により、水平姿勢を保持した状態で導入ゾーンＺａを通過し、現像液供給ゾーンＺｂに搬入される。

ステップ２では、図５（ａ）に示すように、現像液供給ゾーンＺｂへ搬入された水平姿勢の基板Ｇに対して、現像液Ｑ１を現像液吐出ノズル２から吐出して所要の一定厚さで液盛りする。
ここでは、基板Ｇを所定位置で停止させた状態として、現像液吐出ノズル２を所定速度ｘ（ｍｍ／ｓｅｃ）で基板搬送方向の前方から後方へ向けて移動させながら基板Ｇの表面に液盛りする場合（Ｃａｓｅ−１）と、基板Ｇを所定速度ｘ（ｍｍ／ｓｅｃ）で搬送させながら、所定位置に固定した現像液吐出ノズル２から現像液を吐出して基板Ｇへ液盛りする場合（Ｃａｓｅ−２）のいずれかを選択して行う。
図５（ｂ）は液盛り完了状態を示す。

ステップ３では、現像液供給ゾーンＺｂにおける液盛りが終了した基板Ｇを、水平姿勢の状態のまま搬送ローラ１を回転させて所定の搬送速度にて搬送ゾーンＺｃを通過させる。搬送ゾーンＺｃの通過時間は所要の現像処理時間に対応させて設定し、液切り／ストップ水洗ゾーンＺｄへ基板Ｇを搬入する。
なお、液切り／ストップ水洗ゾーンＺｄに到達する時点が所要の現像処理時間に到達していない場合には、液切り／ストップ水洗ゾーンＺｄに近接した位置で、搬送ローラ１を正逆回転させて、基板Ｇを搬送方向に対して前後に振動させ、現像液Ｑ１を振動させる。 この搬送ゾーンＺｃで所要の時間が経過した後、液切り／ストップ水洗ゾーンＺｄに基板Ｇを搬入する。

ステップ４では、液切り／ストップ水洗ゾーンＺｄへ到達した基板Ｇの搬送を一旦停止する。停止状態で、図５（ｃ）に示すように、基板傾斜手段６により基板Ｇの搬送方向後端側を押し上げて、搬送方向前端側を下端とした傾斜姿勢に基板を変換する。
基板Ｇを約１５゜の傾斜姿勢として、その表面から盛られた現像液Ｑ１が自重で自然流下して、現像液Ｑ１の液切り処理がなされる。
現像液Ｑ１は下方の処理液受容ボックス１８に流れ込み、開閉弁２１が開放位置にある現像液排出管１９を通して現像液回収タンク２２に回収され、リサイクル処理される。

ステップ５では、図５（ｄ）に示すように、前記ステップ４の液切り処理の終了直後、前記基板傾斜手段６により基板Ｇの傾斜角度を変えて、基板Ｇの傾斜角度を約１０゜とし、この傾斜角度で基板Ｇの傾斜姿勢を保持したままで、基板Ｇの表面に沿ってリンス液吐出ノズル４を下方端から上方端へ向かって前記現像液盛りと同一速度ｘ（ｍｍ／ｓｅｃ）で移動させ、リンス液（純水）Ｑ２を基板Ｇに吐出する。
其の際、リンス液Ｑ２の吐出圧力を現像液Ｑ１の吐出圧力よりも大として、基板Ｇの表面に付着している現像液Ｑ１の残渣が基板Ｇより離脱させて洗い流して、ストップ水洗処理を行っている。

前記リンス液Ｑ２の吐出時、下方の処理液受容ボックス１８では開閉弁２１が現像液排出管１９を閉鎖し、リンス液排出管２０を開放する位置に動作され、リンス液Ｑ２および現像液Ｑ１の残渣はリンス液排出管２０をへてリンス液回収タンク２３に回収される。

ステップ５のストップ水洗処理動作方向は、基板Ｇに対する現像液盛り方向と同一方向となり、現像液盛りの開始側とストップ水洗開始側とが同一位置となる。よって、現像液の液盛り開始時からストップ水洗による処理終了時までの処理時間が基板Ｇ全体に対して均等となり、現像時間が基板全体で完全に一致する。この効果により、少なくとも現像に起因するパターン線幅のばらつきを略完全にゼロとすることが可能となる。

