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WO2012105382A1 - 基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents

基板処理装置及び基板処理方法 Download PDF

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Publication number
WO2012105382A1
WO2012105382A1 PCT/JP2012/051529 JP2012051529W WO2012105382A1 WO 2012105382 A1 WO2012105382 A1 WO 2012105382A1 JP 2012051529 W JP2012051529 W JP 2012051529W WO 2012105382 A1 WO2012105382 A1 WO 2012105382A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
substrate
processing liquid
downstream side
processing
upstream side
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/051529
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
実 戸島
Original Assignee
シャープ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by シャープ株式会社 filed Critical シャープ株式会社
Publication of WO2012105382A1 publication Critical patent/WO2012105382A1/ja

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/30—Imagewise removal using liquid means
    • G03F7/3042—Imagewise removal using liquid means from printing plates transported horizontally through the processing stations
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/201—Filters in the form of arrays
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/1303—Apparatus specially adapted to the manufacture of LCDs

Definitions

  • the present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method for supplying a processing liquid to a surface of a substrate and performing a predetermined processing on the surface of the substrate, and in particular, a substrate processing suitably used for manufacturing a color filter substrate or the like of a liquid crystal display device.
  • the present invention relates to an apparatus and a substrate processing method.
  • ribs for controlling the alignment of liquid crystal
  • PS photo spacers
  • Previous development processing used a so-called horizontal transport method in which a processing liquid was supplied to the substrate surface while the substrate was leveled.
  • liquid crystal display devices have increased in size and substrates have also increased in size.
  • the etching solution tends to accumulate on the surface of the substrate, and the development process tends to be uneven. Therefore, the development processing of a large substrate is performed by supporting the substrate in an inclined state and supplying the developer to the substrate so that the developer flows down from the upstream to the downstream in the inclined direction.
  • a so-called inclined conveyance system is used (see, for example, Patent Document 1).
  • an inclined conveyance type substrate processing apparatus described in Patent Document 1 includes a substrate holding unit 102 that holds a substrate 101 in an inclined posture that forms a predetermined angle ⁇ with respect to a horizontal plane H as shown in FIG.
  • a processing liquid supply means 110 that supplies the processing liquid 103 to the substrate 101 held by the holding means 102 is provided.
  • the processing liquid (developer) 103 supplied to the surface of the substrate 101 flows along the inclination of the substrate 101 and flows down from the end portion of the lower position in the inclination direction of the substrate 101. Therefore, even if the target substrate 101 is a large substrate, the processing liquid 103 hardly stays on the substrate, and the replaceability of the processing liquid 103 with respect to the substrate 101 is improved.
  • Patent Document 1 describes a processing apparatus in which a plurality of nozzles 111, 112, 113, 114 are arranged in the tilt direction in the tilt direction of the substrate 101 as shown in FIG.
  • the intervals between adjacent nozzles are arranged at equal intervals.
  • the plurality of nozzles 111 to 114 are arranged such that the distance between the surface of the substrate 101 and the tip of each nozzle is the same.
  • the upper bottom of the PS is in the lower portion with respect to the upper side in the inclined direction of the substrate.
  • a phenomenon of thinning and a phenomenon of thinning of the line width of the rib occur. If the shape of PS or ribs on the color filter substrate changes with respect to the design value, cell thickness unevenness or liquid crystal alignment unevenness occurs in the liquid crystal panel, and the display quality is deteriorated.
  • the developer 103 that is directly jetted from the nozzles 111 to 114 to the substrate 101 is generally on the inclined surface with the upper side of the inclined surface of the substrate 101 as the upstream side.
  • the lower side is the downstream side, and flows down from the upstream side to the downstream side. Therefore, the amount of the developer 103 that acts on the substrate 101 is increased on the downstream side of the upstream side of the surface of the substrate 101. That is, on the downstream side of the substrate 101, the amount of the developer that comes into contact with the surface of the substrate 101 is increased compared to the upstream side, and the replacement of the developer is promoted.
  • the resist film on the downstream side of the upstream side of the substrate is strongly developed by the developing solution 103 and is over-developed. When the resist film is over-developed, the upper bottom of the PS and the rib line width are reduced.
  • the problem to be solved by the present invention is that when a surface treatment is performed by supplying a processing liquid to the surface of a substrate using a substrate processing apparatus of an inclined conveyance type, the surface is uniformly above and below the inclined surface.
  • Another object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method capable of performing various processes.
  • the substrate processing apparatus of the present invention includes: Substrate support means for holding the substrate in an inclined position; A plurality of spray nozzles for supplying a processing liquid to the surface of the substrate are disposed in the tilt direction; A treatment liquid is supplied from a plurality of spray nozzles to the surface of the substrate in an inclined posture held by the substrate holding means, and the treatment liquid is allowed to flow down on the substrate surface by setting the upper side in the inclination direction as the upstream side and the lower side as the downstream side.
  • the processing liquid supply means is characterized in that the supply amount or / and supply pressure of the processing liquid directly supplied from the spray nozzle to the substrate is smaller on the downstream side than on the upstream side.
  • the processing liquid supply means may be configured such that the supply amount or / and the supply pressure of the processing liquid directly supplied to the substrate from the plurality of jet nozzles are gradually reduced on the downstream side with respect to the upstream side. Can be configured.
  • the processing liquid supply means may be configured such that the interval between the plurality of spray nozzles is larger on the downstream side than on the upstream side.
  • the processing liquid supply means may be configured such that the supply amount of the processing liquid supplied from the plurality of spray nozzles is smaller on the downstream side than on the upstream side.
  • the processing liquid supply means may be configured such that the distance between the tips of the plurality of spray nozzles and the substrate is larger on the downstream side than on the upstream side.
  • the substrate processing apparatus may further include substrate transport means for transporting the substrate in a direction perpendicular to the substrate tilt direction and parallel to the substrate surface.
  • the processing liquid supply means may be configured such that the spray angle in the tilt direction of the spray nozzle is variable and the spray nozzle swings up and down in the tilt direction.
  • the substrate processing apparatus may be configured such that the swing angle of the spray nozzle is larger on the downstream side than on the upstream side.
  • the processing liquid supply means can be arranged at a predetermined interval in a direction in which the spray nozzle intersects the tilt direction of the substrate.
  • the interval between the injection nozzles arranged in the direction intersecting the tilt direction of the substrate can be configured such that the downstream side is larger than the upstream side.
  • the interval between the injection nozzles arranged in a direction intersecting the tilt direction of the substrate can be configured so that the downstream side is increased stepwise with respect to the upstream side.
  • the substrate processing method of the present invention comprises: With the substrate held in an inclined posture, the processing liquid is supplied to the surface of the substrate from a plurality of spray nozzles arranged in the inclination direction of the substrate, and the processing liquid is set with the upper side in the inclination direction as the upstream side and the lower side as the downstream side.
  • the gist is to supply the processing liquid to the substrate surface such that the supply amount or / and supply pressure of the processing liquid directly supplied from the spray nozzle to the substrate is smaller on the downstream side than on the upstream side. It is.
  • the processing liquid can be supplied such that the supply amount or / and the supply pressure of the processing liquid directly supplied to the substrate are gradually reduced on the downstream side relative to the upstream side.
  • the processing liquid can be supplied such that the discharge amount or discharge pressure from the spray nozzle is smaller on the downstream side than on the upstream side.
  • the processing liquid can be supplied so that the distance between the tip of the spray nozzle and the substrate surface is larger on the downstream side than on the upstream side.
  • the processing liquid can be supplied while being transported in a direction orthogonal to the substrate tilt direction and parallel to the substrate while maintaining the substrate tilt posture.
  • the processing liquid can be supplied while changing the angle of the spray nozzle with respect to the substrate.
  • the processing liquid can be supplied so that the angle of the spray nozzle with respect to the substrate is larger on the downstream side than on the upstream side.
