JPH10307405A

JPH10307405A - 現像方法および現像装置

Info

Publication number: JPH10307405A
Application number: JP11825397A
Authority: JP
Inventors: Takehiro Kakinuki; 剛広垣貫; Tetsuya Goto; 哲哉後藤; Tetsuo Suzuki; 哲男鈴木; Shinji Tomimatsu; 伸二富松
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1997-05-08
Filing date: 1997-05-08
Publication date: 1998-11-17

Abstract

(57)【要約】【課題】基板等にキズをつけることなく、現像残査を完
全に除去する現像方法および現像装置を提供する。【解決手段】被現像膜と該被現像膜上に保護膜を積層状
態で形成させた基板の現像処理時および／または現像処
理後の水洗処理時に、該基板表面をブラッシングするこ
とを特徴とする現像方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＣＤ用カラーフ
ィルタの製造工程等に用いると好適な基板の現像方法お
よび現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、ＬＣＤ用カラーフィルタ
の製造プロセスにおいては、基板上に顔料などで着色し
たポジ型またはネガ型の感光性樹脂、あるいは着色した
非感光性樹脂の上に感光性樹脂を積層状態に塗布し、フ
ォトリソグラフィ法によって所望のパターンを形成させ
る製造方法が主流となっている。

【０００３】フォトリソグラフ法では、基板上にスピナ
ー等で感光性樹脂を塗布後、フォトマスクを介して紫外
線照射を行い、現像後、水洗を行う行程があるが、現像
工程では、スピン方式、シャワー方式、さらにディップ
方式等の方法が採用されている。いずれの方式において
も、まず現像槽で基板を現像液に一定時間浸漬させた
後、水洗槽で現像を停止させて現像液の除去およびパタ
ーン形成部分以外の不要な樹脂の除去を行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の方
法では次のような問題があった。

【０００５】いずれの現像方式を用いても被現像物を完
全に現像を行うことはできず、残存した被処理物が現像
残査として基板上に残ることになる。この現像残査は品
質上の問題のみならず、基板上に現像残査が存在するこ
とで基板上に新たに塗布した塗膜と基板との密着性の低
下や製造装置への汚染をも引き起こす。

【０００６】現像残査を除去する方法としては、非接触
による除去方法および接触による除去方法が考えられ
る。非接触による除去方法としては、水を高圧で直接基
板に当てることによって残査を除去する方法があるが、
この方法を用いても現像残査を完全に除去することが困
難である。接触による除去方法としては、ブラシを基板
に当てることによって残査を除去する方法がある。ブラ
シを用いることにより残査を完全に除去することができ
るが、ブラシによって基板等に傷を付ける可能性があ
る。また汚染の進んだブラシを用いた場合、逆に基板に
ブラシの汚れをつけることも考えられる。

【０００７】本発明では、基板等にキズをつけることな
く、現像残査を完全に除去する現像方法および現像装置
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明においては以下の構成を採用する。すなわ
ち、（１）被現像膜と該被現像膜上に保護膜を積層状態で形
成させた基板の現像処理時および／または現像処理後の
水洗処理時に、該基板表面をブラッシングすることを特
徴とする現像方法。

【０００９】（２）前記被現像塗膜および保護膜のうち
の少なくとも１つが感光性樹脂であることを特徴とする
前記（１）に記載の現像方法。

【００１０】（３）前記被現像塗膜が非感光性樹脂であ
り、かつ前記保護膜が感光性樹脂であることを特徴とす
る前記（１）または（２）に記載の現像方法。

【００１１】（４）前記被現像塗膜が感光性樹脂であ
り、かつ前記保護膜が非感光性樹脂であることを特徴と
する前記（１）または（２）に記載の現像方法。

【００１２】（５）基板の現像処理装置と、該現像処理
装置の下流に水洗処理装置を備えてなるとともに、前記
現像処理装置および／または水洗処理装置に、基板表面
をブラッシングするブラシを設けたことを特徴とする現
像装置。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明に用いられる基板として
は、石英ガラス、無アルカリガラス、ソーダガラスなど
のガラス基板や有機プラスチックのフィルムまたはシー
トが好適に用いられる。

