JPH05182943A

JPH05182943A - 基板の処理方法および処理装置

Info

Publication number: JPH05182943A
Application number: JP36074491A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Fukuda; 雅彦福田; Seiichiro Yokoyama; 清一郎横山
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1991-12-27
Filing date: 1991-12-27
Publication date: 1993-07-23

Abstract

(57)【要約】【目的】基板を色むら，断線，リークおよび洗浄むら
などを生じさせることなく高精度に処理できる基板の処
理方法および処理装置を提供する。【構成】処理槽３０の底部に処理液を底部全面から均
一に吐出させる整流板２を設けるとともに、処理槽３０
の上部に基板１と平行に少なくとも一以上のオーバーフ
ロー溝３を配設することによって、処理液を上下方向に
平行流として循環させつつ、基板の処理を行なう。この
際、処理液の循環方向と基板上の透明電極パターンの向
きが互いに垂直となるように設定する。また、純水洗浄
槽において、噴射方向に対して均一な水圧で水流を噴射
するノズルを用いて洗浄を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基板の処理方法および
処理装置に関し、特に、色むら，断線，リークなどを生
じさせることのない高精度処理を可能とした基板の処理
方法および処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、基板の自動処理装置は、カラーフ
ィルタ，エレクトロルミネッセンス素子，エレクトロク
ロミック素子，液晶パネル等のガラス基板等を用いた表
示素子の製造、ウエハー等を用いた半導体素子の製造、
ポリカーボネート基板等を用いた光ディスクなどの光学
メモリの製造等に広く使用されている。

【０００３】従来、基板の自動処理装置としては、一枚
づつ基板の処理を行なう枚葉式処理装置と、複数の基板
をカセッタに収納して同時に処理を行なうカセッタ式処
理装置が知られている。ここで、枚葉式処理装置は、ス
ループットやタクトが速く量産に適した装置であり、主
として基板の水系洗浄、レジストの現象、加熱処理（ベ
ーキング）、ＩＴＯ膜やクロム膜などのエッチング等に
用いられている。また、カセッタ式処理装置は、処理条
件の制御を行ない易い装置であり、精密洗浄（超音波洗
浄，溶液洗浄など）、ＩＴＯ膜やクロム膜等のエッチン
グ等に用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、枚葉式
処理装置の場合には、カセッタ式処理装置に比べ装置全
体の長さ（ラインの長さ）が長くなり、したがって、ク
リーンルームにおける占有面積が大きくなるという問題
がある。また、枚葉式処理装置は、連続式であるため、
電解操作などにおける微妙な工程制御が難しいという問
題がある。一方、カセッタ式処理装置の場合には、カセ
ッタごと処理槽に浸漬するため、カセッタの形状によっ
ては、洗浄時における汚れがカセッタの内外に残留し、
したがってカセッタの洗浄などに無駄な時間が費される
という問題がある。また、カセッタに前工程で使用した
薬液が付着して洗浄槽に持ち込まれるため、洗浄に時間
がかかり洗浄効率が悪いという問題がある。さらに、カ
セッタ式処理装置における加熱処理（ベーキング）は、
加熱炉（オーブン）方式であるため、枚葉式の場合のホ
ットプレート方式に比べ処理時間が２〜３倍必要であ
り、また、オーブン内の対流によってカセッタに付着し
たごみが舞うため、ごみが基板に付着し易く、歩留りが
低下し易いという問題がある。

【０００５】なお、電着塗装や電気めっき等の技術分野
においては、微妙な工程制御を行ないつつ基板を枚葉で
電解処理する技術が知られている。しかし、かかる技術
は電解液の循環速度が大きいため、ミセル電解法などの
ような物理付着を利用する工程には適用することができ
ず適用範囲が限られてしまう。また、電極の取り出し方
法や搬送方法に問題が多く、クリーンルーム内で使用さ
れる自動処理装置としては適用できないという問題があ
る。

【０００６】本願出願人は上述した問題点を解消すべ
く、カセッタ方式の欠点であるカセッタの使用をやめる
とともに、電解などの微妙な系の処理制御を可能とした
基板の自動処理装置および自動処理方法について、先に
出願を行なっている（特願平2-294119号、特願平3-3070
17号）。特願平2-294119号及び特願平3-307017号に記載
の基板の自動処理装置においては、カセッタに収納され
たガラス基板、シリコンウエハーなどの基板の上部を二
枚の平行プレートなどで構成されるチャックで挾持し、
このチャックを備えた基板保持部を上下、左右に駆動し
て基板の自動処理を行なうことを特徴としている。

【０００７】これらの装置を用いて行なう基板の自動処
理は、次のようにして行なう。すなわち、このチャック
を複数個整列させ、複数枚の基板を同時にチャックする
とともに、圧力センサーなどにより定圧で固定する。次
に、チャックキングを確認した後、基板をカセッタから
引き抜き、処理槽に搬送する。処理槽では挿入速度、引
き上げ速度、処理速度と処理槽温度などのパラメータを
制御し、チャックをしたままの状態で基板の処理を行な
う。このとき、カセッタなどの異物を処理槽に入れるこ
となく処理できるため、精度良く基板処理が行なえる。
特に、処理の一つである洗浄の場合、洗浄液として超純
水や高純水を用いて、基板をチャックしたまま、下方か
ら洗浄液をオーバーフローして基板を洗浄することによ
って、カセッタからの汚染がなく、液切れも良く、大
変、効率良く洗浄することができる。また、チャッキン
グを良くするためにあらかじめ、基板を整列させるアラ
インメント機構も設けられている。さらに、処理の一つ
として、チャックの基板挾持面に電極を設け、電解する
ことも可能とした。また、この電極を用いて、エッチン
グの終点を求めたり、ストライプ基板の断線、リークを
もチェックする回路も設けられている。

【０００８】また、洗浄槽に関しては、超純水等の浄洗
水をオーバーフローさせるとともに、基板に沿って移動
するノズルから洗浄水を噴射して、洗浄液を乱流として
洗浄効果を向上させた構成としてある（特願平3-307017
号）。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のチャックを用いた基板の処理方法にあっては、
電解処理工程における色素層の製膜の均一性が十分でな
いため、色むらが発生しやすく、この点で改良の余地が
あった。また、洗浄槽に関しては、図１９に示すよう
に、シャワーノズル６０ｄが、管６７に小さい小孔６８
をあけ、洗浄水を吐出する構造となっているため、水圧
が均一でなく、洗浄水の当たる部分と当たらない部分と
で洗浄が不均一となり、洗浄むらを生じやすく、この点
で改良の余地があった。