また、ステップ５のストップ水洗処理時には、基板Ｇを搬送方向に対して後端側を持ち上げると共にリンス液Ｑ２を基板Ｇの下端から上端に向けて吐出しているため、前記特許文献２で問題となるリンス液Ｑ２の自然流下により、後から現像液が液盛りされる基板の搬送方向後端側から現像処理がストップされることを防止できる。
図５（ｅ）に示すように、リンス液Ｑ２が基板Ｇの上端まで塗布した位置でストップ水洗が完了する。

ステップ６では、ストップ水洗処理が終了した後、基板傾斜手段６のシリンダ１１のピストン１１ａを下降させて、基板Ｇを元の略水平姿勢へ変換する。変換後に水平姿勢となった基板Ｇを搬送ローラ１によりファイナル洗浄ゾーンＺｅへ搬送する。
ファイナル洗浄ゾーンＺｅでは、基板Ｇを搬送ローラ１により所定速度で搬送しながら基板Ｇの表面、裏面の両方に洗浄液吐出ノズル２５から洗浄液（超純水）を吐出して、基板Ｇに付着している残留している現像液Ｑ１の徹底除去と基板Ｇの水洗を行う。
なお、装置スループットやフットプリントの都合上、このファイナル洗浄ゾーンＺｅの中で基板Ｇを洗浄しながら搬送方向に対して前後に振動させる場合もある。

ステップ７では、ファイナル洗浄ゾーンＺｅを洗浄されながら通過した基板Ｇは、続いて乾燥ゾーンＺｆへ搬送される。ここで、エアーナイフ２６によって基板Ｇの水分を吹き飛ばして乾燥させる。その後、次工程（ポストベークなど）に搬送する。

ＬＣＤガラス基板の基板への現像処理を前記装置を用いて、前記方法で行うと、第一液処理部での基板に対する現像液（第一処理液）の液盛り開始位置（基板搬送方向前方位置）と、第二液処理部でのリンス液（第二処理液）によるストップ洗浄の開始位置を同一位置とすることができ、しかも、リンス液の自然流下により液盛りが後から行われた部分が先にストップ水洗されることが防止できる。その結果、基板に対する現像液の接触時間を基板全面で均一に保持でき、現像のタイムラグを略ゼロとすることができる。よって、現像処理されて形成されるパターンの線幅を基板全面に亙って均一に保持でき、高精密な液晶画像をＬＣＤ基板上に表示することができる。

また、基板を傾斜姿勢として、現像液の液切りとリンス液を吐出して現像液を洗い落とすストップ水洗時において、基板の搬送を停止し、基板の安定保持した状態で液切り／ストップ水洗工程を行うため、これら工程が高精度で行えると共に基板の損傷発生が防止でき、さらに、装置への負荷の減少等を図ることができる。

本発明は、前記実施形態に限定されず、例えば、現像液盛りの方向は基板の搬送方向に対して後方から前方へ向けて、前記実施形態と逆にしても良い。その場合、後工程の液切り／ストップ水洗ゾーン内での基板の傾斜方向及びリンス液吐出ノズルの移動方向も前記実施形態と逆向きにされる。なお、この場合は基板Ｇを固定し、現像液吐出ノズルを移動させる方式に限定されることとなる。

さらに、前記実施形態では、基板搬送手段として搬送ローラを用いているが、搬送ローラに限定されず、また、ノズル移動手段および基板傾斜手段も前記構成に限定されず、他の適宜な周知手段を用いることができる。
また、前記実施形態では現像処理を例にとって説明したが、他の液処理（ウエットエッチングなどが考えられる）にも適用可能である。

本発明は、ＬＣＤ基板Ｇに限定して適用されるものではなく、他のＬＣＤ以外の用途に用いられるガラス基板や半導体ウエハなど、またセラミック基板などの液処理にも適用できる。
さらに、本発明により製造される液晶ディスプレイは、例えば、ＣＧシリコン等のシステム液晶パネルにおいて、次世代向けの高精細パネルとして携帯電話などに搭載され得るものである。

本発明の一実施形態である現像処理ユニット（ＤＥＶ）の概略構成を示す側面図である。 図１の平面図である。 液切り／リンスゾーンにおける基板傾斜手段の概略図である。 現像処理工程の概略を示す流れ図（フローチャート）である。 （ａ）〜（ｅ）は本発明における現像処理工程を示す概略図である。 従来の現像液処理装置を示す概略図である。 （ａ）〜（ｅ）は図６の現像液処理装置の工程を示す概略図である。