【００１４】基板上に形成される被現像膜および保護膜
の樹脂としては、エポシキ系樹脂、アクリル系樹脂、ウ
レタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミドイミド
を含むポリイミド樹脂、ポリビニル樹脂ゼラチンなどの
染色可能な動物性タンパク樹脂などの感光性あるいは非
感光性樹脂などが用いられているが、特に限定されるも
のではない。また被現像膜は、これらの樹脂にカーボン
ブラック、顔料等を分散させたものが好適に用いられ
る。

【００１５】基板上には被現像膜とさらにその上に保護
膜を形成させるが、被現像膜および保護膜の形成方法は
スピナー方式、ディップ方式、ロールコータ方式、ダイ
コーティング方式が好適に用いられる。

【００１６】保護膜は被現像膜の上に形成されている状
態、つまり積層状態となっていることが重要である。保
護膜と被現像膜との組み合わせは特に限定されるもので
はないが、好ましくは被現像膜として感光性樹脂、保護
膜として非感光性樹脂を用いた組み合わせであり、さら
に好ましくは被現像膜として非感光性樹脂、保護膜とし
て感光性樹脂の組み合わせである。被現像層として非感
光性樹脂を用いた場合、フォトリソ加工をするためには
感光性樹脂をその上に塗布する必要があるので、感光性
樹脂を保護膜としてそのまま利用できるからである。

【００１７】感光性樹脂を塗布した基板上にマスクを設
置し、超高圧水銀灯、ケミカル灯等を用いて、紫外線等
により選択的に露光を行う。露光量および露光ギャップ
は感光性樹脂の種類によって適宜選択される。

【００１８】現像液としては、ＮａＯＨ、ＫＯＨ等の無
機アルカリ水溶液やテトラメチルアンモニウムヒドロキ
シドのような有機アルカリ水溶液などのアルカリ現像液
が好適に用いられる。

【００１９】現像方法としては、基板を現像液中に一定
時間浸漬させて現像を行うディップ方式、現像液を１個
あるいは複数個のノズル口より吐出させ、現像液を基板
に均一に接触させるシャワー方式、現像液を基板上に一
定時間保持し現像を行うパドル方式等があり、さらにこ
れらの方式を組み合わせて現像を行ってもよい。

【００２０】現像後には現像を停止させる槽が必要であ
り、多くの場合、現像の停止液として純水を用いてい
る。基板に純水を接触させる方法も現像液と同様の方式
があり、適宜選択すればよい。

【００２１】本発明では、現像処理槽、あるいは現像処
理後の水洗槽、あるいはこれらの双方にブラシを具備
し、従来の現像方式では除去することが困難であった現
像残査を効果的に除去できるようにした。

【００２２】ブラシとしては、ロールブラシやディスク
ブラシ等が好適に用いられる。

【００２３】ブラシに用いられる毛の材質としては、ナ
イロン６、ナイロン６−１０等のナイロンや、アクリ
ル、ＰＶＡ、ＰＶＣ等の合成樹脂や、植物や動物由来の
高分子等が好適に用いられる。

【００２４】ブラシに用いられる毛の直径は、基板にキ
ズを付けないようにできるだけ細くすることが重要であ
り、好ましくは０．０２〜０．３ｍｍの範囲であり、さ
らに好ましくは０．０５〜０．１ｍｍの範囲である。

【００２５】ブラシの基板への押し込み量については、
基板にキズを付けないためと、ブラシの毛の先端部の方
がブラシの腹よりも除去効果が高いためにあまり押し込
まない方がよく、好ましくは０．０５〜１．０ｍｍの範
囲であり、より好ましくは０．１〜０．５ｍｍ、さらに
好ましくは０．３〜０．５ｍｍの範囲での使用である。

【００２６】ブラシの回転方向は搬送性が損なわなけれ
ば、特に制限されるものではない。ブラシの回転数につ
いては、好ましくは１００〜１０００ｒｐｍの範囲であ
り、より好ましくは３００〜５００ｒｐｍの範囲であ
る。

【００２７】ブラシは基板のパスラインに対して上下に
それぞれ複数本設置することが好ましいが、上のみに複
数本設置してもよい。

【００２８】また、本発明においては、ブラシとして、
前記したような毛を有するものに限られず、スポンジな
どの柔らかい材質のものであってもよい。スポンジの材
質としてはＰＶＡ、ＰＶＣ、ウレタン等が好適に用いら
れる。