【００１０】本発明は上述した事情にかんがみてなされ
たもので、色むら、断線、リークおよび洗浄むらを生ず
ることなく基板を高精度に処理できる基板の処理方法及
び処理装置の提供を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するため鋭意研究を重ねた結果、循環する処理液
を平行流とすることによって、均一な製膜が可能となる
ことを第一に見い出した。また、この際電解液の循環方
向と基板上のストライプ電極の方向を互いに垂直となる
ように設定することによって、色むらが激減することを
第二に見い出した。さらに、洗浄槽において、均一な水
圧で水流を噴射するノズルを使用することにより洗浄む
らを解消できることを第三に見い出し、本発明を完成さ
せるに至った。

【００１２】すなわち、本発明の基板の処理方法は、基
板の浸漬処理を行なう処理槽において、処理液を上下方
向または左右方向に平行流として循環させて基板の処理
を行なうようにしてあり、好ましくは、単数または複数
の基板をキャックで保持しつつ基板のみを処理槽に浸漬
して基板の処理を行なうようにしてあり、必要に応じ処
理槽を、通電処理槽、薬液浸漬処理槽、エッチング処理
槽、現像処理槽、剥離処理槽、洗浄処理槽、温水乾燥処
理槽から選ばれる少なくとも一つ以上の処理槽の任意の
組み合わせとし、好ましくは、通電処理槽において、ス
トライプ状または連続モザイク状にパターンニングされ
た透明電極を有する基板の通電処理を行なうに際し、処
理液の循環方向と基板上の透明電極パターンの向きを、
互いに垂直あるいは非平行とし、さらに、純水洗浄槽に
おいて、水中で、噴射方向に対して均一な水圧で水流を
噴射するノズルを使用するようにしてある。

【００１３】また、本発明の基板の処理装置は、基板の
浸漬処理を行なう処理槽を有する基板の処理装置であっ
て、処理液を上下方向または左右方向に、平行流として
循環させた処理槽を具備する構成としてあり、好ましく
は、処理槽の底部に処理液を底部全面から均一に吐出さ
せる整流板を設けるとともに、処理槽の上面に基板と平
行に少なくとも一以上のオーバーフロー溝を配設するこ
とによって、処理液を上下方向に平行流として循環させ
る構成、あるいは、処理槽の側部に対向して二枚の整流
板を配設し、一つの整流板全面から処理液を均一に吐出
するとともに、他の整流板の全面から均一に排水するこ
とによって、処理液を左右方向に平行流として循環させ
る構成としてある。

【００１４】以下、本発明を図面を参照して詳細に説明
する。まず、本発明の基板の処理方法について説明す
る。

【００１５】本発明の基板の処理方法においては、基板
の浸漬処理を行なう処理槽において、処理液を上下方向
または左右方向に平行流として循環させて基板の処理を
行なう。ここで、「平行流」とは、処理液が乱流となら
ずに、均一かつ平行な層流となるように処理液を循環さ
せることを意味する。処理液を上下方向または左右方向
に平行流として循環させる手段は、特に制限されない
が、例えば、整流板（ディストリビューター）を用いる
方法が挙げられる。

【００１６】具体的には、図１（ａ）に示す一部截断斜
視図及びその平面図（図１（ｂ））に示すように、処理
槽３０の底部に、処理液を底部全面から均一に吐出する
整流板２を設けるとともに、処理槽３０の上部（水面）
に、基板１の両側に該基板１と平行にオーバーフロー溝
３を配設することによって、処理液を上下方向に均一か
つ平行な平行流として循環させる。

【００１７】整流板２は、焼結板や網板あるいはガラス
ビーズなどを用い、整流板全体を複数の部分に区分し、
各区分ごとに開口率の異なる焼結板や網板を用いたり、
あるいはビーズサイズの異なるビーズを敷設したりし
て、処理液の吐出圧力を均一とし、吐出流れを均一とす
る構成となっている。

【００１８】整流板２の区分の一例を図２（ａ）及び
（ｂ）に示す。図２（ａ）に示すように、整流板２を四
つの部分Ａ〜Ｄに区分し、各部分に粒径の異なるガラス
ビーズを区分け板２ａを介して配する（Ａ部：１．５ｍ
ｍと３ｍｍのビーズの混合、Ｂ部：４ｍｍのビーズ、Ｃ
部：５ｍｍのビーズ、Ｄ部：６ｍｍのビーズを各々使
用）。また、図２（ｂ）に示すように、ガラスビーズ層
の厚さを５０ｍｍとし、このガラスビーズ層を上下から
２００メッシュの網板２ｂで挾持して、整流板としてあ
る。

【００１９】整流板としては、他に５０μｍの細孔を持
つ金属焼結板等が例示される。また、図２（ｃ）に示す
ような穴板２ｃを適宜組み合わせて整流板を構成しても
よい。なお、通常処理槽３０の底部中央に、処理液の循
環吹出口が設けられており、上記整流板２はこの吹出口
の上部に配設される。

【００２０】一方、処理槽３０の上部に配設されたオー
バーフロー溝３は、オーバーフロー水面に複数設けてあ
り、均一な排水を行なう。このオーバーフロー溝３は、
好ましくは、図３に示すように、オーバーフローする部
分にＶ字形（Ｖ角度α：６０〜１５０°、ピッチｔ：３
〜５０ｍｍ）の切込み３ａを入れ、表面張力と落下のバ
ランスをとって、少量の液量であっても線状に均一に排
出できるようにする。この場合、オーバーフローする切
込み部分の材料として破水性のテフロンやそのコート品
を用いるとさらに均一排水の効果を高めることができ
る。

【００２１】なお、電解処理槽の場合にあっては、陽極
である基板１に対する陰極４を処理液中に配設する必要
があるが、この場合、オーバーフロー溝３と陰極４を一
体的に構成し、オーバーフロー溝３によって陰極が支持
固定される構成とすることが好ましい。これは、処理槽
底部に陰極を支持するための基台を設けると、平行流を
乱すことになるからである。

