JPS62141501A

JPS62141501A - 色フイルタ染色装置

Info

Publication number: JPS62141501A
Application number: JP60282576A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Ikeno; 池野　昌彦; Hideo Saeki; 佐伯　英夫
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1985-12-16
Filing date: 1985-12-16
Publication date: 1987-06-25
Anticipated expiration: 2011-02-14
Also published as: JPH0814644B2; US4960658A; US4821675A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、例えばガラス基板、半導体基板などの上に
形成された色フィルタの染色装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、固体撮像素子用オンチップ形色フィルタや液晶カ
ラーテレビ用色フィルタなどの形成工程では、基板上に
ゼラチンやカゼインに代表される材料で被染色層、被染
色パターンを形成し、これらの基板を数枚から数十枚治
具上に並べ、これらを一括してバッチ単位で染色液槽中
に浸漬し、色フィルタの染色を行なっていた０例えば固
体撮像素子など半導体基板上の色フィルタを染色する場
合には、その基体プロセスは例えば第８図に示すように
、多くの場合２５枚を１単位（１バツチ）として染色液
中に浸漬して染色しくステップ５１）、その後基板上へ
の染料の不要分の残留を防ぐための水洗を行ない（ステ
ップ５２）、、その後スピンドライ等の方法により基板
を乾燥させる（ステップ５３）というプロセスを経てい
た。

第９図は従来の色フィルタ染色装置の一例を示す断面図
で漬り、５は染色液、６は色フィルタ、即ち被染色層ま
たは被染色パターンの形成された基板（ここでは色フィ
ルタは図示していない）、３１は上記染色液５が満たさ
れた染色液槽、３２は染色液槽３１からあふれ出た染色
液を回収する回収槽、３・３は回収槽３２から上記染色
液槽３１へ染色液を送り込む循環ポンプである。また、
３４は上記基板６を数枚から数十枚並べて保持する基板
保持用治具、３５は基本保持用治具３４に取り付けら゛
れた基板搬送用治具、３６は上記染色液槽３１底部に設
置されたすのこである。

次に動作について説明する。

染色液槽３１内には、循環ポンプ３３により新たに染色
液５が送り込まれ、これにより該染色液槽３１からあふ
、れ出た染色液５は回収槽３２内へ回収される０回収槽
３２内の染色液５はさらにまた循環ポンプ３３により染
色液４１３１内へ送り込まれる。この一連の動作により
染色液５は常に循環している。すのこ３６は、染色液槽
３１内へ送り込まれてきた染色液５を拡散させると同時
に、基板保持用治具３４が染色液槽３１内である高さ以
下にならないよう設けられている。基板６は基板保持用
冶具３４内に並べられ、基板搬送用治具３５を介して人
手もしくは搬送機構により、外部から染色液槽３１内へ
搬入されてくる。これにより基板６上の色フィルタは染
色液５に浸され染色される０次いで所定時間経過後、搬
入時と同様の方法により基板は染色液槽３１外へ搬出さ
れ、次工程の水洗へと送られる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来の染色装置では、基板を数枚〜数十枚
単位のバッチで取り扱うために、（ｉ）連続処理ができ
ない、”（ｉり染色処理の累積処理量の増加に伴い染色
液に濃度変化、特性変化を生じ染色した色フィルタの特
性、特に分光特性にバラツキを生ずる、また（　ｉｉｉ
　）染色液槽内での染色液の撹拌が不十分である場合に
温度、ＰＨなどの均一性が悪くなり、治具内での基板の
位置により、色フィルタの特性にバラツキを生じやすい
などの問題点があった。

この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、基板単位での色フィルタの染色処理を行なうことが
できると同時に、例えばゼラチンやカゼインなどの材料
で形成された被染色層もしくは被染色パターンの現象処
理から染色、乾燥処理までを一貫して連続処理すること
のできる色フィルタ染色装置を提供することを目的とす
る。

また、この発明の別の発明は、上記目的に加えて色フィ
ルタの特性のバラツキの要因となる染色液の温度の変化
を抑制することのできる色フィルタ染色装置を提供する
ことを目的とする。