【００２９】

【実施例】以下、好ましい実施態様を用いて本発明をさ
らに詳しく説明するが、用いた実施態様によって本発明
の効力はなんら制限されるものではない。

【００３０】実施例１図１は本発明に係る現像方法の一例を示す工程概略図で
あり、図２は本発明に用いる被現像膜、保護膜を設けた
基板の一例を示す概略図である。

【００３１】図２に示すように、被現像膜２として非感
光性の顔料分散樹脂、保護膜３として感光性レジストを
用い、基板１としてガラス基板を用い、これらを以下の
方法によりガラス基板上で積層状態に重ねた。

【００３２】被現像膜として、非感光性のポリイミド前
駆体（ポリアミック酸）溶液とカーボンブラック（ＭＡ
１００、三菱化成（株）製）とを分散して調整したブラ
ックペーストを用いた。

【００３３】３００×３５０ｍｍのサイズの無アルカリ
ガラス（日本電気ガラス（株）製、ＯＡ−２）基板上に
スピナーを用いてブラックペーストを塗布し、オーブン
中で１３５℃、２０分間セミキュアした。保護膜として
ポジ型レジスト(Shipley "Microposit" RC-100 30cp)を
ブラックペーストを塗布したガラス基板上に、スピナー
を用いて積層状態になるように塗布した。塗布後、オー
ブン中で９０℃、１０分間乾燥した。レジスト膜厚は
１．５μｍとした。露光機はキャノン（株）製ＰＬＡ−
５０１Ｆを用い、フォトマスクを介して、２００ｍＪで
露光を行った。

【００３４】次に、図１に示すように、現像処理部４に
おいて、搬送方向の長さが２００ｃｍあるディップ槽中
に現像液であるテトラメチルアンモニウムヒドロキシド
を２重量％含んだ２３℃の水溶液を入れ、基板を２００
ｃｍ／ｍｉｎで搬送させた。基板の現像時間は６０秒で
あり、被現像層であるポリイミド前駆体と保護膜である
ポジ型レジストの現像を同時に行った。

【００３５】その後、ニュートラル部５を経て、現像を
停止させるために、基板を搬送方向の長さが２１０ｃｍ
の水洗シャワー槽を搬送速度２００ｃｍで搬送させた。
水洗槽は３つのユニットからなっており、１つのユニッ
トの長さは７０ｃｍのものである。現像直後に入る槽を
第１ユニット６、その次に入る槽を第２ユニット７、最
終槽を第３ユニット８とすると、純水はカスケード方式
で使用されており、第３ユニット→第２ユニット→第１
ユニットの順で純水を使用し、各ユニットの純水使用量
は２０ｌ／ｍｉｎであった。

【００３６】ブラシ１１としてはロールブラシを使用
し、第２ユニット７にパスライン１３の上下にそれぞれ
２対具備し、ブラシとブラシの間隔は３０ｃｍであっ
た。基板に対するブラシの押し込み圧は上下とも＋２．
０ｍｍであった。ブラシの回転は４００ｒｐｍとし、す
べてのブラシが内回転となるように回転方向を調整を行
った。

【００３７】第３ユニット８の後に液切り部９を設け、
液切り用のエアナイフ１２を設置し、基板の液切りを行
った。次に、メチルセルソルブアセテートを用いて保護
膜であるポジ型レジストを除去し、２５０℃で基板のキ
ュアを行った。

【００３８】実施例２現像後の水洗槽の第２ユニットに具備しているブラシの
基板への押し込み量を上下とも＋０．５ｍｍとし、また
ブラシが内回転で４００ｒｐｍとなるように調整を行っ
た。

【００３９】その他は実施例１と同様の手法で基板の作
成を行った。

【００４０】実施例３現像後の水洗槽の第２ユニットに具備しているブラシの
基板への押し込み量を上下とも＋０．２ｍｍとし、また
ブラシが内回転で４００ｒｐｍとなるように調整を行っ
た。その他は実施例１と同様の手法で基板の作成を行っ
た。

【００４１】比較例２現像後の水洗槽にブラシを具備せず、水洗槽はシャワー
のみとした。その他は実施例１と同様の手法で基板の作
成を行った。

【００４２】比較例２被現像膜として感光性のポリイミド前駆体（ポリアミッ
ク酸）溶液とカーボンブラック（ＭＡ１００、三菱化成
（株）製）とを分散して調整したブラックペーストを用
いた。３００×３５０ｍｍのサイズの無アルカリガラス
（日本電気ガラス（株）製、ＯＡ−２）基板上にスピナ
ーを用いてブラックペーストを塗布し、オーブン中１３
５℃で２０分間セミキュアした。保護膜は塗布せず、よ
ってガラス基板上は被現像膜が露出した状態とした。