【００２２】上記整流板２及びオーバーフロー溝３の組
み合わせによって、処理槽底面から上面への平行流が実
現される。また、同じ構成で、オーバーフロー溝３から
処理液をオーバーフローさせ、整流板２から排水を行な
うようにすれば、上面から底面への平行流が実現され
る。なお、平行流の流速は電解等の処理を行なう場合に
は０．１ｍｍ／ｓｅｃ〜１０ｍｍ／ｓｅｃ程度とするこ
とが好ましい。

【００２３】処理液を左右方向に均一かつ平行に循環さ
せるには、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように処理槽３
０の側部に対向して二枚の整流板２を配設し、一つの整
流板２の全面から処理液を均一に吐出するとともに、他
の整流板２の全面から均一に排水することによって、処
理液を左右方向に均一かつ平行な平行流として循環させ
ることができる。この場合、整流板２としては、上述し
た整流板と同様のものが使用できる。ただし、整流板の
区分等は適宜変更する。なお、図４においては、５０μ
ｍ程度の細孔を持つ金属焼結板を使用している。また、
左右方向の平行流の場合にあっては、処理槽底部に陰極
４を支持，固定する基台４ａを設けてもよい。

【００２４】本発明方法においては、上記処理槽におい
て、基板をチャックで保持しつつ基板のみを処理槽に浸
漬して基板の処理を行なうようにすることが好ましい。
チャックの機構等については後述する。

【００２５】上述した処理液を平行流として循環させる
処理槽としては、例えば、通電処理槽、薬液浸漬処理
槽、エッチング処理槽、現像処理槽、剥離処理槽、洗浄
処理槽、温水乾燥処理槽などが挙げられる。これらの処
理槽は、基板の処理にあって、単独あるいは組み合わせ
て使用することができ、さらに、基板を平行流として循
環させない他の処理槽と組み合わせて処理行なうように
することもできる。

【００２６】なお、本発明の基板の処理方法において処
理槽として純水洗浄槽を含む場合にあっては、均一な水
圧で水流を噴射するノズルを使用した洗浄工程を組み合
わせることが好ましい。これについては、後述する。

【００２７】本発明方法において通電処理を行なう場合
にあっては、通電処理槽において、ストライプ状または
連続モザイク状にパターンニングされた透明電極を有す
る基板の通電処理を行なうに際し、処理液の流れの方向
と基板上の透明電極パターンの向きが互いに非平行、好
ましくは垂直となるようにこれらの向きを設定すること
が好ましい。例えば、平行流の方向が縦方向の場合に
は、図５（ａ）に示すように、ストライプ電極５の向き
を横向きとする。また、平行流の向きが横向きの場合に
は、図５（ｂ）に示すようにストライプ電極５の向きを
縦方向とする。このように、平行流の向きと電極パター
ン５の向きを垂直とすることによって、通電処理によっ
て形成される色素層の色むらが激減する。また、この効
果は、循環処理液が平行流でない場合であっても、現わ
れる。

【００２８】本発明の基板の処理方法において処理槽と
して、純水洗浄槽を含む場合にあっては、水中で、噴射
方向に対して均一な水圧で水流を噴射するノズルを使用
する。このようなノズルとしては、例えば、スプレイノ
ズル（図６）、バーノズル（図７）、及びスリットノズ
ル（図８）等が挙げられる。スプレイノズル６０ａは図
６（ａ）及び（ｂ）に示すように導入管６１に複数個の
スプレイノズル６２（例えば、スプレーイングシステム
ジャパン製）を並設してある。この場合、均一な水圧で
水流を噴射するために、ノズルピンホール（噴出口６
３）の合計開口部面積が導入管径より小さくなるよう
に、ノズルの径と個数を選ぶことが必要である。

【００２９】バーノズル６０ｂは、図７（ａ）及び
（ｂ）に示すように、導入管６１にバーノズル６４を取
付ける。この場合も、均一な水圧で水流を噴射させるた
めには、バーノズル６４の噴射口６３の合計開口部面積
が導入管径より小さくなるようにノズルの径と個数を選
ぶことが必要である。

【００３０】スリットノズル６０ｃは、図８（ａ）及び
（ｂ）に示すように、導入管６１に直接スリット６５を
設けたものである。この場合も、均一な水圧で水流を噴
射させるためには、スリット６５の開口部面積が導入管
径より小さくなるようにスリットの間隔を選択すること
が必要である。

【００３１】なお、上述したノズル６０ａ〜６０ｃの導
入管６１は、いずれも図９に示すように、ノズルバー６
６に取付けられており、このノズルバー６６を上下動し
て、ノズルを基板１に沿って上下動させて、洗浄を行な
うようにすることが好ましい。また、純水はオーバーフ
ローさせることが好ましい。上記純水洗浄槽における処
理は、前述した処理液を平行流として循環させる基板の
処理工程と組み合わせて行なうと、より高精度な処理が
可能となる。

【００３２】次に、本発明の基板の処理装置について説
明する。図１０は本発明の一実施例に係る基板の自動処
理装置を示す構成図である。基板処理装置は、処理前の
基板が載置されるローダー部（搬入部）１０と、基板
の保持、搬送を行なう駆動部２０と、基板の処理を行な
う処理槽部３０と、処理後の基板を載置するアンローダ
ー部（搬出部）４０とからなる。

【００３３】図１０において、１は基板であり、自動処
理装置における処理の対象物である。基板の種類は特に
限定されないが、例えば、ガラス基板，シリコンウェハ
ー，光ディスク基板等が挙げられる。

【００３４】１１はカセッタであり、装置のローダー部
１０に載置されている。カセッタ１１は複数の基板を垂
直に収容し、保持する。カセッタ１１には、カセッタ１
１を構成する枠体の側面および底面に、図１１に示すよ
うな基板の厚さより幾分長尺に形成された溝１２を有す
る保持部材１３が架設してあり、この溝部１２によって
基板１４の下端縁および側部縁を保持して基板１を保持
するようになっている。なお、溝部１２における幅ｄを
基板１の厚さｔよりも幾分大きく形成しているのは、カ
セッタ１１への基板の出し入れを容易にするためである
が、このため基板はある程度傾斜した姿勢でも収納可能
である。

