JPH1092707A - 基板の洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板の表面に傷が付き難く、不要部分を良好
に除去でき、洗浄液の使用量を少なくできると共に、洗
浄時間を短縮でき、さらには、レジスト層のエッジの部
分も良好に洗浄することができる基板の洗浄装置を提供
する。 【解決手段】 ポンプ２により洗浄液９に高圧力をかけ
てガン１３側に送り、ガン１３におけるノズル１４の吐
出口から洗浄液９を、高圧で霧化した状態で、５ＭＰａ
以上の高圧力、好ましくは７〜１５ＭＰａの吐出圧力で
吐出する。この吐出された洗浄液９をガラス基板１５に
吹き当てることにより、ガラス基板１５上の不要部分
（現像液などの残渣）を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板上に感光性レ
ジストを塗布し、露光した後、現像処理することにより
所定パターンのレジスト層を形成する際に、基板上の不
要部分を除去するために用いられる基板の洗浄装置に関
する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】例えばＴＦＴ（Thin F
ilm Transistor）方式のカラー液晶ディスプレイに用い
られるカラーフィルタには、ガラス基板上に、ブラック
マトリックスと、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色
の着色部を形成するようにしている。これらブラックマ
トリックス、並びに３色の着色部は、それぞれ、例えば
フォトリソグラフィの技術を用いて形成することが行な
われており、具体的には、次のようにして形成される。

【０００３】すなわち、ガラス基板上に顔料を含んだ感
光性レジストを塗布し、フォトマスクを介して紫外線を
当てて露光する。この後、現像処理することにより、所
定パターンのレジスト層が形成される。このような工程
を繰り返すことにより、ガラス基板上にブラックマトリ
ックス、並びに３色の着色部を形成する。

【０００４】ところで、これらブラックマトリックス、
並びに３色の着色部を形成する場合、それぞれ、現像処
理した後に、現像液などの不要部分（残渣）を除去する
ためにリンス工程が行なわれる。このリンス工程を行な
う方式としては、例えば、ガラス基板の表面をスポンジ
で擦って洗浄するスポンジ方式、洗浄液（純水）をノズ
ルから低圧（例えば１ＭＰａ以下）で吹き付けて洗浄す
る低圧シャワー方式、或いは超音波の印加された洗浄液
中にガラス基板を挿入して洗浄する超音波方式などがあ
る。

【０００５】しかしながら、上記した方式のうち、スポ
ンジ方式の場合には、ガラス基板の表面に傷が付きやす
い欠点があり、低圧シャワー方式の場合には、不要部分
が残りやすいと共に、洗浄液を大量に必要とするという
欠点があり、また、いずれの方式においても、洗浄する
ための時間が多くかかると共に、形成されたレジスト層
の特にエッジの部分（側面から先端部分にかけた部位）
が良好に洗浄できないなどの欠点がある。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、基板の表面に傷が付き難く、不要部
分を良好に除去でき、洗浄液の使用量を少なくできると
共に、洗浄時間を短縮でき、さらには、レジスト層のエ
ッジの部分も良好に洗浄することができる基板の洗浄装
置を提供するにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、基板上に感光性レジストを塗布し、露
光した後、現像処理することにより所定パターンのレジ
スト層を形成する際に、前記基板上の不要部分を除去す
るために用いられる洗浄装置であって、洗浄液に高圧力
を加える圧力源と、この圧力源により高圧力を加えられ
た前記洗浄液を霧化した状態で吐出するノズルとを備
え、このノズルから吐出する洗浄液を前記基板に吹き当
てることにより、基板上の不要部分を除去する構成とし
たことを特徴とするものである。

【０００８】上記した手段によれば、洗浄液をノズルか
ら高圧で吐出することにより、洗浄液の粒子は微小化
し、速度が高められて基板に当たる力が強くなるから、
洗浄性を高めることができる。また、洗浄液を高圧で霧
化することにより、ノズルから吐出される洗浄液の粒子
径の分布の幅が大きくなり（多様な粒子径を持つ粒子が
混在するようになる）、洗浄相手の多様な粒子径に対応
できるようになり、洗浄性を一層高めることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、カラー液晶ディ
スプレイに用いられるカラーフィルタを製造する際の、
リンス工程で用いられる洗浄装置に適用した一実施例に
ついて図面を参照して説明する。

【００１０】まず、図１には洗浄装置１の全体の概略構
成図が示されている。この図１において、圧力源を構成
するポンプ２は、この場合エアモータ３を駆動源として
いる。エアモータ３の入力側には、パイプ４及び弁５を
介してエアコンプレッサ６が接続されている。ポンプ２
の入力側には、パイプ７及び弁８を介して、洗浄液９と
しての純水を貯留するタンク１０が接続されている。ポ
ンプ２の出力側には、吐出圧力を一定にするためのアキ
ュームレータ１１及びパイプ１２を介して洗浄用のガン
１３が接続されている。