  • the processing liquid is supplied so that the spray nozzles are arranged at a predetermined interval in a direction intersecting the inclination direction of the substrate, and the predetermined interval is larger on the downstream side than on the upstream side. Can do.
  • the above substrate processing method can be used for the development processing of the concavo-convex pattern when manufacturing the color filter substrate of the liquid crystal display device.
  • the processing liquid supply means is such that the supply amount or / and supply pressure of the processing liquid directly supplied from the spray nozzle to the substrate is smaller on the downstream side than on the upstream side.
  • the action of the downstream processing liquid on the upstream side of the substrate surface can be suppressed.
  • the in-plane uniformity of the process can be greatly improved.
  • the processing liquid is supplied to the surface of the substrate so that the supply amount or / and supply pressure of the processing liquid directly supplied from the spray nozzle to the substrate is smaller on the downstream side than on the upstream side.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line BB in FIG. It is sectional drawing which shows the inclination attitude
  • A) is a side view which shows an example of an injection nozzle
  • (b) is a top view of an injection surface.
  • FIG. 5 is a plan view of a shaft, showing another example of a processing liquid supply apparatus. It is the figure which looked at the shaft with which the injection nozzle was mounted
  • 4 is a plan view showing an impact surface of a processing liquid on a substrate surface in Example 1.
  • FIG. 6 is a plan view showing an impact surface of a treatment liquid on a substrate surface in Example 2.
  • FIG. 6 is a plan view showing an impact surface of a treatment liquid on a substrate surface in Example 3.
  • FIG. 10 is a plan view showing an impact surface of a processing liquid on a substrate surface in Example 4.
  • FIG. 10 is a plan view showing an impact surface of a processing liquid on a substrate surface in Example 5.
  • FIG. It is sectional drawing of the inclination direction which shows nozzle arrangement
  • FIG. 1 is a plan view schematically showing an example of the substrate processing apparatus of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.
  • a resist formed on the substrate when forming a concavo-convex pattern such as a rib for controlling the alignment of liquid crystal or a photo spacer (PS).
  • PS photo spacer
  • the substrate processing apparatus 10 includes a substrate transport apparatus 20 and a processing liquid supply apparatus 30 as a processing liquid supply means, which are disposed inside a processing tank 40.
  • the substrate transfer device 20 has a function as a substrate support means for holding the rectangular flat plate-like substrate 1 in an inclined posture, and a direction perpendicular to the inclination direction of the substrate 1 and parallel to the substrate 1 (the direction of arrow T in FIG. 1). ) Has a function as a substrate transfer means for transferring the substrate 1.
  • the substrate transfer device 20 is composed of a plurality of roller conveyors 21 connected to a drive source (not shown) such as a motor.
  • the plurality of roller conveyors 21 are pivotally supported in parallel in the transport direction, and are formed to be rotationally driven by a drive source.
  • the roller conveyor 21 of the substrate transport device 20 is pivotally supported so that the rotation axis is inclined.
  • the plurality of roller conveyors 21 can support the substrate 1 from below in an inclined posture, hold the substrate 1 in an inclined state with respect to a horizontal plane, and transport the substrate 1 in an inclined state. As shown in FIG. 1, the substrate 1 is held by the substrate transfer device 20 so that the longitudinal direction of the rectangle is the transfer direction and the short side direction is the inclined direction.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing an inclined posture of the substrate.
  • the inclination angle ⁇ of the substrate 1 with respect to the horizontal plane H is preferably in the range of 5 ° to 20 ° from the viewpoint of easy uniform processing. .
  • an inlet for carrying the substrate 1 into the inside is provided on the side surface, and an outlet is provided on the opposite side of the inlet.
  • the substrate 1 is carried into the inside of the processing tank 40 and supplied with the developing solution 3 as a processing solution to be developed. Then, the substrate 1 is transported in the direction of arrow T in FIG. It is carried out of the processing tank 40.
  • the treatment liquid supply apparatus 30 has a plurality of spray nozzles 31 to 34 arranged in a total of 16 in the substrate tilt direction and the transport direction.
  • the ejection nozzles 31 to 34 are connected to a processing liquid storage tank in which a liquid processing liquid such as the developer 3 is stored via a transport device (not shown) such as a pump.
  • the processing liquid supply device 30 includes a control device (not shown) that adjusts the injection pressure and the injection amount from the injection nozzles 31 to 34, and injects the processing liquid onto the surface of the substrate 1 in an inclined posture.
  • the treatment liquid can be directly supplied to the.
  • Each of the injection nozzles 31 to 34 is formed so that the discharge amount, discharge pressure, etc. of the processing liquid directly supplied to the substrate surface can be individually adjusted.
  • the processing liquid supply device 30 is configured so that either the supply amount or the supply pressure of the processing liquid directly supplied from the injection nozzles 31 to 34 to the surface of the substrate 1 or the supply amount and the supply pressure are higher in the substrate tilt direction (substrate And the lower side of the substrate tilt direction (sometimes called the downstream side of the substrate). Thereby, the development processing of the substrate 1 can be performed uniformly in the surface.
  • the supply amount of the upstream and downstream developing solutions 3 is adjusted by adjusting the arrangement of the ejection nozzles.
  • the processing liquid supply apparatus 30 shown in FIG. 1 and FIG. 2 has a row and a column when the transport direction of the substrate 1 (horizontal direction in FIG. 1) is a row and the tilt direction of the substrate (vertical direction in FIG. 1) is a column.
  • a total of 16 injection nozzles 31, 32, 33, and 34 are arranged in a matrix of 4 rows and 4 columns that are orthogonal to each other.
  • the processing liquid supply apparatus 30 is provided with four shafts 51, 52, 53, 54 in parallel with the transport direction of the substrate 1 as the longitudinal direction. With these four shafts 51 to 54 as rows, four injection nozzles 31 to 34 are arranged on each shaft.
  • injection nozzles 31, 31, 31, 31 are provided on the shaft 51 in the first row on the most upstream side of the substrate.
  • Four injection nozzles 32, 32, 32, 32 are provided on the shaft 52 in the second row below.
  • four injection nozzles 33, 33, 33, 33 are provided on the shaft 53 in the third row below.
  • four injection nozzles 34, 34, 34, 34 are provided on the shaft 54 in the fourth row on the most downstream side of the lower substrate.
  • the injection nozzles 31 to 34 of the shafts 51 to 54 in each row are formed at the same position in the longitudinal direction of the shaft, and the four injection nozzles 31, 32, 33, 34 are arranged in a straight line in the inclined direction. It is formed as a row. Furthermore, the interval between the jet nozzles adjacent in the longitudinal direction in each shaft is also formed to be the same. The four nozzle rows are arranged in parallel at equal intervals in the transport direction.
  • the interval between the adjacent injection nozzles 31 to 34 is increased stepwise with respect to the upstream side.
  • the interval between the first injection nozzle 31 on the most upstream side of the substrate and the second injection nozzle 32 adjacent to the downstream side is set to x, and the third injection adjacent to the second injection nozzle 32 and the downstream side thereof.
  • the interval between the nozzles 33 is y and the interval between the third injection nozzle 33 and the fourth injection nozzle 34 adjacent to the third injection nozzle 33 is z, the relationship of x ⁇ y ⁇ z is established. Yes.
  • the distance between the tip of each of the injection nozzles 31 to 34 and the surface of the substrate 1 is the same, and the supply pressure of the developer injected from each of the injection nozzles 31 to 34 is also the same.
  • the supply amount of the processing liquid directly supplied to the surface of the substrate 1 is smaller in the supply amount on the downstream side with a wider interval than the upstream side with a smaller interval.