【００３５】１５はアライメント機構であり、カセッタ
１１内に収容された基板１を垂直に整列させ、基板１が
チャックによって正確に保持されるようにする。このア
ライメント機構１５は、カセッタ１１の側部両側に対向
して設けられており、図１２に示すように三角錐あるい
はくさび形の形状をしている整列治具１５ａを隣接する
基板１の間に挿入して、傾斜した姿勢で収納されている
基板１を垂直な姿勢にするとともに、各基板の間隔が一
定となるようアライメント（位置調整）する。

【００３６】２１は基板保持部であり、複数のチャック
２２が並列して取付けられている。各チャック２２
は、各基板１の上部をそれぞれ挾持して、各基板を保持
する。チャック２２の構造としては種々態様のものが考
えられるが、例えば図１３（ａ）および（ｂ）に示すよ
うに、固定板２３と、エアシリンダ２４で駆動される圧
板２５からなり、固定板２３と圧板２５によって基板１
の上部を挾持する構造としてある。この場合、圧板２５
に設けられたセンサー（図示せず）によって基板の挾持
圧力を検出し、一定の圧力で基板１が挾持されるように
することが好ましい。

【００３７】基板保持部２１は、図１０において上下方
向（図示Ａ方向）に移動可能となっており、カセッタに
おける基板の取り出しおよび収納，処理槽における基板
の浸漬および引き上げ等を行なう。また、基板保持部２
１はガイド２６に沿って左右方向（図示Ｂ方向）に移動
可能となっており、基板の搬送等を行なう。基板保持部
２１の上下（Ａ）方向及び左右（Ｂ）方向への移動に
は、図示していないが、公知の駆動手段、例えばサーボ
モーターとボールスクリュー，エアーシリンダー等が採
用される。この場合、駆動部および駆動手段からゴミや
オイルミストが発生しないような構成とすることが好ま
しい。

【００３８】なお、チャック２２の基板の挾持面（例え
ば圧板２５の挾圧面）に導通チェック機構を設け、基板
をチャックで挾持した際に、基板上に形成された導電性
電極の両端に設けられた検出端子と接触して、断線、短
絡等の導通検査を行なえるようにしてもよい。このよう
な導通検査は、カラーフィルターの製造工程のように、
電解槽における通電処理（電解処理）を行なう工程が含
まれている場合に有用である。また、この導通チェック
機構は、エッチングの終点検出に利用することができる
ような構成とすることもできる。

【００３９】３０は処理槽部であり、基板の各種処理を
行なう。処理槽部３０は説明の便宜上、第一処理槽３
１ａ，第二処理槽３１ｂ，第三処理槽３１ｃ，第一洗浄
槽３１ｄ，第二洗浄槽３１ｅ，温水乾燥槽３１ｆで構成
される場合を示したが、処理槽の種類および数は、基板
の処理工程に応じて適宜設計される。例えば、第一〜第
三槽を三原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の疎水性色素を含むミセル
電解槽とすれば、カラーフィルターの製造装置とするこ
とができる。また、第一処理槽を現像槽、第二処理槽を
エッチング槽、第三処理槽をレジスト剥膜槽とすれば、
ストライプ状のＩＴＯ電極を基板上に形成する装置とす
ることができる。

【００４０】処理槽部３０における処理内容は、基板の
種類や処理工程の内容によって異なるが、処理槽として
は、薬液処理槽（現像槽，エッチング槽，レジスト剥離
槽等，洗浄剤槽等），電解槽，洗浄槽（純水あるいは溶
剤処理等），温水乾燥槽等が代表的である。

【００４１】各処理槽３１においては、図１４に示すよ
うに、基板１のみを処理液３２に浸漬し、チャック２２
が処理液３２に浸漬しないようにして、処理を行なうこ
とが好ましい。

【００４２】処理槽３１は上述したように処理液を平行
流循環させる構造にすることが好ましい。例えば、基板
を電解槽に浸漬して電解を行なう際に、電解液を平行流
循環させることによって、均一な膜を得ることができ
る。これは、基板表面にむらなく常に新鮮な電解液を安
定して供給することによって、基板表面と電解液の界面
状態を均一に保ち、均一な膜を得ようとするものであ
る。なお、平行流循環は前述したように、整流板やオー
バーフロー溝等を用いることによって得ることができ
る。

【００４３】また、一般的に処理液を循環させて、液中
の浮遊する不純物を除去する構造にすることが好まし
い。この場合、循環する液中の不純物はフィルター３３
で捕捉され、循環ポンプ３４によって不純物を含まない
処理液として処理槽底部等に供給することが好ましい。

【００４４】処理槽３１が電解槽である場合には、チャ
ックの基板挾持面に、通電電極を設け、これにより基板
の通電処理を行なう。なお、通電電極は、前述した導通
検査用の電極と共用されるものであってもよく、この場
合は通電回路と導通検査回路を切替えて使用すればよ
い。このように基板上部をチャックで挾持し、基板のみ
を電解槽に浸漬して電解を行なうことにより、電解操作
における微妙な工程制御を容易に行なうことができる。

【００４５】処理槽３１が純水洗浄槽である場合には、
前述したように純水をオーバーフローさせるとともに、
基板表面に沿って移動するノズル６０から純水を水中で
基板表面に向って噴射して、洗浄を行なうことが好まし
い。この場合、ノズルとしては、上述した噴射方向に対
して均一な水圧で水流を噴射するノズル６０ａ〜６０ｃ
を使用することが好ましい。このようにすると、基板表
面に付着した汚れを水圧によってむらなく落とすことが
でき、より精密な洗浄むらのない洗浄が可能となる。な
お、オーバーフローした水は循環させずに排水する。ま
たノズル６０は、第二洗浄槽３１ｄのみならず第一洗浄
槽３１ｅあるいは温水純水乾燥槽等に設けてもよい。