【００１１】そのガン１３の先端部には、洗浄液９を吐
出するためのノズル１４が取着されており、このノズル
１４から吐出される洗浄液９を、基板であるカラーフィ
ルタのガラス基板１５に向けて吹き付ける構成となって
いる。ノズル１４は、図２及び図３に示すように、吐出
口１６を有するノズルチップ１７と、このノズルチップ
１７の外周部に配設されたノズルケース１８とから構成
されている。この場合、ノズル１７の吐出口１６は、図
３に示すように横長で、中央部が前方（図２中左側）に
向けて拡開した楕円状に形成されている。この場合、洗
浄装置１のうち、ガン１３側は、カラーフィルタを製造
する際のクリーンルーム内に配設され、ポンプ２，エア
コンプレッサ６及びタンク１０は、クリーンルーム外に
配設されるようにする。

【００１２】ここで、上記洗浄装置１において、エアコ
ンプレッサ６が駆動され、圧縮空気がエアモータ３に供
給されると、このエアモータ３によりポンプ２が駆動さ
れる。ポンプ２が駆動されると、タンク１０内の洗浄液
９がポンプ２内に吸引された後、高圧力を加えられた状
態でガン１３側に供給される。ガン１３側に供給された
洗浄液９は、ノズル１４の吐出口１６から霧化された状
態で、かつ５ＭＰａ以上の高圧力、例えば７〜１５ＭＰ
ａの吐出圧力で吐出されるようになっている。吐出口１
６から吐出されるスプレーパターンは、楕円形状とな
る。

【００１３】次に、カラーフィルタの製造工程につい
て、図４の工程説明図及び図５の工程説明用の断面図を
参照して説明する。まず、ガラス基板１５を洗浄（図４
のＳ１）した後、ガラス基板１５上に、ブラックマトリ
ックスを形成するために、黒色の顔料を含んだ感光性レ
ジスト２０を塗布する（図４のＳ２、図５（ａ））。次
に、感光性レジスト２０上にホトマスク２１を置き、紫
外線２２を当てて露光する（図４のＳ３、図５
（ｂ））。この場合、例えば感光性レジスト２０を残す
べき箇所には紫外線２２が通り抜け、不要な箇所には紫
外線２２が通らないようにする。

【００１４】この後、現像処理（図４のＳ４）すること
により、紫外線２２と反応した部分が所定パターンのレ
ジスト層２３ａとして残されるようになり、そして、ガ
ラス基板１５を洗浄液９により洗浄（リンス）すること
により（図４のＳ５、図５の（ｃ））、ブラックマトリ
ックス２３（厚さが、約１μｍ）が形成される。このと
きのリンス工程は、前述した本発明の洗浄装置１を利用
して行なう。

【００１５】すなわち、ポンプ２により洗浄液９に高圧
力をかけてガン１３側に送り、ガン１３におけるノズル
１４の吐出口１６から洗浄液９を、霧化した状態で、か
つ５ＭＰａ以上の高圧力、好ましくは７〜１５ＭＰａの
吐出圧力で吐出する。この吐出された洗浄液９をガラス
基板１５に吹き当てることにより、ガラス基板１５上の
不要部分（現像液などの残渣）を良好に除去することが
できる。この場合、ノズル１４とガラス基板１５との間
の距離Ｌ１（図１参照）は、５〜１５cmとする。また、
ガラス基板１５に対するノズル１４の噴射角度として
は、垂直、或いは洗浄液９の流れを考慮して、ガラス基
板１５に対して斜め方向とすることもできる。

【００１６】次に、ガラス基板１５上に、赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の着色部を順に形成する。ま
ず、ガラス基板１５上に、赤色の顔料を含んだ感光性レ
ジスト２４をブラックマトリックス２３部分もを覆うよ
うに塗布し（図４のＳ６、図５（ｄ））、次に、感光性
レジスト２４上にホトマスク２５を置き、紫外線２２を
当てて露光する（図４のＳ７、図５（ｅ））。

【００１７】この後、現像処理（図４のＳ８）すること
により、紫外線２２と反応した部分が所定パターンのレ
ジスト層２６ａとして残されるようになり、そして、ガ
ラス基板１５を洗浄液９により洗浄（リンス）すること
により（図４のＳ９、図５の（ｆ））、赤色の着色部２
２（厚さが、２〜３μｍ）が形成される。このときのリ
ンス工程も、前述した本発明の洗浄装置１を利用して行
なう。

【００１８】そして、緑色の着色部２７及び青色の着色
部２８についても、上記赤色の着色部２６と同様にして
形成することにより、所定パターンのレジスト層２７
ａ，２８ａとして残されるようになり、この後、本発明
の洗浄装置１を利用したリンス工程を行なう（図４のＳ
６〜Ｓ９、図５（ｄ）〜（ｇ））。