  • the interval between the injection nozzles adjacent to each other in the inclination direction increases stepwise from the upstream side to the downstream side as x ⁇ y ⁇ z. For this reason, the supply amount of the processing liquid directly sprayed on the surface of the substrate is reduced in a stepwise manner on the downstream side with respect to the upstream side.
  • the arrangement of the plurality of injection nozzles 31 to 34 is not limited to the above-described form.
  • the plurality of spray nozzles 31 to 34 in the processing liquid supply apparatus 30 are arranged in the substrate tilt direction or the substrate transport direction so that the in-plane uniformity of processing is best when the developer 3 is sprayed onto the substrate 1. What is necessary is just to select an arrangement
  • the means for adjusting the supply amount or / and supply pressure of the developer directly sprayed from the spray nozzle to the surface of the substrate so that the downstream side is smaller than the upstream side is in addition to the arrangement of the injection nozzle, means for controlling the diameter of the injection nozzle, the injection amount, the injection pressure, the injection direction, and the like can be mentioned.
  • the downstream injection nozzles 32, 33, and 34 so as to be smaller in stages with respect to the upstream injection nozzle 31, the amount of the developer directly injected from the injection nozzles 31 to 34 onto the substrate surface is reduced. It can be decreased stepwise from the upstream side toward the downstream side.
  • FIG. 4A is a side view showing an example of the injection nozzle
  • FIG. 4B is a plan view of the injection surface.
  • a shower nozzle 35 is attached to the tip of the injection nozzle 31 (the injection nozzles 32 to 34 are also formed in the same manner).
  • the impact surface of the treatment liquid sprayed from the shower nozzle 35 and formed on the substrate surface is formed as an elongated belt-like nozzle pattern 36.
  • the spray angle of a flat spray type spray nozzle (sometimes called a shower nozzle) is about 15 to 150 °. Further, the flat spray type spray nozzle can change the spray angle by rotating around the center of the nozzle in the injection direction. This angle is called a twist angle. By changing the spray angle of the flat spray, the nozzle pattern on the impact surface is different, and the supply amount of the developer supplied to the substrate surface can be adjusted.
  • the nozzle pattern 36 on the impact surface shown in FIG. 4B is formed such that the longitudinal direction is oblique in the drawing.
  • the nozzle pattern on the impact surface is the horizontal nozzle pattern 36a whose longitudinal direction is the horizontal direction in the figure, and the vertical direction whose longitudinal direction is the vertical direction in the figure.
  • the nozzle pattern 36b and the oblique nozzle pattern 36 therebetween can be formed.
  • the processing liquid sprayed on the impact surface flows down from the upper side in the drawing.
  • the lateral width of the impact surface becomes the lateral width of the developing solution flowing down.
  • the horizontal width of the developer flowing down is the maximum in the longitudinal direction in the horizontal nozzle pattern 36a, and the minimum in the vertical nozzle pattern 36b. In the oblique nozzle pattern 36, it is between the maximum width and the minimum width.
  • the shower nozzle is not limited to a flat spray type nozzle shape, and shower nozzles having various impact surfaces can be used.
  • the processing liquid is sprayed perpendicularly to the substrate surface from the spray nozzle, and the nozzle is arranged so that the spray angle becomes 0 °.
  • the substrate processing apparatus 10 of the present invention can variably form the injection angle of the injection nozzle of the processing liquid supply apparatus.
  • a treatment liquid supply apparatus having a variable injection angle will be described.
  • FIG. 5 is a plan view of a shaft showing another example of the processing liquid supply apparatus
  • FIG. 6 is a view of the shaft of FIG.
  • the processing liquid supply apparatus 30 shown in FIG. 5 is provided with eight shafts 50.
  • the intervals r between the shafts in the substrate inclination direction are formed at the same distance as shown in FIG. 5, and the intervals in the inclination direction of the injection nozzles 31 attached to the shaft 50 are arranged at the same interval.
  • five injection nozzles 31 are mounted in the conveying direction of each shaft 50.
  • An interval s between adjacent nozzles of the injection nozzle 31 is also formed to be the same.
  • the processing liquid supply device 30 is configured such that the shaft 50 is connected to a drive device or the like (not shown), and each shaft 50 is arbitrarily rotated forward and backward to be stopped at an arbitrary position and held at a stop position. ing.
  • Each shaft 50 can change the spray angle of the spray nozzle 31 to which the shaft 50 is mounted according to the angle at which the shaft 50 rotates.
  • the spray angle changes to either + (upstream side) or-(downstream side), assuming that the developer is sprayed perpendicularly from the spray nozzle to the substrate surface. This injection angle can be varied between 0 ° ⁇ 15 °.
  • the jet nozzle can be swung in the vertical direction of the substrate inclined surface by rotating the shaft 50 back and forth within a predetermined angle range to rotate forward and backward.
  • the processing liquid supply device is formed so as to be able to spray the developer onto the substrate surface while swinging the spray nozzle in the tilt direction.
  • the shafts 51 to 54 can be rotated to the same angle, and all the spray nozzles 31 can be swung at the same angle.
  • the swing angle of the injection nozzle 31 can be configured such that the swing angle of the upstream shaft 50 is different from the swing angle of the downstream shaft 50.
  • the swing angle of the spray nozzle 31 of the processing liquid supply apparatus 30 so that the downstream side is larger than the upstream side, the supply amount of the developer supplied directly to the substrate surface is lower than the upstream side.
  • the side can be made smaller.
  • the supply amount can be adjusted more precisely by decreasing the swing angle of the injection nozzle 31 stepwise from the upstream side to the downstream side.
  • the processing liquid supply device 30 can control the supply pressure of the developer directly supplied to the substrate in the plurality of ejection nozzles 31 so that the downstream side is smaller than the upstream side.
  • the supply amount of the developer on the downstream side can be adjusted more precisely with respect to the supply pressure on the upstream side so that the downstream side is smaller in the downstream side than the upstream side.
  • the treatment liquid supply apparatus is configured so that the distance between the tips of the plurality of injection nozzles 31 to 34 and the surface of the substrate 1 is increased stepwise on the downstream side than on the upstream side. Can be formed. As the distance between the spray nozzles 31 to 34 and the substrate surface increases, the supply pressure of the developer sprayed onto the substrate surface decreases. In the processing liquid supply apparatus shown in FIG. 12, the supply pressure of the developer on the downstream side is gradually reduced with respect to the upstream side.
  • the substrate processing apparatus of the present invention can be suitably used as a developing device for a color filter substrate of a liquid crystal display device as described above.
  • the substrate processing apparatus of the present invention can also be used for a developing apparatus for other substrates, an etching apparatus, or the like.
  • the substrate processing method includes a plurality of spray nozzles 31 to 34 of the processing liquid supply device 30 arranged in the tilt direction of the substrate 1 while the substrate 1 is held in a tilted posture.
  • a so-called inclined transport type substrate in which the developer 3 is supplied to the surface of the substrate 1 and the developer is caused to flow from the upstream side to the downstream side of the substrate 1 to perform a predetermined treatment on the surface of the substrate 1. It is a processing method.
  • the developer 3 flows from the upstream side to the downstream side of the inclined substrate 1, so that it does not stay on the surface of the substrate 1.
  • the developer 3 sprayed from the spray nozzle 31 and supplied directly to the surface of the substrate 1 is directed from the upstream side to the downstream side of the surface of the substrate 1 (in the direction of arrow U in FIG. 2).
  • the exposed resist film on the surface of the substrate 1 is developed.
  • the exposed portion of the resist film is dissolved and removed to form a concavo-convex pattern having a desired shape.
  • the developer 3 is supplied to the substrate 1 such that the supply amount or / and supply pressure of the developer 3 directly supplied from the spray nozzle to the substrate 1 is smaller on the downstream side than on the upstream side. There is a great feature in that it is supplied to the surface.
  • the developer supplied directly to the upstream side flows down on the downstream side of the substrate 1 and develops together with the developer supplied directly to the downstream side.