【００４６】処理槽３１が温水乾燥槽である場合には、
４０〜１００℃の温純水をオーバーフローさせ、基板を
チャックで挾持して、基板１のみを温純水槽に浸漬す
る。次いで、基板表面の水分の気化による基板の脱熱速
度よりも、温純水から基板への熱供給速度の方が速くな
る範囲内の速度で、基板を温純水から引き上げて乾燥を
行なう。

【００４７】処理槽３１がエッチング槽である場合に
は、チャックの基板挾持面に設けられた電極によって、
電気抵抗の変化を測定し、エッチングの終点を検出でき
るようにすることができる。

【００４８】３６は加熱処理部であり、チャックで基板
を挾持しつつ、基板を処理部内に保持して、基板の処理
を行なう。例えば、ヒーター３７を配設して、基板の加
速処理（ベーキング）を行なう。

【００４９】４１は処理後の基板を収容するカセッタで
あり、装置のアンローダー部４０に載置され、取り外し
可能となっている。アンローダー部に赤外ヒーターを設
置して基板１の乾燥を完全に行なえるようにしてもよ
い。

【００５０】なお、上記自動基板処理装置はクリーンブ
ース５０で囲うことが好ましい。

【００５１】次に、上記基板の自動処理装置の動作につ
いて説明する。まず、カセッタに基板を収容した後、ア
ライメント機構によって基板を垂直に整列させる。次い
で、各基板の上部をチャックで挾持し、必要に応じて基
板の断線，短絡等の導通検査を行なう。その後、基板を
カセッタから取り出して、処理槽上まで搬送した後、基
板のみを処理槽に浸漬して基板の処理を行なう。一の処
理槽における処理の終了後、基板を処理槽から引き上
げ、次の処理槽上まで搬送し、次の処理槽に浸漬して基
板の処理を行なう。なお、処理槽が電解槽である場合に
は、チャックの基板挾持面に設けられた電極を介して、
通電処理を行なう。また、処理槽が温水乾燥槽である場
合には、上記したように基板の引き上げ速度を調節して
乾燥を行なう。各処理槽における処理の終了後、アンロ
ーダー部４０に載置されたカセッタに基板を収納する。
以上の操作をすべて自動で行なうには、公知の自動制御
技術が利用される。