【００４３】露光機はキャノン（株）製ＰＬＡ−５０１
Ｆを用い、フォトマスクを介して、１８０ｍＪで露光を
行った。

【００４４】現像方法は実施例１と同様の手法を用い、
ブラシの押し込み量を＋０．５ｍｍとして、基板の作成
を行った。

【００４５】上述の方法で現像を行った基板の現像残査
の評価を以下の方法で行った。

【００４６】基板上の素ガラス部の５ｃｍ×５ｃｍの範
囲に付着している残査をＢａＳＯ₄（５０ｍｇ）に転写
し、得られた残査＋ＢａＳＯ₄混合粉末について拡散反
射スペクトルを測定した。得られた拡散反射スペクトル
からクベルカ・ムンクの式に従って、定量可能なスペク
トルに計算を行った。

【００４７】ただし上記の方法では、絶対量の比較が行
えなかったため、この測定方法によって得られた比較例
１の結果を１．０として、他の実施例の結果を相対比較
した。

【００４８】また、ブラシが被現像膜表面に与えるダメ
ージを、ニコン製の光学顕微鏡を用いて５００倍で観察
した。

【００４９】実施例１〜３、および比較例１〜２の結果
を表１に示す。

【００５０】

【表１】上記の結果から、ブラシの押し込み量を＋０．５ｍｍと
すると、基板上の現像残査を完全に除去できることがで
きた。被現像膜の上に保護膜を塗布した場合、被現像膜
表面にはキズは確認されなかったが、被現像膜の上に保
護膜を塗布しなかった場合、被現像膜表面にブラシ起因
のキズがみられた。

【００５１】またブラシの押し込み量を＋０．２ｍｍと
小さくすると、ブラシの基板への接触に若干のムラがみ
られるため、現像残査の除去が不完全となった。またブ
ラシの押し込み量を＋２．０ｍｍと大きくすると、ブラ
シが保護膜および被現像膜に与える力が強くなり、被現
像膜表面にも若干のキズがみられた。

【００５２】よってブラシの押し込み量を最適化するこ
とで、基板上の現像残査を完全に除去することができる
ことがわかった。さらに被現像膜の上に保護膜を積層状
態に塗布することで、ブラシが被現像膜表面にダメージ
を与えることなく現像残査の除去ができることがわかっ
た。

【００５３】

【発明の効果】本発明は、上記の構成とすることによ
り、基板上に残る現像残査を完全に除去することがで
き、さらに被現像膜上に保護膜を積層状態に塗布するこ
とで、ブラシが被現像膜表面にダメージを与えることな
く現像残査を除去することができるという優れた効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る現像方法の一例を示す工程概略図
である。

【図２】本発明に用いる被現像膜、保護膜を設けた基板
の一例を示す概略図である。

【符号の説明】

１・・・基板２・・・被現像膜３・・・保護膜４・・・現像処理部５・・・ニュートラル部６・・・水洗処理部１７・・・水洗処理部２８・・・水洗処理部３９・・・液切り部１０・・・シャワーノズル１１・・・ブラシ１２・・・エアーナイフ１３・・・パスライン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者富松伸二滋賀県大津市園山１丁目１番１号東レ株式会社滋賀事業場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被現像膜と該被現像膜上に保護膜を積層状
態で形成させた基板の現像処理時および／または現像処
理後の水洗処理時に、該基板表面をブラッシングするこ
とを特徴とする現像方法。
【請求項２】前記被現像塗膜および保護膜のうちの少な
くとも１つが感光性樹脂であることを特徴とする請求項
１に記載の現像方法。
【請求項３】前記被現像塗膜が非感光性樹脂であり、か
つ前記保護膜が感光性樹脂であることを特徴とする請求
項１または２に記載の現像方法。
【請求項４】前記被現像塗膜が感光性樹脂であり、かつ
前記保護膜が非感光性樹脂であることを特徴とする請求
項１または２に記載の現像方法。
【請求項５】基板の現像処理装置と、該現像処理装置の
下流に水洗処理装置を備えてなるとともに、前記現像処
理装置および／または水洗処理装置に、基板表面をブラ
ッシングするブラシを設けたことを特徴とする現像装
置。