  • the replacement efficiency with the liquid is improved, and the development is facilitated.
  • the development processing is performed with the supply amount and supply pressure of the developer supplied directly from the spray nozzle to the substrate surface being equalized on the upstream side of the substrate and the downstream side of the substrate as in the prior art, The development process proceeds too much, and the line width of the pattern of the protrusions becomes thinner than a predetermined value.
  • the developer 3 directly injected from the injection nozzles 31 to 34 onto the substrate 1 is reduced. Since the amount can be decreased toward the downstream side, the over-development in which the development on the downstream side proceeds excessively can be suppressed, and the in-plane development can be progressed uniformly.
  • the downstream side is stepwise from the upstream side.
  • a substrate processing apparatus 10 having a processing liquid injection device 30 in which the interval between the plurality of injection nozzles 31 to 34 in the substrate 1 tilt direction increases from the upstream side to the downstream side.
  • a method of using and injecting a developer is shown in FIG. 1 and FIG. 2, a substrate processing apparatus 10 having a processing liquid injection device 30 in which the interval between the plurality of injection nozzles 31 to 34 in the substrate 1 tilt direction increases from the upstream side to the downstream side.
  • the supply amount of the developer can be controlled more precisely.
  • the supply amount of the developer can be controlled more precisely.
  • the supply pressure of the developer can be controlled more precisely.
  • the supply amount of the developer can be controlled more precisely.
  • the developer supply amount can be controlled more precisely.
  • the supply of the developing solution from the processing solution supply apparatus to the substrate may be performed in a state where the substrate 1 is stationary in an inclined posture, or the substrate is transported in a direction parallel to the substrate in a direction orthogonal to the inclined direction.
  • the developer may be continuously supplied from the spray nozzle to the substrate surface.
  • the substrate processing method of the present invention can be optimally used for development processing when forming a concavo-convex pattern using a positive resist of a color filter substrate of a liquid crystal display device.
  • the concavo-convex pattern is a protrusion called a rib used for liquid crystal alignment control, a photo spacer (PS) used to keep the distance between the color filter substrate and the counter substrate uniform.
  • PS photo spacer
  • These concavo-convex patterns are likely to be affected by the line width depending on the conditions of the development treatment with the developer, and are likely to vary in the plane.
  • uniform development processing can be performed in the upper and lower directions in the tilt direction, and an uneven pattern having excellent in-plane uniformity can be formed.
  • the line width of the concavo-convex pattern has a large effect on the display quality of the liquid crystal display device. Therefore, the liquid crystal display device can display a uniform image by uniformly developing the concavo-convex pattern within the surface. Quality is improved.
  • the substrate processing method of the present invention can be used for various types of substrate processing other than the above.
  • the substrate processing method of the present invention can be used, for example, for etching various substrates using an etching solution as a processing solution, or for developing a substrate on which a negative resist film is formed.
  • the substrate tilt angle ⁇ was set to 5 °
  • the flat spray type shower nozzle shown in FIGS. 4A and 4B was used as the spray nozzle.
  • the spray angle of the shower nozzle was set to the same angle of 60 ° except for Example 2.
  • 13 shafts were arranged, and the intervals between the shafts were set to be equal intervals of 150 mm except for Example 3.
  • 20 injection nozzles were arranged in the longitudinal direction of the shaft (substrate transport direction), and the intervals between the injection nozzles were set to an equal interval of 100 mm except for Example 4.
  • 7 to 11 are plan views showing nozzle patterns on the impact surface of the substrate processing methods of Examples 1 to 7, respectively. 1 to 7, the horizontal direction in the drawings is the substrate transport direction, and the vertical direction in the drawings is the vertical direction of the substrate inclined surface.
  • FIG. 7 is a plan view showing a nozzle pattern on the impact surface of the substrate processing method according to the first embodiment.
  • the arrangement of the injection nozzles of the treatment liquid supply device is such that the interval between the upstream side and the downstream side is constant, the interval between the injection nozzles in the longitudinal direction (conveying direction) of each shaft is constant, and the injection angle of the injection nozzle Was also constant.
  • the impact surface of the developer is uniform from the upstream side to the downstream side in the surface, and both sides in the longitudinal direction of the shaft. Uniform throughout the surface.
  • the development processing of the substrate is performed such that the flow rate or pressure of each spray nozzle is gradually reduced on the downstream side with respect to the upstream side.
  • the supply amount of the developer on the downstream side can be made smaller than that on the upstream side.
  • FIG. 8 is a plan view showing a nozzle pattern on the impact surface of the substrate processing method according to the second embodiment.
  • Example 2 the interval between the plurality of shafts above and below the substrate inclined surface of the processing liquid supply apparatus was increased stepwise below.
  • the twist angle of the flat spray shower nozzle of the injection nozzle is made to decrease stepwise on the downstream side with respect to the upstream side.
  • the flow rate of each injection nozzle is constant, and the downstream side of the upstream side is sprayed stepwise on the upstream side. Increased the angle.
  • the developer is sprayed onto the substrate surface in the shape shown in the nozzle pattern on the impact surface in FIG.
  • FIG. 9 is a plan view showing a nozzle pattern on the impact surface of the substrate processing method according to the third embodiment.
  • the substrate tilt direction interval of the spray nozzle of the processing liquid supply apparatus was increased stepwise on the downstream side with respect to the upstream side. Further, the nozzle angle (swinging angle) of the injection nozzle was changed stepwise so that the downstream side became larger.
  • the interval between the injection nozzles in the longitudinal direction of the substrate (conveying term), the spray angle of each injection nozzle, and the flow rate were made constant.
  • the developer is sprayed onto the substrate surface in the shape shown in the nozzle pattern on the impact surface in FIG.
  • the interval between the injection nozzles in the substrate tilt direction is increased stepwise with respect to the upstream side, and the swing angle of the injection nozzle is increased stepwise with respect to the upstream side.
  • the supply amount and supply pressure of the developer on the side decrease stepwise.
  • FIG. 10 is a plan view showing a nozzle pattern on the impact surface of the substrate processing method according to the fourth embodiment.
  • Example 4 the interval in the substrate transport direction of the injection nozzles was increased stepwise on the downstream side relative to the upstream side.
  • the interval between the shafts, the spray angle of the spray nozzle, the flow rate of the spray nozzle, etc. are constant.
  • the developer is jetted onto the substrate surface in the shape shown in the nozzle pattern on the impact surface in FIG. Since the interval in the substrate transport direction of the ejection nozzles increases stepwise with respect to the upstream side, the supply amount of the developer on the downstream side decreases stepwise with respect to the upstream side.
  • FIG. 11 is a plan view showing a nozzle pattern on the impact surface of the substrate processing method according to the fifth embodiment.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the substrate tilt direction, showing the arrangement of the spray nozzles of the substrate processing apparatus used in Example 5.
  • the intervals between the injection nozzles (inclination direction and conveyance direction), the spray angle, the flow rate of the injection nozzles, and the like were made constant.
  • the developer is jetted onto the substrate surface in the shape shown in the nozzle pattern on the impact surface in FIG. That is, in the fifth embodiment, as shown in FIG. 11, the impact surface has the same nozzle pattern in both the substrate tilt direction and the transport direction.
  • Example 5 as shown in FIG.
  • the distance between the tip of the spray nozzle and the substrate surface was increased stepwise on the downstream side relative to the upstream side. Since the distance between the spray nozzle and the substrate is increased stepwise from the upstream side to the downstream side, the supply pressure of the developer directly supplied to the downstream substrate is decreased stepwise with respect to the upstream side.