符号の説明

Ｚａ 導入ゾーン
Ｚｂ 現像液供給ゾーン
Ｚｃ 搬送ゾーン
Ｚｄ 液切り／ストップ水洗ゾーン
Ｚｅ ファイナル洗浄ゾーン
Ｚｆ 乾燥ゾーン
２ 現像液吐出ノズル
３ 第一ノズル移動手段
４ リンス液吐出ノズル
５ 第二ノズル移動手段
６ 基板傾斜手段
Ｇ ＬＣＤ基板

Claims (10)

1. 基板に第一処理液を液盛りする第一液供給手段を備えた第一液処理部と、
   前記基板から第一処理液を液切りするために、前記基板の搬送を停止して傾斜させる基板傾斜手段と第二液供給手段を備えた第二液処理部と、
   前記第一液処理部から第二液処理部へと前記基板を略水平姿勢で搬送する基板搬送手段を備え、
   前記第一液処理部の第一液供給手段は、第一液供給ノズルと、該第一液供給ノズルを前記基板表面に沿って基板搬送方向の基板前方から後方に移動あるいは基板後方から前方に移動させる第一ノズル移動手段を備え、
   前記第二液処理部の第二液供給手段は、第二液供給ノズルと、第二ノズル移動手段を備え、前記基板傾斜手段により傾斜されて前記第一処理液が自然流下で液切りされた前記基板に対して、前記第二液供給ノズルを第二ノズル移動手段により、傾斜された前記基板の下方端から上方端に向けて斜め移動させながら第二処理液を供給して、該基板上の第一処理液の残渣を流し出してストップ水洗を行う構成とし、かつ、
   前記第一ノズル移動手段と、前記第二ノズル移動手段とは、その移動速度を略同一速度に設定していることを特徴とする液処理装置。
2. 前記第一液処理部では、前記基板と前記第一液供給手段のいずれか一方を移動すると共にいずれか他方の移動を停止する構成とし、かつ、前記第二液処理部では前記基板搬送手段による基板の搬送を停止して前記基板傾斜手段で基板を傾斜させる構成としている請求項１に記載の液処理装置。
3. 前記第一液処理部では前記第一液供給手段で前記第一処理液を基板搬送方向の基板前方から後方に移動させる設定とし、前記第二液処理部の前記基板傾斜手段は、基板の搬送方向の後端を持ち上げて傾斜させる構成としている請求項１または請求項２に記載の液処理装置。
4. 前記第一液処理部と第二液処理部との間の基板搬送領域において、前記基板搬送手段は搬送方向の前後進を繰り返し可能とし、前記第一処理液の基板への接触時間調節と該基板上の第一処理液を振動・撹拌が出来る構成としている請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の液処理装置。
5. 前記第二液処理部に配置する前記基板傾斜手段は、前記第一処理液を自然流下させる際の基板傾斜角度と、前記第二処理液を基板に吐出する際の基板傾斜角度とを可変できる構成としている請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の液処理装置。
6. 前記基板傾斜角度は、第一処理液を自然流下させる際の基板傾斜角度θ１と、第二処理液を基板に吐出する際の基板傾斜角度θ２との関係を、θ２＜θ１としている請求項５に記載の液処理装置。
7. 前記第一処理液として現像液を用い、前記第二処理液として現像液を洗い流すリンス液を用い、露光処理が施された基板の現像処理装置としている請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の液処理装置。
8. 前記基板が、表示装置の基板である請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の液処理装置を備えた表示基板の製造装置。
9. 請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の液処理装置を用いて、基板に対する液処理を施している液処理方法。
10. 請求項９に記載の液処理方法を用い、前記基板が表示装置に用いられる基板で、前記第一処理液として現像液を用い、前記第二処理液として現像液を洗い流すリンス液を用い、露光処理が施された基板に対して前記現像液を液盛りして現像処理を施し、前記現像液を第二液処理部で基板を傾斜姿勢として液切りした直後に前記リンス液を基板に吐出して基板表面の現像液の残渣を流し落とし、フォトリソ方法により基板に所定の回路パターンを形成している表示基板の現像処理方法。

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