【００５２】

【実施例】以下、実施例にもとづき本発明をさらに詳細
に説明する。参考例１ブラックマトリックス形成鏡面研磨していない青板ガラス基板（青板、無研磨、無
シリカコート：３００ｍｍ角；ＳＧ）にＣｒ薄膜を約２
０００Åスパッタする（アルバック社製：ＳＤＰ−５５
０ＶＴ）。この上に紫外線硬化型レジシト剤（ＩＣ−２
８／Ｔ３：富士ハントエレクトロニクステクノロジー社
製）を１０００ｒｐｍの回転速度でスピンコートする。
スピンコート後、８０℃で１５分間プリベークを行な
う。その後、このレジスト／Ｃｒ／ガラス基板をステッ
パー露光機にセットする。マスクは、画素サイズ９０μ
ｍ×３１０μｍ・ギャップ２０μｍ、有効エリア１６０
ｍｍ×１５５ｍｍの格子パターンを４分割したものをス
テップ露光する。露光能力は１０ｍＷ／ｃｍ² ・ｓ、ス
キャンスピード５ｍｍ／秒で露光した後、アルカリ現像
液にて現像する。現像後、純水にてリンスした後、１５
０℃でポストベークする。次に、エッチャントとして１
ＭＦｅＣｌ₃ ・６ＮＨＣｌ・０．１ＮＨＮＯ₃ ・
０．１ＮＣｅ（ＮＯ₃ ）₄ の水溶液を準備し、前記基
板のＣｒをエッチングする。エッチングの終点は電気抵
抗により測定した。前記エッチングには約２０分の時間
を必要とした。エッチング後、純水でリンスし、レジス
トを１ＮＮａＯＨにて剥離する。純水で充分に洗浄し、
ブラックマトリックス（ＢＭ）を完成した。絶縁膜・ＩＴＯ薄膜電極形成次に、このＢＭ上に絶縁膜としてシリカを約１５００Å
スパッタする（アルバック社製：ＳＤＰ−５５０Ｖ
Ｔ）。さらに、この上からＩＴＯを約１３００Åスパッ
タする（アルバック社製：ＳＤＰ−５５０ＶＴ）。この
とき、ワークを２５０℃としてＩＴＯの表面抵抗を２０
Ω／ｃｍ² に調整した。ＩＴＯ膜／Ｃｒ／ガラス基板
（ＮＡ４５；ＨＯＹＡ社製無アルカリガラス，３００ｍ
ｍ角）に紫外線硬化型レジスト剤（ＦＨ２１３０：富士
ハントエレクトロニクステクノロジー社製）を１０００
ｒｐｍの回転速度でスピンコートする。スピンコート
後、８０℃で１５分間プリベークを行なう。その後、こ
のレジスト／ＩＴＯ／Ｃｒ／ガラス基板をコンタクト露
光機（露光能力：１０ｍＷ／ｃｍ² ・ｓ）にセットす
る。マスクは、線幅９２μｍ、ギャップ１８μｍ、線長
１５５ｍｍの縦ストライプパターンとする。光源は２ｋ
ｗの高圧水銀灯を用いる。アラインメントした後、プロ
キシミティギャップ５０μｍをとり、１５秒間露光した
後、アルカリ現像液にて現像する。現像後、純水にてリ
ンスした後、１５０℃でポストベークする。次に、エッ
チャントとして１ＭＦｅＣｌ₃ ・１ＮＨＣｌ・０．
１ＮＨＮＯ₃ ・０．１ＮＣｅ（ＮＯ₃ ）₄ の水溶液
を準備し、前記基板のＩＴＯをエッチングする。エッチ
ングの終点は電気抵抗により測定した。前記エッチング
には約４０分の時間を必要とした。エッチング後、純水
でリンスし、レジストを１ＮＮａＯＨにて剥離する。さ
らに、純水で洗浄してＩＴＯ電極の隣接どうしの電気的
リークがないことをプローパー（東京カソード社製）で
確認し、カラーフィルタ作製用ＢＭ付き基板を完成し
た。ＲＧＢ色分解フィルタの形成アクリル系レジストセルソルブアセテート１０％溶液
（東亜合成社製）を、電極取り出し用レジスト剤として
用いる。先ほど作製したＣｒＢＭ付きＩＴＯパターニン
グガラス基板を１０ｒｐｍで回転させ、この上にこのレ
ジスト剤３０ｃｃを噴霧する。次に、スピンコートの回
転数を１５００ｒｐｍにし、基板上に均一に製膜する。
この基板を８０℃で１５分間プリベークする。そして、
２ｋｗの高圧水銀灯を有するアライメント機能のあるコ
ンタクト露光機で位置合せしながら、図１７に示す電極
取り出し窓口３０のデザインのマスク３１を用いて露光
する。その後、富士ハント社製ＣＤ（現像液）を純水で
４倍稀釈したものを用いて３０秒現像する。さらに、純
水でリンスし、２００℃、１００分間ポストベークす
る。次に、図１８に示すように銀ペースト３３（Ｐ−２
５５）（Ｐ−２８０：徳力化学社製）をディスペンサー
（飯沼ゲージー社製）を用いて基板１上に塗布し、１５
０℃でベークする。この基板を１０枚収納したカセッタ
を図１０の自動基板処理装置にセットする。第一処理槽
３１ａには４０ｌの純水にフェロセン誘導体ミセル化剤
ＦＰＥＧ、ＬｉＢｒ（和光純薬社製）とジアントラキノ
ン顔料を加え、それぞれ２ｍＭ，０．１Ｍ，１０ｇ／ｌ
の溶液とし、超音波ホモジナイザーで３０分間分散させ
た後（ミセル溶液）Ｒの電解液とする。第二処理槽（高
温塩ビ槽）には４０ｌの純水にフェロセン誘導体ミセル
化剤ＦＰＥＧ、ＬｉＢｒ（和光純薬社製）と臭化塩化銅
フタロシアニンを加え、それぞれ、２ｍＭ，０．１Ｍ，
１５ｇ／ｌの溶液とし、超音波ホモジナイザーで３０分
間分散させた後（ミセル溶液）Ｇの電解液とする。第三
処理槽３１ｃには４０ｌの純水にフェロセン誘導体ミセ
ル化剤ＦＰＥＧ、ＬｉＢｒ（和光純薬社製）と塩化銅フ
タロシアニンを加え、それぞれ、２ｍＭ，０．１Ｍ，９
ｇ／ｌの溶液とし、超音波ホモジナイザーで３０分間分
散させた後（ミセル溶液）Ｂの電解液とする。Ｒ，Ｇ，
Ｂ各色の電解時には、各電解液を１ｌ／ｍｉｎの速度で
オーバーフロー循環させた。まず、基板を整列機構によ
り整列し、基板の間隔、平行度を制御してからチャッキ
ングし、基板の銀ペーストの導通チェックを行なう。次
に、第一処理槽（Ｒ電解槽）３１ａに搬送する。第一処
理槽３１ａで０．５Ｖ、５分間、定電位電解後、第一純
水洗浄槽３１ｄでオーバーフローしながら図１９に示す
シャワーノズルを用いて純水洗浄する。その後、第二純
水洗浄槽３１ｅで洗浄して、温水乾燥槽３１ｆを通し引
き上げ速度１０ｍｍ／ｓｅｃで乾燥させ、ベーク炉３６
で１５０℃でベークした。同様にＧ，Ｂの製膜（電解）
を行なう。Ｇ，Ｂでは処理槽をそれぞれ、第二，第三処
理槽３１ｂ，３１ｃに変えたほかはＲの製膜と同じ条件
で製膜しＲＧＢのカラーフィルタ薄膜を得る。このよう
にして得たカラーフィルタの厚みは、０．６〜１．０μ
ｍの範囲に止どまり、きわめて凹凸の少ないカラーフィ
ルタとなって、通電電極以外の電極に薄膜が形成される
ことなく、カラーフィルタを製造することができた。ま
た、カラーフィルタの抵抗値は１．３６×１０⁵ Ω／ｃ
ｍ² となり導電性のカラーフィルタであることが判っ
た。最後に、カラーフィルタの色むら、欠陥を調べた。
色むらの測定法は、一枚の基板の画素部の４隅とその中
間点、中央部の９ポイントの色度を顕微鏡分光光度計
（大塚電子製：ＭＣＰＤ）を用いてＲＧＢ各色について
測定し、中央点からの色差（ΔＥ）を各ＲＧＢごとに計
算し、その３値の内、最も大きいものをその基板の色む
らの値とした。欠陥は、目視反射検査によって行ない、
発見した欠陥をさらに顕微鏡で確認し、画素１／５以上
の欠陥（２０μｍの欠陥）を一つと数える。欠陥には、
白欠陥、黒欠陥、傷、ピンホール、断線、リークなどを
はじめとして、すべてのデザイン欠陥、機能欠陥、異常
を含む。以上の結果を表１にまとめた。