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Abstract

　傾斜搬送方式の基板処理装置を用いて、基板の表面に処理液を供給して表面の処理を行う場合、傾斜面の上方と下方において均一な処理を行うことが可能である基板処理装置及び基板処理方法を提供する。基板支持手段（２０）と、噴射ノズルが傾斜方向に複数配置されている処理液供給手段（３０）とを有し、前記基板（１）の表面に複数の噴射ノズル（３１～３４）から現像液（３）を供給し、傾斜方向上方を上流側とし下方を下流側として現像液（３）を流下させて基板（１）の表面を現像する基板処理装置を用い、前記噴射ノズル（３１～３４）から前記基板（１）に直接供給される現像液（３）の供給量又は／及び供給圧が上流側に対し下流側が小さくなるように現像を行う。

Description

基板処理装置及び基板処理方法
　本発明は、基板の表面に処理液を供給し基板表面に所定の処理を施すための基板処理装置及び基板処理方法に関し、特に液晶表示装置のカラーフィルタ基板等の製造に好適に用いられる基板処理装置及び基板処理方法に関する。
　従来、液晶表示装置のカラーフィルタ基板の製造工程の一つとして、液晶の配向を制御するためのリブと呼ばれる突起物や、カラーフィルタ基板と対向基板の間隔を一定に保つためのフォトスペーサ（ＰＳ）を形成する工程がある。リブ、ＰＳのパターン形成は、例えば基板の表面にポジレジスト膜を形成し、マスクを用いて所定のパターンに露光した後、現像処理を施し所望のパターン以外のレジスト膜を除去することで形成する。
　以前の現像処理は、基板を水平にした状態で、基板表面に処理液を供給して行う、いわゆる水平搬送式が用いられていた。近年、液晶表示装置が大型化し、基板も大型化している。基板が大型化すると、基板の表面にエッチング液が溜まりやすく、現像処理が不均一になり易い。そのため、大型の基板の現像処理は、基板を傾斜させた状態に支持し、基板に現像液を供給して傾斜方向の上流から下流に現像液が流下するようにして、基板の現像処理を行う、いわゆる傾斜搬送方式が用いられるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
　例えば、特許文献１に記載の傾斜搬送方式の基板処理装置は、図１３に示すように水平面Ｈに対して所定の角度θをなす傾斜姿勢で基板１０１を保持する基板保持手段１０２と、上記基板保持手段１０２により保持された基板１０１に対して処理液１０３を供給する処理液供給手段１１０とを備えるものである。
　特許文献１の基板処理装置によれば、基板１０１表面に供給された処理液（現像液）１０３は基板１０１の傾斜に沿って流れて基板１０１の傾斜方向における下方位置の端部から流下する。その為、対象となる基板１０１が大型の基板であっても処理液１０３が基板上に滞留することが殆どなく、基板１０１に対する処理液１０３の置換性が向上するとされている。
　また上記特許文献１には、図１３に示すように基板１０１の傾斜方向に、複数のノズル１１１、１１２、１１３、１１４を傾斜方向に並べて配置した処理装置が記載されている。複数のノズル１１１～１１４は、隣接するノズルの間隔が等間隔に配置されている。また複数のノズル１１１～１１４は、基板１０１表面と各ノズル先端の距離が、同じ距離に配置されている。
特開平１１－７４２４８号公報
　上記特許文献１のような傾斜搬送方式の基板処理装置を用いて、カラーフィルタ基板のリブ等のパターンを形成する場合、基板の傾斜方向の上側に対し下側の部分では、ＰＳの上底が細くなる現象や、リブの線幅が細くなる現象が発生するという問題があった。カラーフィルタ基板におけるＰＳやリブの形状が、設計値に対し変化すると、液晶パネルにおいて、セル厚ムラや、液晶の配向ムラが発生し、表示品位を低下させてしまうことになる。
　上記の原因として下記の理由が考えられる。図１３に示すように、傾斜搬送方式の現像装置において、一般的にノズル１１１～１１４から基板１０１に直接噴射された現像液１０３は、基板１０１の傾斜面の上方を上流側として、傾斜面の下方を下流側として、上流側から下流側へと流下する。そのため、基板１０１表面の上流側に対し下流側では、基板１０１に作用する現像液１０３の量が多くなる。すなわち基板１０１の下流側では、上流側よりも基板１０１表面と接触する現像液の量が増加して、現像液の置換が促進される。その結果、基板の上流側よりも下流側のレジスト膜が、現像液１０３による現像作用を強く受けて過現像となる。レジスト膜が過現像になると、ＰＳの上底細りや、リブ線幅細りが発生する。
　上記実状に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、傾斜搬送方式の基板処理装置を用いて、基板の表面に処理液を供給して表面処理を行う場合、傾斜面の上方と下方において均一な処理を行うことが可能である基板処理装置及び基板処理方法を提供することにある。
　このような課題を解決するために、本発明の基板処理装置は、
　基板を傾斜姿勢で保持するための基板支持手段と、
　前記基板の表面に処理液を供給するための噴射ノズルが前記傾斜方向に複数配置されている処理液供給手段を有し、
　前記基板保持手段に保持された傾斜姿勢の基板の表面に複数の噴射ノズルから処理液を供給し、傾斜方向上方を上流側とし下方を下流側として処理液を流下させて基板の表面に所定の処理を施すための基板処理装置において、
　前記処理液供給手段が、前記噴射ノズルから前記基板に直接供給される処理液の供給量又は／及び供給圧が、上流側に対し下流側が小さくなることを要旨とするものである。
　上記基板処理装置において、前記処理液供給手段は、前記複数の噴射ノズルから前記基板に直接供給される処理液の供給量又は／及び供給圧が、上流側に対し下流側が段階的に小さくなるように構成することができる。
　上記基板処理装置において、前記処理液供給手段は、前記複数の噴射ノズルの間隔が、上流側よりも下流側が大きくなるように構成することができる。
　上記基板処理装置において、前記処理液供給手段は、前記複数の噴射ノズルから供給される処理液の供給量が、上流側よりも下流側が小さくなるように構成することができる。
　上記基板処理装置において、前記処理液供給手段は、前記複数の噴射ノズルの先端と基板との距離が、上流側よりも下流側が大きくなるように構成することができる。
　上記基板処理装置において、前記基板の傾斜方向と直交し該基板表面と平行な方向に、該基板を搬送するための基板搬送手段を備えることができる。
　上記基板処理装置において、前記処理液供給手段は、前記噴射ノズルの傾斜方向の噴射角度が可変であり、噴射ノズルが傾斜方向の上下に揺動するように構成することができる。
　上記基板処理装置において、前記噴射ノズルの揺動角度が、上流側よりも下流側が大きくなるように構成することができる。
　上記基板処理装置において、前記処理液供給手段は、噴射ノズルが基板の傾斜方向と交差する方向に所定の間隔で配置することができる。
　上記基板処理装置において、前記基板の傾斜方向と交差する方向に配置されている噴射ノズルの間隔が、上流側よりも下流側が大きくなるように構成することができる。
　上記基板処理装置において、前記基板の傾斜方向と交差する方向に配置されている噴射ノズルの間隔が、上流側に対し下流側が段階的に大きくなるように構成することができる。
　本発明の基板処理方法は、
　基板を傾斜姿勢で保持した状態で、前記基板の傾斜方向に複数配置されている噴射ノズルから前記基板の表面に処理液を供給し、傾斜方向上方を上流側とし下方を下流側として前記処理液を流下させて前記基板の表面に所定の処理を施す基板処理方法において、