また、この発明の別の発明は、上記目的に加えて染色液
の濃度の変化を抑制することのできる色フィルタ染色装
置を提供することを目的とする。

また、この発明の別の発明は、上記目的に加えて基板上
での染色液の滞留による染色効率の低下。

特性のバラツキを抑制することのできる色フィルタ染色
装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る色フィルタ染色装置は、基板をチャック
上に支持し、基板もしくはチャックにシール部材を介し
て染色液受けを密着配置し、これらの基板もしくはチャ
ックと染色液受けとにより構成されるカップ状容器内に
染色液を供給するための供給口と染色液などを排出する
ための排出口とを設けたものである。

また、この発明の別の発明に係る色フィルタ染色装置は
、上記のものにおいて、染色液受けと接する上ぶたを付
加し、上記カップ状容器を密閉するようにしたものであ
る。

また、この発明の別の発明に係る色フィルタ染色装置は
、上記のものにおいて、ヒータ、クーラ等の温ｍ器を付
加し、染色液の温度を抑制するようにしたものである。

また、この発明の別の発明に係る色フィルタ染色装置は
、上記のものにおいて、インペラなどの染色液の撹拌子
を付加したものである。

〔作用〕

この発明における色フィルタ染色装置では、搬送機構な
どにより送られてきた基板をチャック上に固定し、この
基板もしくはチャックにシール部材に介して染色液受け
を密着配置することにより、基板もしくはチャックを底
面とするカップ状の容器が構成され、この容器内に染色
液を供給口より注入して基板表面の色フィルタ層もしく
は色フィルタパターンを染色液中に浸し、色フィルタを
染色し、染色完了後、染色液は排出口より排出する。

また、この発明の別の発明においては、染色液受けと接
する上ぶたにより、染色液受けと基板もしくはチャック
とで構成される容器内を密閉するため、染色液中の溶媒
の揮発による染色液の濃度変化及び気化熱による染色液
の温度変化が抑制される。

また、この発明の別の発明においては、染色液受け、チ
ャックもしくは上ぶたに取り付けたヒータ、クーラなど
の温調器により、染色液の温度が所定の値に制御される
と同時に、温度変化が抑制される。

また、この発明の別の発明においては、撹拌子により基
板上の染色液の撹拌を行なうため、染色液の滞留が防止
され、色フィルタの染色効率の低下、特性のバラツキが
抑制される。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図において、ｌは染色液５の供給口（供給ノズル）
、２は基板６の裏面にシール３を介して配置された染色
液受け、４は基板６を固定指示する真空吸着チャック、
７はゼラチン、カゼイン等で形成された色フィルタ、即
ち被染色層、被染色パターンであり、同図ではガラス基
板６上に形成されたものの場合を示している。また、１
３は排出口であり、通常、電磁弁などの開閉機構が接続
されている（図示省略）。

上記のように構成された色フィルタ染色装置においては
、基板６と染色液受け２はシール部材３を介して配置さ
れているため、これら３者によりカップ状の容器が構成
される。従ってこの容゛器内に供給口１より染色液５を
注入することにより、色フィルタ７は染色液５に浸され
染色されることとなる。チャック４は真空吸着により基
板６をその上°に固定するが、基板６と染色液受け２と
の間からの液もれ防止を必要とする場合は、これら両者
の間のシール３をはさみ込む力を作用させる必要がある
ため、上記必要なはさみ込み力以上の力でチャック４は
基板６を吸着する。

次に、第１図に示した実施例の色フィルタ染色装置によ
る染色手順を第２図を用いて説明する。

図において、１〜６及び１３は上記実施例の色フィルタ
染色装置と全く同一であるが、色フィルタ７は記入を省
略している。

゛　以下、図を用いて順を追って説明する。

色フィルタフの形成された基板６は人手あるいは搬送機
構などによりチャック４上へ搬入されてくる（ａ）０次
いで真空吸着により基板６はチャック４上に固定され、
染色液受け２が上昇し、シール３が基板６裏面と密着し
、これにより染色液受け２、シール３及び基板６により
容器が構成される（ｂ）。次いで供給口１より上記容器
内へ染色液５が注入され（ｅ）、基板６上の色フィルタ
７が染色液５゜に浸されることにより染色される（ｄ）
。