【００５３】参考例２ＩＴＯ膜として２０Ω／ｃｍ² の面抵抗を持つガラス基
板（ＮＡ４５；ＨＯＹＡ社製無アルカリガラス，３００
ｍｍ角）に、紫外線硬化型レジスト剤（ＦＨ２１３０：
富士ハントエレクトロニクステクノロジー社製）をキシ
レンで２倍稀釈した溶液を１０００ｒｐｍの回転速度で
スピンコートする。スピンコート後、８０℃で１５分間
プリベークを行なう。その後、このレジスト／ＩＴＯ基
板を露光機にセットする。マスクは、線幅１００μｍ、
ギャップ２０μｍ、線長１５５ｍｍのストライプパター
ンとする。光源は２ｋｗの高圧水銀灯を用いる（露光能
力：１０ｍｗ／ｃｍ² ）。プロキシミティギャップ７０
μｍをとり、６０秒間露光した後、アルカリ現像液にて
現像する。現像後、純水にてリンスした後、１８０℃で
ポストベークする。次に、エッチャントとして、１Ｎ
ＦｅＣｌ₃ ・１ＮＨＣｌ・０．１ＮＨＮＯ₃ ・０．
１ＮＣｅ（ＮＯ₃ ）₄ の水溶液を準備し、前記基板の
ＩＴＯをエッチングする。エッチングの終点は電気抵抗
により測定した。前記エッチングには約４０分の時間を
必要とした。エッチング後、純水でリンスし、レジスト
を１ＮＮａＯＨにて剥離する。次に、富士ハントエレ
クトロニクステクノロジー社製ＣＫ，ＣＢ，ＣＲを１：
１：１重量部づつ混合したものをブラックマトリックス
形成用レジスト剤として用いる。先ほど作製したＩＴＯ
パターニングガラス基板を１０ｒｐｍで回転させ、この
上にこのレジスト剤３０ｃｃを噴霧する。次に、スピン
コートの回転数を２５００ｒｐｍにし、基板上に均一に
製膜する。この基板を８０℃で１５分間プリベークす
る。そして、２ｋｗの高圧水銀灯を有するアライメント
機能のある露光機で位置合せしながら、ブラックマトリ
ックスのデザインのマスク用いて露光する。その後、富
士ハント社製ＣＤ（現像液）を純水４倍稀釈し、３０秒
現像する。さらに、純水でリンスし、２００℃、１００
分間ポストベークする。前記ＢＭ付きＩＴＯパターン基
板を１０枚カセッタに収納し、図１の自動基板処理装置
にセットする。製膜は参考例１と同様に行ないＲＧＢの
カラーフィルタ薄膜を得る。このようにして得たカラー
フィルタのブラックストライプは、膜厚１．７μｍ、遮
光率９２％ときわめて高い上、面抵抗１０⁷ Ω／ｃｍ²
となった。ＲＧＢのフィルタの厚みは０．６〜１．０μ
ｍの範囲に止どまり、きわめて凹凸の少ないカラーフィ
ルタとなって、通電電極以外の電極に薄膜が形成される
ことなく、カラーフィルタを製造することができた。ま
た、カラーフィルタの抵抗値は１．２５×１０⁵ Ω／ｃ
ｍ² となり導電性のカラーフィルタであることが判っ
た。得られたカラーフィルタの色むら、欠陥を調べ表１
にまとめた。

【００５４】比較例１図１５に示した自動基板処理装置で処理を行なった以外
は参考例１と同様の操作で行なった。なお、図１５に示
した自動基板処理装置は、カセッタ搬送アーム２６によ
ってカセッタ１１を保持し（図１６）、カセッタ１１ご
と基板を処理するカセッタ搬送方式を採用し、アライメ
ント機構を設けなかった以外は、図１０に示した自動基
板処理装置と同様とした。得られたカラーフィルタの色
むら、欠陥を調べ表１にまとめた。

【００５５】比較例２図１０に示した自動基板処理装置を用い、電解液の循環
を停止し、洗浄ノズルの使用をやめたこと以外は参考例
１と同様の操作で行なった。得られたカラーフィルタの
色むら、欠陥を調べ表１にまとめた。

【００５６】実施例１参考例１において、シャワーノズルとして図７に示すバ
ーノズルを用い、電解槽の槽底の循環吹出口に２００μ
ｍの網板と図２に示すように区分して各区分毎に大きさ
の異なるガラスビーズを配置したディストリビューター
を用い、吐出圧力が均一となるようにする。一方、排出
口には、オーバーフロー溝を水面と平行に設け、図３に
示すように線状に均一に排出するためのＶ溝を切り込
み、表面張力と落下のバランスのとれたＶ角度１２０
°、Ｖ溝ピッチ２０ｍｍにすることにより、少量の流量
でも均一排水を可能とした。オーバーフロー溝の材料と
して、疎水性のテフロンコートＳＵＳ板品を用いた。以
上のように、オーバーフロー溝（１２０°、２０ｍｍ）
とディストリビューター（２００μｍ網板、ガラスビー
ズ）を用い、循環は底からオーバーフロー溝に向けて１
０ｌ／ｍｉｎで行なったこと以外は参考例１と同様の方
法で行なった。このとき、平行モデルとしてレイノルズ
数を計算すると、１００程度となり、十分層流となって
いることがわかる。この結果を表１にまとめた。

【００５７】実施例２実施例１において、シャワーノズルとしてバーノズルの
代わりに図８に示すスリットノズルを用い、電解槽とし
て、図３に示すオーバーフロー溝（９０°、３０ｍｍピ
ッチ）とディストリビューター（２００μｍ網板、ガラ
スビーズ）を配設してなる電解槽を用いたこと以外は実
施例１と同様の方法で行なった。この結果を表１にまと
めた。

【００５８】実施例３実施例１において、シャワーノズルとしてバーノズルの
代わりに図６に示すスプレイノズルを用い、ディストリ
ビューターとして、図４に示すディストリビューター
（５０μｍの細孔を持つ３８０ｍｍ×２４０ｍｍ×１ｍ
ｍの金属焼結板）を電解槽底部に用いたこと以外は実施
例１と同様の方法で行なった。この結果を表１にまとめ
た。

【００５９】実施例４参考例２において、シャワーノズルとして図７に示すバ
ーノズルを用い、電解槽として図３に示すオーバーフロ
ー溝（１２０°、２０ｍｍピッチ）とディストリビュー
ター（２００μｍ網板、ガラスビーズ）を配設してなる
電解槽を用いたこと以外は参考例２と同様の方法で行な
った。この結果を表１にまとめた。

【００６０】実施例５参考例２において、シャワーノズルとして図７に示すバ
ーノズルを用い、電解槽として図３に示すオーバーフロ
ー溝（１５０°、４０ｍｍピッチ）とディストリビュー
ター（２００μｍ網板、厚さ５０ｍｍ）を配設してなる
電解槽を用い、循環方向を逆にし、オーバーフロー溝か
ら底に向けて循環したこと以外は参考例２と同様の方法
で行なった。この結果を表１にまとめた。

【００６１】実施例６参考例２において、シャワーノズルとして図７に示すバ
ーノズルを用い、電解槽として図４に示すようにディス
トリビューター（２００μｍ網板、ガラスビーズ）を電
解層の左右に配設してなる電解槽を用いたこと以外は参
考例２と同様の方法で行なった。この結果を表１にまと
めた。

【００６２】実施例７参考例２において、基板のストライプ電極の向きが横向
きとなるようにして、銀ペースト部分を絶縁性フィルム
で覆って電解したこと以外は参考例２と同様の方法で行
なった。この結果を表１にまとめた。