　前記噴射ノズルから前記基板に直接供給される処理液の供給量又は／及び供給圧が、上流側に対し下流側が小さくなるように、前記処理液を前記基板表面に供給することを要旨とするものである。
　上記基板処理方法において、前記基板に直接供給される処理液の供給量又は／及び供給圧が、上流側に対し下流側が段階的に小さくなるように、前記処理液を供給することができる。
　上記基板処理方法において、前記噴射ノズルからの吐出量又は吐出圧が、上流側に対し下流側が小さくなるように、前記処理液を供給することができる。
　上記基板処理方法において、前記噴射ノズルの先端と前記基板表面の距離が、上流側に対し下流側が大きくなるように、前記処理液を供給することができる。
　上記基板処理方法において、前記基板の傾斜姿勢を保持した状態で前記基板の傾斜方向と直交し前記基板と平行な方向に搬送しながら、前記処理液を供給することができる。
　上記基板処理方法において、前記基板に対する前記噴射ノズルの角度を変えながら、前記処理液を供給することができる。
　上記基板処理方法において、前記基板に対する前記噴射ノズルの角度が、前記上流側よりも前記下流側が大きくなるように、前記処理液を供給することができる。
　上記基板処理方法において、前記噴射ノズルが前記基板の傾斜方向と交差する方向に所定の間隔で配置され、前記所定の間隔が上流側よりも下流側が大きくなるように、前記処理液を供給することができる。
　上記基板処理方法は、液晶表示装置のカラーフィルタ基板製造の際の凹凸パターンの現像処理に用いることができる。
　本発明の基板処理装置は、処理液供給手段が、前記噴射ノズルから前記基板に直接供給される処理液の供給量又は／及び供給圧が、上流側に対し下流側が小さくなるものであるから、従来の装置のように上流側と下流側の噴射ノズルから処理液を均一に供給する装置と比較して、基板表面の上流側に対する下流側の処理液の作用を抑制することができる。その結果、従来のように基板表面の上流側よりも下流側の処理速度が大きくなってしまうのを緩和して、傾斜面の上方と下方において均一な処理を行うことが可能であり、基板表面における処理の面内均一性を大きく改善することができる。
　本発明の基板処理方法は、前記噴射ノズルから前記基板に直接供給される処理液の供給量又は／及び供給圧が、上流側に対し下流側が小さくなるように、前記処理液を前記基板表面に供給する方法を採用したことにより、従来の上流側と下流側の噴射ノズルから処理液を均一に供給する装置を用いた方法と比較して、基板表面の上流側に対する下流側の処理液の作用を抑制することができ、基板表面の上流側よりも下流側の処理速度が大きくなってしまうのを緩和して、傾斜面の上方と下方において均一な処理を行うことが可能であり、基板表面における処理の面内均一性を大きく改善することができる。
本発明の基板処理装置の一例を模式的に示した平面図である。 図１のＢ－Ｂ線断面図である。 基板の傾斜姿勢を示す断面図である。 （ａ）は噴射ノズルの一例を示す側面図であり、（ｂ）は噴射面の平面図である。 処理液供給装置の他の例を示し、シャフトの平面図である。 噴射ノズルが装着されたシャフトを搬送方向側面から見た図である。 実施例１の基板表面の処理液のインパクト面を示す平面図である。 実施例２の基板表面の処理液のインパクト面を示す平面図である。 実施例３の基板表面の処理液のインパクト面を示す平面図である。 実施例４の基板表面の処理液のインパクト面を示す平面図である。 実施例５の基板表面の処理液のインパクト面を示す平面図である。 実施例５で用いた基板処理装置のノズル配置を示す傾斜方向の断面図である。 従来の傾斜搬送方式の基板処理方法を示す説明図である。
　以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の基板処理装置の一例を模式的に示した平面図であり、図２は図１のＢ－Ｂ線断面図である。尚、本実施例では、液晶表示装置のカラーフィルタ基板の製造において、液晶の配向を制御するためのリブや、フォトスペーサ（ＰＳ）等の凹凸パターンを形成する際に、基板上に形成したレジスト膜の露光後に現像液を処理液として供給し現像処理を行う場合を例として説明する。
　図１及び図２に示すように、基板処理装置１０は、基板搬送装置２０と、処理液供給手段としての処理液供給装置３０を有し、これらが処理槽４０の内部に配置されている。基板搬送装置２０は、方形平板状の基板１を傾斜姿勢で保持するための基板支持手段としての機能と、基板１の傾斜方向と直交し基板１と平行な方向（図１中の矢印Ｔ方向）に基板１を搬送するための基板搬送手段としての機能を有している。
　基板搬送装置２０は、モータ等の駆動源（図示しない）に接続された複数のローラコンベア２１から構成されている。複数のローラコンベア２１は、搬送方向に並列に軸支されていて、駆動源により回転駆動するように形成されている。基板搬送装置２０のローラコンベア２１は、回転軸が傾斜するように軸支されている。複数のローラコンベア２１は、基板１を傾斜姿勢で下方から支持して、基板１を水平面に対して傾斜した状態に保持するとともに、基板１を傾斜状態で搬送することができる。図１に示すように基板１は、長方形の長手方向が搬送方向であり、短手方向が傾斜方向となるように、基板搬送装置２０により保持されている。
　図３は基板の傾斜姿勢を示す断面図である。図３に示すように、基板処理装置１０において、基板１の水平面Ｈに対する傾斜角αは、均一な処理を行うことが容易である点から、５°～２０°の範囲内であるのが好ましい。
　処理槽４０には、特に図示しないが、側面に基板１を内部に搬入するための入口が設けられ、該入口の反対側に出口が設けられている。基板１は、処理槽４０の入口から内部に搬入されて、処理液として現像液３が供給されて現像処理された後、基板搬送装置２０により図１中矢印Ｔ方向に搬送されて、出口から処理槽４０の外部に搬出されるようになっている。
　処理液供給装置３０は、複数の噴射ノズル３１～３４が基板の傾斜方向と搬送方向に合計１６個配置されている。噴射ノズル３１～３４は、現像液３等の液体の処理液が貯蔵された処理液貯蔵タンクにポンプ等の輸送装置（図示しない）を介して接続されている。処理液供給装置３０は、噴射ノズル３１～３４からの噴射圧や噴射量を調節する制御装置等（図示しない）を備えており、傾斜姿勢の基板１の表面に処理液を噴射して、基板に処理液を直接供給することができる。各噴射ノズル３１～３４は、基板表面に直接供給される処理液の吐出量や吐出圧等が個別に調節できるように形成されている。
　処理液供給装置３０は、噴射ノズル３１～３４から基板１の表面に直接供給される処理液の供給量又は供給圧のいずれか一方、或いは供給量及び供給圧が、基板傾斜方向の上方（基板の上流側ということもある）、基板傾斜方向の下方（基板の下流側ということもある）が小さくなるように形成されている。これにより、基板１の現像処理を面内均一に行うことができる。図１に示す処理液供給装置３０では、噴射ノズルの配置を調節することで、上流側と下流側の現像液３の供給量を調節している。
　図１及び図２に示す処理液供給装置３０は、基板１の搬送方向（図１中左右方向）を行として、基板の傾斜方向（図１中上下方向）を列とした場合、行と列が直交する４行４列の行列状に、合計１６個の噴射ノズル３１、３２、３３、３４が配置されている。更に処理液供給装置３０は、基板１の搬送方向を長手方向として４本のシャフト５１、５２、５３、５４が平行に設けられている。この４本のシャフト５１～５４を行として、各シャフトに４個の噴射ノズル３１～３４が配置されている。具体的には、基板の最上流側の一行目のシャフト５１に４個の噴射ノズル３１、３１、３１、３１が設けられている。その下方の二行目のシャフト５２に、４個の噴射ノズル３２、３２、３２、３２が設けられている。更にその下方の三行目のシャフト５３に、４個の噴射ノズル３３、３３、３３、３３が設けられている。さらにその下方の基板の最下流側の四行目のシャフト５４に、４個の噴射ノズル３４、３４、３４、３４が設けられている。