【００１９】この後、ガラス基板１５の表面にオーバー
コートを施し（図４のＳ１０）、精密洗浄（図４のＳ１
１）をした後、オーバーコートの表面にＩＴＯ膜（透明
電極）を形成する（図４のＳ１２）。そして、外観検査
を行ない（図４のＳ１３）、カラーフィルタの製造が完
了する。

【００２０】上記した本実施例によれば、ガラス基板１
５上にブラックマトリックス２３、３色の着色部２６，
２７，２８を形成する際の、現像処理後の各リンス工程
において、本発明の洗浄装置１を利用することにより、
次のような作用効果を得ることができる。

【００２１】すなわち、洗浄液９をガラス基板１５に吹
き当てて洗浄する方式であるから、従来のスポンジ方式
とは違い、ガラス基板１５の表面に傷を付けることを防
止できる。

【００２２】また、洗浄液９をノズル１４から高圧で吐
出することにより、洗浄液９の粒子が微小化し、速度が
高められてガラス基板１５に当たる力が強くなるから、
洗浄性を高めることができる。また、洗浄液９を高圧で
霧化することにより、ノズル１４から吐出される洗浄液
９の粒子径の分布の幅が大きくなり（多様な粒子径を持
つ粒子が混在するようになる）、洗浄相手の多様な粒子
径に対応できるようになり、洗浄性を一層高めることが
できる。このように洗浄性を高めることができるので、
不要部分（残渣）を良好に除去することができ、また、
洗浄液９の使用量を従来に比べて少なくすることができ
ると共に、洗浄時間も短縮することができる。

【００２３】さらには、紫外線２２と反応した部分とそ
れ以外の部分とを明確に区別することが可能になり、残
される各レジスト層２３ａ，２６ａ，２７ａ，２８ａの
特にエッジの部分（側面から先端部分にかけた部位）も
シャープな状態に洗浄することができるようになる。こ
れに伴い、カラー液晶ディスプレイとして使用した場合
に、画面が鮮明になるという利点がある。

【００２４】本実施例において、ノズル１４からの洗浄
液９の吐出圧力としては、洗浄液９が霧化された際の粒
子の大きさ及び速度と、洗浄性を考慮すると、実験結果
から、５ＭＰａ以上の高圧力が好ましく、その中でも７
〜１５ＭＰａとすることが一層好ましいことがわかっ
た。

【００２５】また、ノズル１４のスプレーパターンを楕
円形状としたことにより、洗浄範囲を広くすることがで
きる利点がある。

【００２６】本発明は上記した実施例にのみ限定される
ものではなく、次のように変形または拡張できる。本発
明の洗浄装置１は、カラーフィルタの製造工程に限ら
ず、例えば半導体を製造する際の、フォトリソグラフイ
の技術を用いた場合の洗浄（リンス）にも利用すること
ができる。また、洗浄液９に高圧力を加えるためのポン
プ２の駆動源としては、エアモータ３に限らず、油圧モ
ータ、電動プランジャなどでも良い。さらに、洗浄液９
としては、純水に限らず、薬品が混合されたものでも良
い。

【００２７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の基板の洗浄装置によれば、ノズルから洗浄液を霧化し
た状態で、かつ高圧力で吐出することにより、基板の表
面に傷が付き難く、不要部分を良好に除去でき、洗浄液
の使用量を少なくできると共に、洗浄時間を短縮でき、
さらには、レジスト層のエッジの部分も良好に洗浄する
ことができるという優れた効果を奏する。

【００２８】この場合、ノズルから吐出される際の洗浄
液の吐出圧力を５ＭＰａ以上に設定することにより、一
層洗浄性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す洗浄装置の全体の概略
構成図

【図２】ノズルの断面図

【図３】ノズルの正面図

【図４】カラーフィルタの製造工程を示す工程説明図

【図５】カラーフィルタの製造工程を示す断面図

【符号の説明】

１は洗浄装置、２はポンプ（圧力源）、６はエアコンプ
レッサ、９は洗浄液、１０はタンク、１３はガン、１４
はノズル、１５はガラス基板（基板）、１６は吐出口、
２０は感光性レジスト、２３はブラックマトリックス、
２３ａはレジスト層、２４は感光性レジスト、２６，２
７，２８は着色部、２６ａ，２７ａ，２８ａはレジスト
層である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に感光性レジストを塗布し、露光
   した後、現像処理することにより所定パターンのレジス
   ト層を形成する際に、前記基板上の不要部分を除去する
   ために用いられる洗浄装置であって、 洗浄液に高圧力を加える圧力源と、この圧力源により高
   圧力を加えられた前記洗浄液を霧化した状態で吐出する
   ノズルとを備え、このノズルから吐出する洗浄液を前記
   基板に吹き当てることにより、基板上の不要部分を除去
   する構成としたことを特徴とする基板の洗浄装置。
2. 【請求項２】 ノズルから吐出される際の洗浄液の吐出
   圧力は、５ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１
   記載の洗浄装置。