次いで所定時間経過後、染色液５は排出口１３に接続さ
れた弁（図示省略）が開くことにより排出され、染色液
受け２が下降する（ｅ）。次いで基板６の吸着が解かれ
、人手あるいは搬送機構などにより搬出される（ｆ）０
以上の手順により、基板単位での色フィルタ染色が連続
的に繰り返される。

このような本実施例では、基板単位での色フィルタ染色
処理を行うことができるとともに、色フィルタ作成のた
めの各処理を連続して行うことができる効果がある。

なお、上記実施例ではシール部材を基板裏面側に配置し
た構造としたが、逆にシール部材を基板上面側に配置し
ても同様の機能をもつ色フィルタ染色装置が得られる。

第３図はシール部材を基板表面側に配置した場合の他の
実施例を示すもので、ここでは半導体基ｆ！６上の色フ
ィルタ７を染色する例を示している。

この実施例では、シール３を基板表面側に配置したこと
により、染色液受け２も基板表面側に配置されている。

このような構成をとることにより、染色液受け２．シー
ル３．及び基板６で構成される容器の容積を最小とする
ことができ、基板１枚当りに使用する染色液５の量を削
減できるという効果がある。また、この場合基板の搬入
、ｌｌＩ出の際は、第１の実施例の場合とは逆に基板６
の上面側で染色液受け２を上下させればよく、第１の実
施例と同様の基板の搬送を行なうことができる。

以上の実施例では、シール部材３を基板６の表面側もし
くは裏面側に配置したが、シール部材３を基板６の側面
側に配置しても上記実施例と同様の機能をもつ色フィル
タ染色装置が得られることはいうまでもない。

以上の実施例では本発明の基本的構成に基づく最も簡単
な構造の色フィルタ染色装置について説明したが、以下
に、さらに機能を付加した構成を有する色フィルタ染色
装置の実施例につき説明す第４図は上記実施例のものに
染色液温度調節機能、染色液溶媒揮発防止機能及び染色
液などの排出口を付加した場合の一実施例の断面図であ
る。

図において、１〜７は上記第１図に示した実施例と同様
のＩＩａｔＩＩＡをもつものであるが、チャック４は機
械的なチャックであり、染色液の注入口１は染色液受け
２内部を貫通しており、かつ例えば電磁弁等の開閉機構
を介して染色液タンクと接続されている。また、８は染
色液受け２内部に埋め込まれたヒータ、９は染色液受け
２下部に取り付けられたヒータであり、１０は染色液受
け２を貫通して取り付けられた温度センサである。また
、１１はシール１２を介して染色液受け２上ｑａ置され
た上ぶた、１３は例えば電磁弁などの開閉機構を介して
外部と接続された排出口である。

このような本実施例によれば、染色液受け２に取り付け
られたヒータ８及び９により、染色液受け２自体の温度
変化を通して染色液５の温度を変えることができる。こ
の際、温度センサ１０により染色液の温度を測定し、そ
の結果から外部に設けられた温度コントロールユニット
によりヒータ８．９の０Ｎ１０ＦＦを行い、これにより
染色液の温度を所定の値に制御できる。染色液受け２上
部の上ぶた１１はシール１２を介して載置されているた
め、染色液受け２．シール３．及びチャック４で構成さ
れる染色容器は密閉され、ヒータ８゜９により温度上昇
した染色液５中の溶媒（多くの場合水）の揮発を抑制し
染色液の濃度変化を防止する。なお、図中への記載は省
略したが、染色液の注入及び排出は、それぞれ供給口１
及び排出口１３に接続された電磁弁の開閉により行なう
。

次に、排出口１３の機能について第５図を用いて説明す
る。第５図に示す装置は、第４図に示す実施例の色フィ
ルタ染色装置からヒータ８．９、上ぶた１１及びシール
１２などを省略したものである。一般に色フィルタ（被
染色層、被染色パターン）はゼラチンやカゼインなとの
水溶性感光膜にマスクパターンを露光、転写し、これを
水などで現像することにより得ている。第５図に示す例
では、この現象処理を含めた処理手順を示している。