【００６３】

【表１】

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように本発明の基板の処理
方法および基板の処理装置によれば、基板を色むら、断
線、リークおよび洗浄むらを生ずることなく高精度に処
理できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】平行流を得るための整流板およびオーバーフロ
ー溝を示す図であり、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）
は平面図である。

【図２】整流板の一構成例を示す図であり、図２（ａ）
は平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図、
図２（ｃ）は穴板を示す斜視図である。

【図３】オーバーフロー溝の一構成例を示す斜視図であ
る。

【図４】平行流を得るための他の構成例を示す図であ
り、図４（ａ）は斜視図、図４（ｂ）は平面図である。

【図５】処理液の循環方向と基板の電極の方向を垂直と
した状態を示す正面図である。

【図６】ノズルの一構成例を示す図であり、図６（ａ）
は平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ線断面図で
ある。

【図７】ノズルの一構成例を示す図であり、図６（ａ）
は平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＣ−Ｃ線断面図で
ある。

【図８】ノズルの一構成例を示す図であり、図６（ａ）
は平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＤ−Ｄ線断面図で
ある。

【図９】ノズルバーを含めたノズル全体を示す謝し図で
ある。

【図１０】基板の自動処理装置の一実施例を示す構成図
である。

【図１１】基板の自動処理装置のカセッタにおける保持
部材を示す斜視図である。

【図１２】基板の自動処理装置のアライメント機構を示
す平面図である。

【図１３】基板の自動処理装置のチャックを示す斜視図
であり、図４（ａ）は斜視図、図４（ｂ）は長手方向縦
断面図である。

【図１４】基板の自動処理装置においてチャックにより
基板のみを処理液に浸漬した状態を示す正面図である。

【図１５】従来の基板の自動処理装置を示す構成図であ
る。

【図１６】従来の基板の自動処理装置においてカセッタ
を保持した状態を示す正面図である。

【図１７】窓枠電極付きブラックマトリクス転写用マス
クの平面図である。

【図１８】銀ペーストの塗布パターンを示す正面図であ
る。

【図１９】シャワーノズルを示す図であり、図１９
（ａ）は正面図、図１９（ｂ）は図１９（ａ）のＥ−Ｅ
線断面図である。

【符号の説明】

１：基板２：整流板３：オーバーフロー溝５：ストライプ電極１１，４１：カッセタ１５：アライメント機構２０：駆動部２１：基板保持部２２：チャック３０：処理槽部６０：ノズル６０ａ：スプレイノズル６０ｂ：バーノズル６０ｃ：スリットノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ２５Ｄ 5/08 Ｃ２５Ｆ 7/00 Ａ 8414−4ＫＧ０２Ｂ 5/20 １０１ 7348−2ＫＨ０５Ｋ 3/06 Ｑ 6921−4Ｅ 3/26 7511−4Ｅ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板の浸漬処理を行なう処理槽におい
て、処理液を上下方向または左右方向に平行流として循
環させて基板の処理を行なうことを特徴とした基板の処
理方法。
【請求項２】単数または複数の基板をキャックで保持
しつつ基板のみを処理槽に浸漬して基板の処理を行なう
ことを特徴とした請求項１記載の基板の処理方法。
【請求項３】処理槽が、通電処理槽、薬液浸漬処理
槽、エッチング処理槽、現像処理槽、剥離処理槽、洗浄
処理槽、温水乾燥処理槽から選ばれる少なくとも一つ以
上の処理槽の任意の組み合わせよりなる請求項１または
２記載の基板の処理方法。
【請求項４】通電処理槽において、ストライプ状また
は連続モザイク状にパターンニングされた透明電極を有
する基板の通電処理を行なうに際し、処理液の循環方向
と基板上の透明電極パターンの向きを、互いに垂直ある
いは非平行としたことを特徴とした請求項１，２または
３記載の基板の処理方法。
【請求項５】純水洗浄槽において、水中で、噴射方向
に対して均一な水圧で水流を噴射するノズルを使用する
洗浄工程を含むことを特徴とした請求項３または４記載
の基板の処理方法。
【請求項６】ストライプ状または連続モザイク状にパ
ターンニングされた透明電極を有する単数または複数の
基板を、ミセル電解処理、洗浄処理、乾燥処理、ベーキ
ング処理の順で、赤，緑，青の各三原色について繰返処
理を行なうカラーフィルタの製造方法において、ミセル
電解槽において、請求項４記載の処理を行なうことを特
徴としたカラーフィルタの製造方法。
【請求項７】基板の浸漬処理を行なう処理槽を有する
基板の処理装置であって、処理液を上下方向または左右
方向に、平行流として循環させた処理槽を具備すること
を特徴とした基板の処理装置。
【請求項８】処理槽の底部に処理液を底部全面から均
一に吐出させる整流板を設けるとともに、処理槽の上面
に基板と平行に少なくとも一以上のオーバーフロー溝を
配設することによって、処理液を上下方向に平行流とし
て循環させることを特徴とした請求項７記載の基板の処
理装置。
【請求項９】処理槽の側部に対向して二枚の整流板を
配設し、一つの整流板全面から処理液を均一に吐出する
とともに、他の整流板の全面から均一に排水することに
よって、処理液を左右方向に平行流として循環させるこ
とを特徴とした請求項７記載の基板の処理装置。
【請求項１０】カセッタ内に収納された単数または複
数の基板を整列させるアライメント機構と、該カセッタ
に収納された基板を保持するチャックを備えた基板保持
部と、該基板保持部を駆動してカセッタからの基板の取
り出しもしくは収納，基板の搬送，処理槽における基板
の浸漬もしくは引き上げ、および処理部における基板の
保持を行なう駆動手段とを具備するとともに、通電処理
槽、薬液浸漬処理槽、エッチング処理槽、現像処理槽、
剥離処理槽、洗浄処理槽、温水乾燥処理槽から選ばれる
任意の組み合わせよりなる処理槽を具備する基板の処理
装置であって、処理槽として請求項８または９記載の処
理装置を少なくとも一以上具備することを特徴とした基
板の自動処理装置。