　各行のシャフト５１～５４の噴射ノズル３１～３４は、シャフト長手方向の同じ位置に形成されていて、傾斜方向では一直線上に噴射ノズル３１、３２、３３、３４が配された状態で４つのノズル列として形成されている。更に各シャフトにおける長手方向の隣接する噴射ノズルどうしの間隔も同じに形成されている。この４つのノズル列は、搬送方向に等間隔で平行に配置されている。
　図２に示すように、処理液供給装置３０の一つのノズル列では、隣接する噴射ノズル３１～３４の間隔が、上流側に対し下流側が段階的に大きくなっている。基板の最上流側の第一の噴射ノズル３１と、その下流側に隣接する第二の噴射ノズル３２の間隔をxとし、該第二の噴射ノズル３２とその下流側に隣接する第三の噴射ノズル３３の間隔をｙとし、該第三の噴射ノズル３３とその下流側に隣接する第四の噴射ノズル３４の間隔をｚとした場合、ｘ＜ｙ＜ｚの関係となるように形成されている。
　例えば、この処理液供給装置３０では、各噴射ノズル３１～３４の先端と、基板１の表面の間隔は同じで、各噴射ノズル３１～３４から噴射される現像液の供給圧も同じである場合、基板１に対して処理液を噴射した場合、基板１の表面に直接供給される処理液は、間隔の狭い上流側に対し間隔の広い下流側の供給量が小さくなる。

　傾斜方向に隣接する噴射ノズルの間隔は、上流側から下流側に、ｘ＜ｙ＜ｚと段階的に大きくなっている。そのため基板の表面に直接噴射される処理液の供給量が、上流側に対し下流側が段階的に少なくなる。
　本発明の基板処理装置１０では、複数の噴射ノズル３１～３４の配置は、上記の形態に限定されない。処理液供給装置３０における複数の噴射ノズル３１～３４は、基板１に現像液３を噴射した際に、処理の面内均一性が最良となるように、基板傾斜方向又は基板搬送方向の配置数、配置間隔等を適宜選択すればよい。
　また基板処理装置の処理液供給装置において、噴射ノズルから基板の表面に直接噴射される現像液の供給量又は／及び供給圧が上流側よりも下流側が小さくなるように調節する手段は、上記の噴射ノズルの配置以外に、噴射ノズルの径、噴射量、噴射圧、噴射方向等を制御する手段等が挙げられる。
　例えば処理液供給装置３０は、基板傾斜方向に隣接する噴射ノズル３１～３４の間隔（ｘ、ｙ、ｚ）を同一（ｘ＝ｙ＝ｚ）にして、噴射ノズル３１～３４のノズル径を上流側から下流側に段階的に小さくなるように構成してもよい。上流側の噴射ノズル３１に対し下流側の噴射ノズル３２、３３、３４が段階的に小さくなるように形成することで、噴射ノズル３１～３４から基板表面に直接噴射される現像液の量を、上流側から下流側に向けて段階的に減少させることができる。
　図４（ａ）は噴射ノズルの一例を示す側面図であり、（ｂ）は噴射面の平面図である。図４（ａ）に示すように、噴射ノズル３１（噴射ノズル３２～３４も同一に形成されている）には、先端にシャワーノズル３５が装着されている。
　図４（ａ）のシャワーノズル３５は、スプレー角度βが６０°のフラットスプレー型のシャワーノズルである。同図（ｂ）に示すように、シャワーノズル３５から噴射されて基板表面に形成される処理液のインパクト面は、細長い帯状のノズルパターン３６として形成される。
　フラットスプレー型スプレーノズル（シャワーノズルということもある）のスプレー角度は、１５～１５０°程度である。またフラットスプレー型スプレーノズルは、ノズルの噴射方向中心を軸として回転させることで、スプレー角度を変えることができる。この角度を捩れ角度と呼ぶことにする。フラットスプレーのスプレー角度を変えることで、インパクト面のノズルパターンが異なり、基板表面に供給される現像液の供給量を調節できる。
　例えば、図４（ｂ）に示すインパクト面のノズルパターン３６は、長手方向が図中斜めに形成されている。シャワーノズルの面方向中心を軸に回転させて捩れ角度を変えて噴射した場合、インパクト面のノズルパターンは、図中長手方向が左右方向の横ノズルパターン３６ａ、図中長手方向が上下方向の縦ノズルパターン３６ｂ、その間の斜めノズルパターン３６に形成することができる。
　図４（ｂ）のインパクト面を図中上方が基板上流側とした場合、インパクト面に噴射された処理液は、図中上から下に流下する。このときインパクト面の横幅が流下する現像液の横幅となる。流下する現像液の横幅は、横ノズルパターン３６ａでは長手方向の幅となって最大となり、縦ノズルパターン３６ｂでは最小幅となる。斜めノズルパターン３６では、上記最大幅と最小幅の間になる
　尚、処理液供給装置３０において、シャワーノズルは、フラットスプレー型のノズル形状に限定されず、各種のインパクト面を有するシャワーノズルを用いることができる。
　図１～２に示す処理液供給装置３０は、噴射ノズルから処理液を基板表面に対し垂直に噴射させて、噴射角が０°になるようにノズルが配置されている。本発明の基板処理装置１０は、処理液供給装置の噴射ノズルの噴射角を可変に形成することができる。以下、噴射角を可変にした処理液供給装置について説明する。
　図５は処理液供給装置の他の例を示すシャフトの平面図であり、図６は図５のシャフトの搬送方向側面から見た図である。図５に示す処理液供給装置３０は、シャフト５０が８本設けられている。基板傾斜方向の各シャフトの間隔ｒは、図５に示すように同じ距離に形成されていて、シャフト５０に装着される噴射ノズル３１の傾斜方向の間隔が同一間隔に配置されている。また図６に示すように、各シャフト５０の搬送方向には、５個の噴射ノズル３１が装着されている。噴射ノズル３１の隣接するノズル間の間隔ｓも同じに形成されている。
　処理液供給装置３０は、シャフト５０が駆動装置等（図示しない）に接続され、各シャフト５０が、それぞれ任意に正逆回動させて任意の位置で停止させて停止位置に保持可能に形成されている。各シャフト５０は、シャフト５０が回動する角度に応じて、装着されている噴射ノズル３１の噴射角度を、変化させることができる。噴射角は、現像液が噴射ノズルから基板表面に垂直に噴射される場合を０°として、＋（上流側）、－（下流側）のいずれかに変化する。この噴射角は、０°±１５°の間で変化させることができる。
　またシャフト５０の回動を所定の角度の範囲内で往復動させて正逆回転させることで、噴射ノズルを基板傾斜面の上下方向に揺動させることができる。処理液供給装置は、噴射ノズルを傾斜方向に揺動させながら現像液を基板表面に噴射することが可能に形成されている。
　処理液供給装置３０の噴射ノズル３１の揺動させる際、シャフト５１～５４を同じ角度に回動させて、全部の噴射ノズル３１を同じ角度で揺動させることができる。また噴射ノズル３１の揺動角度が、上流側のシャフト５０の揺動角度と、下流側のシャフト５０の揺動角度が異なるように構成することもできる。
　各噴射ノズル３１からの現像液３の供給量、供給圧、噴射ノズルと基板との距離等の条件が同じ場合、噴射ノズル３１の揺動角度が大きくなると、一つの噴射ノズル３１から基板表面に直接供給される現像液が、基板の広い範囲に供給されることになる。そのため、基板１の一定範囲内に供給される現像液３の供給量は少なくなる。噴射ノズル３１の揺動角度を変化させることで、基板１表面に直接供給される現像液３の供給量を変えることができる。
　例えば、処理液供給装置３０の噴射ノズル３１の揺動角度を上流側よりも下流側が大きくなるように調節することで、基板表面に直接供給される現像液の供給量が、上流側よりも下流側が小さくなるようにすることができる。この噴射ノズル３１の揺動角度は、上流側から下流側に段階的に小さくなるようにして，更に精密に供給量を調節することもできる。