まず、ゼラチンなどの基板上の感光膜（図中への記載は
省略しである）へのパターン露光の完了した基板６は、
第２図で説明した実施例の場合と同様の方法でチャック
上に搬入、固定される（ａ）。

次いで染色液受け２が上昇し、排出口１３が開となり、
基板６上部に配置された現像ノズル４１より現像液（水
）をスプレー噴射し、基板６上の感光膜を現像し、色フ
ィルタ７を得る。この際、チャック４は通常回転させ、
染色液受け２内に落下した現像液は排出口１３より排出
される山）。次いで、排出口１３は閉じられ、供給口１
より染色液５を注入することにより基板上の色フィルタ
７は染色液５中に浸され染色される（Ｃ）、染色の際は
基板６を回転させても、させなくてもよい。その後、再
度排出口１３を開き染色液を排出した後、水洗ノズル４
２より水を吹き付けて基板６上の染料５の残留分を洗い
流す（ｄ）０次いで、基板１６を高速回転させることに
より乾燥させるＴｅｌ。次いで、染色液受け２が下降す
るとともに基板６の吸着が解除され、該基板６は搬出さ
れる（ｆ）。以上の手順により、第７図に示すように基
板上の色フィルタの現像、染色、水洗、乾燥（ステップ
６１〜６４）を一連の動作で連続処理する。

このような本実施例では、上記実施例と同様の効果に加
え、染色液受け２にヒータを設けたので染色液の温度を
コントロールでき、また上ぶたを設けて溶媒の揮発を防
止するようにしたので染色液の濃度変化を抑制でき、特
性のバラツキを抑えることができる。

以上の実施例では、染色中に基板を回転させる場合を除
き、基板上で染色液が滞留する可能性があり、そのため
染色効率の低下、染色後の色フィルタの分光特性などの
特性のバラツキを生ずる思れがある。これを防止するた
めに撹拌子により染色液を撹拌させる場合の実施例を第
６図を用いて説明する。図において、１〜１３は上記実
施例と同じ機能をもつものであり、１４は基板６の上方
に配置された染色液の撹拌子である。図中、ヒータ８は
投げ込み式のものを用いており、染色液５に直接触れて
いるため温度制御の応答性が向上する。１３！拌子１４
はこれを回転させることより、染色液５を撹拌し、基板
６上での滞留を防止する。

なお、以上の実施例では、チャック４については主に真
空吸着式のチャックを用いたが、第４図の実施例のよう
に機械的なチャックであってもよく、また基板６を支持
できるものであれば、必ずしも固定する必要はない。ま
た、第４図の実施例に示すような基板の周辺部分で支持
するチャックを用いれば、基板の両面に色フィルタがあ
る場合、これらを同時に染色できるとともに、色フィル
タを傷つけないという効果がある。また、シール３は必
ずしも直接基板に接して設けられる必要はなく、第６図
に示した実施例のようにチャック４と染色液受け２との
間に配置しても同様の機能を果たす。

また、ヒータ８．９を例にとりｍ調器を構成したが、こ
れらは必ずしもヒータである必要はなく、クーラ、ある
いはそれら両者であってもよく、取付位置も上記実施例
で示した染色液受け２に限らず、チャック４の上ぶた１
１であってもよく、また、それら全であるいはいくつか
に取付けてもよい。さらにそれらの内部に埋め込む形式
のもの。

外付は形式のもの、染色液中へ投げ込む形式のものなど
形式は限定されないことは言うまでもない。

さらに、撹拌子１４は回転式のものを例示したが、揺動
式あるいはその他の方式のものであって　。

もよいことは明らかである。また、供給口１あるいは排
出口１３についても、位置、形状は上記実施例に示した
ものに限定されるものでないことは言うまでもない。

ところで上記説明では、この発明を色フィルタの染色に
利用する場合について述べたが、この構成を用いた装置
は、染色液にかえて現像液を用いることにより露光後の
レジストの現像処理、エツチング液を用いることにより
基板のエツチング処理、剥離液を用いることによりレジ
ストの剥離処理、その他基板のウェット処理に利用でき
ることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、基板もしくはチャッ
クと染色液受けとシール部材とにより染色容器を構成し
たので、基板単位での色フィルタの染色処理ができると
ともに、現像液供給口を追加すれば基板単位で色フィル
タの現像から染色。

乾燥までの処理を連続して行なえる効果がある。

また、この発明の別の発明によれば、染色液受けと接し
て上ぶたを設けたので溶媒の揮発による染色液の濃度変
化を抑制でき、また染色液受け。

チャックもしくは上ぶたの全であるいはい（つかにヒー
タ、クーラ等の温調器を取り付けたので染色液の温度を
制御でき、また撹拌子を設けたので染色液の滞留を防止
でき、色フィルタ特性のバラツキを抑制できる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による色フィルタ染色装置
を示す断面図、第２図はこの発明の一実施例による色フ
ィルタ染色の手順・動作を示す説明図、第３図はこの発
明の他の実施例による色フィルタ染色装置を示す断面図
、第４図はこの発明の他の発明の実施例による色フィル
タ染色装置を示す断面図、第５図はこの発明の一実施例
による色フィルタ現像から乾燥までの連続一貫処理の手
順・動作を示す説明図、第６図はこの発明の他の発明の
一実施例による色フィルタ染色装置を示す断面図、第７
図はこの発明による色フィルタ現像から乾燥までのフロ
ーを示す図、第８図は従来の色フィルタ染色から乾燥ま
でのフローを示す図、第９図は従来の染色装置の断面図
である。１・・・染色液の供給口、２・・・染色液受け、３・・
・シール、４・・・チャック、５・・・染色液、６・・
・基板、７・・・色フィルタ、８．９・・・ヒータ、ｌ
Ｏ・・・温度センサ、１１・・・上ぶた、１２・・・シ
ール、１３・・・排出口、１４・・・撹拌子、４１・・
・現像ノズル、４２・・・水洗）、　　ズル。なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基板上に形成された色フィルタの染色を行う色フ
ィルタ染色装置であって、色フィルタの形成された基板を固定するためのチャック
と、上記基板あるいはチャックにシール部材を介して密着配
置され、その内部に上記色フィルタを収容する容器を形
成するための染色液受けと、この染色液受けにより形成
された容器内に染色液を供給するための供給口と、上記容器から染色液を排出するための排出口とを備えた
ことを特徴とする色フィルタ染色装置。
（２）上記シール部材は上記基板裏面側に配置されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の色フィ
ルタ染色装置。
（３）上記シール部材は基板側面に配置されていること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の色フィルタ染
色装置。
（４）上記シール部材は上記基板表面側に配置されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の色フィ
ルタ染色装置。
（５）基板上に形成された色フィルタの染色を行う色フ
ィルタ染色装置であって、色フィルタの形成された基板を固定するためのチャック
と、上記基板あるいはチャックにシール部材を介して密着配
置され、その内部に上記色フィルタを収容する容器を形
成するための染色液受けと、この染色液受けの上部開口
を覆い該染色液受けにより形成された容器を密閉するた
めの上ぶたと、上記容器内に染色液を供給するための供
給口と、上記容器から染色液を排出するための排出口と
を備えたことを特徴とする色フィルタ染色装置。
（６）基板上に形成された色フィルタの染色を行う色フ
ィルタ染色装置であって、色フィルタの形成された基板を固定するためのチャック
と、上記基板あるいはチャックにシール部材を介し密着配置
され、その内部に上記色フィルタを収容する容器を形成
するための染色液受けと、この染色液受けにより形成された容器内に染色液を供給
するための供給口と、上記容器内に充填された染色液の温度を制御するための
温調器と、上記容器から染色液を排出するための排出口とを備えた
ことを特徴とする色フィルタ染色装置。
（７）基板上に形成された色フィルタの染色を行う色フ
ィルタ染色装置であって、色フィルタの形成された基板を固定するためのチャック
と、上記基板あるいはチャックにシール部材を介して密着配
置され、その内部に上記色フィルタを収容する容器を形
成するための染色液受けと、この染色液受けにより形成
された容器内に染色液を供給するための供給口と、上記容器内に充填された染色液を撹拌するための撹拌子
と、上記容器から染色液を排出するための排出口とを備えた
ことを特徴とする色フィルタ染色装置。