　また処理液供給装置３０は、複数の噴射ノズル３１における基板に直接供給させる現像液の供給圧が、上流側に対し下流側が小さくなるように制御することが可能である。この場合、上流側の供給圧に対し下流側の現像液の供給圧が、上流側よりも下流側が段階的に小さくなるようにして、更に精密に供給量を調節することもできる。
　図１２のノズル配置の例に示すように、処理液供給装置は、複数の噴射ノズル３１～３４の先端と、基板１表面との距離が、上流側よりも下流側が段階的に大きくなるように形成することができる。噴射ノズル３１～３４と基板表面の距離が大きくなると、基板表面に噴射される現像液の供給圧が低下する。図１２に示す処理液供給装置は、上流側に対し下流側の現像液の供給圧が段階的に小さくなる。
　本発明の基板処理装置は、上記したように液晶表示装置のカラーフィルタ基板の現像装置として好適に用いることができる。また本発明の基板処理装置は、他の基板の現像装置や、エッチング装置等に用いることもできる。
　以下、上記の基板処理装置１０を用いた基板処理方法についてカラーフィルタ基板の凹凸パターンの現像処理を例として説明する。基板処理方法は、図１及び図２に示すように、基板１を傾斜姿勢で保持した状態で、前記基板１の傾斜方向に複数配置されている処理液供給装置３０の噴射ノズル３１～３４から前記基板１の表面に現像液３を供給し、基板１の上流側から下流側に向けて前記現像液を流下させて前記基板１の表面に所定の処理を施す、所謂、傾斜搬送方式の基板処理方法である。
　傾斜搬送方式の基板処理方法では、現像液３が、傾斜している基板１の表面を上流側から下流側に流れるので、基板１の表面に滞留することがない。
　傾斜搬送方式の基板処理方法では、噴射ノズル３１から噴射されて基板１の表面に直接供給された現像液３は、基板１表面の傾斜方向上流から下流に向けて（図２中矢印Ｕ方向）流下して、基板１表面の露光後のレジスト膜を現像処理する。基板１が現像処理されると、レジスト膜の露光部分が溶解除去されて、所望の形状の凹凸パターンが形成される。
　この基板処理方法では、前記噴射ノズルから前記基板１に直接供給される現像液３の供給量又は／及び供給圧を、上流側に対し下流側が小さくなるように、前記現像液３を前記基板１表面に供給する点に大きな特徴がある。
　すなわち、上記の現像液の供給方法によれば、基板１の下流側は、上流側に直接供給された現像液が流下して、下流側に直接供給された現像液と相俟って、現像液による置換効率が向上し、現像が進行し易くなる。そのため、基板表面に噴射ノズルから直接供給される現像液の供給量や供給圧を、従来のように基板の上流側と基板の下流側で均等にして現像処理を行うと、下流側の方の現像処理が進行しすぎて、凸部のパターンの線幅が所定の値よりも細くなってしまう。これに対し、上流側よりも下流側の基板１表面に供給される現像液３の供給量や供給圧を小さくすることにより、噴射ノズル３１～３４から基板１に直接噴射される現像液３の量を下流側に向けて減少させることができるため、下流側の現像が進行しすぎる過現像を抑制して、面内の現像を均一に進行させることができる。
　更に現像液の供給量又は供給圧、或いは供給量と供給圧の両者のいずれかを、基板傾斜面の上流側に対し下流側が小さくなるように供給する際、上流側よりも下流側が段階的に小さくなるようにすると、基板表面に直接供給される現像液の供給量又は供給圧を精密に制御することが可能であり、現像の面内均一性を更に高めることができる。
　基板の表面に直接供給される処理液の供給量や供給圧を、基板上流側よりも基板下流側が小さくなるように処理を行う具体的な手段としては、特に限定されず、各種の手段を用いることができる。例えば、下記の（１）～（６）の方法が挙げられる。
（１）図１及び図２に示すように、基板１傾斜方向の複数の噴射ノズル３１～３４の間隔が上流側から下流側に大きくなるような処理液噴射装置３０を有する基板処理装置１０を用いて現像液を噴射する方法。
　上記噴射ノズルの傾斜方向の間隔を、上流側から下流側に段階的に大きくなるようにすると、更に精密に現像液の供給量を制御することができる。
（２）複数の噴射ノズルから吐出する処理液の吐出量又は吐出圧を上流側の噴射ノズルよりも下流側の噴射ノズルが段階的に小さくなるように、噴射ノズルを制御する方法。
　上記噴射ノズルの吐出量又は吐出圧を、上流側から下流側に段階的に小さくなるようにすると、更に精密に現像液の供給量を制御することができる。
（３）基板１の表面と噴射ノズルの距離を、上流側に対し下流側が大きくなるようにして、処理液を基板表面に噴射させることで、下流側の供給圧を小さくする方法。
　上記噴射ノズルと基板表面の距離を、上流側から下流側に段階的に大きくなるようにすると、更に精密に現像液の供給圧を制御することができる。
（４）噴射ノズルの角度を基板傾斜方向の上下に変えて、噴射ノズルを揺動させながら基板の処理を行う場合には、上流側に対し下流側の噴射ノズルの揺動角度が大きくなるようにして、下流側の処理液供給量を小さくする方法。
　上記噴射ノズルの揺動角度を、上流側から下流側に段階的に大きくなるようにすると、更に精密に現像液の供給量を制御することができる。
（５）基板の搬送方向の複数の噴射ノズル間隔が、上流側の噴射ノズルの間隔よりも下流側の噴射ノズルの間隔が大きくなるように構成した装置を用いて、現像液の供給を行う方法。下流側の噴射ノズルの間隔が広くなるので、下流側の処理液の供給量が小さくなる。
　上記搬送方向の噴射ノズルの間隔を、上流側から下流側に段階的に大きくなるようにすると、更に精密に現像液の供給量を制御することができる。
（６）上記（１）～（５）の方法を適宜組み合わせる方法。
　尚、処理液供給装置からの基板への現像液の供給は、基板１が傾斜姿勢で静止した状態で行ってもよいし、基板を傾斜方向と直交する方向で基板と平行な方向に搬送しながら、噴射ノズルから現像液を基板表面に連続的に供給してもよい。
　本発明の基板処理方法は、液晶表示装置のカラーフィルタ基板のポジ型レジストを用いた凹凸パターンの形成の際の現像処理に最適に用いることができる。上記凹凸パターンは、液晶の配向制御に用いられるリブと呼ばれる突起物、カラーフィルタ基板と対向基板との間隔を均一に保持するために用いられるフォトスペーサ（ＰＳ）等である。これらの凹凸パターンは、現像液による現像処理の条件により、線幅が影響を受けやすく、面内でバラツキが発生し易い。本発明基板明処理方法を用いることで、傾斜方向の上下で均一な現像処理を行うことができ、面内均一性に優れた凹凸パターンを形成することが可能である。凹凸パターンの線幅は、液晶表示装置の表示品質に大きな影響を与えるので、凹凸パターンの現像処理を面内で均一に行うことにより、液晶表示装置では均一な画像の表示を行うことができ表示品質が向上する。
　また本発明の基板処理方法は、上記以外に各種の基板処理に利用することができる。本発明の基板処理方法は例えば、処理液としてエッチング液を用いた各種の基板のエッチング処理、或いはネガレジスト膜を形成した基板の現像処理等にも用いることができる。
　以下、上記の基板処理方法の具体的な実施例について説明する。下記の実施例１～５で用いた処理液供給装置は、基板の傾斜角度αを５°とし、噴射ノズルとして図４（ａ）、（ｂ）に示すフラットスプレー型のシャワーノズルを用いた。シャワーノズルのスプレー角度は、実施例２を除いて、全てのスプレー角度を６０°の同一角度とした。またシャフトを１３本配置し、シャフト同士の間隔は、実施例３を除いて、間隔１５０ｍｍの等間隔とした。またシャフトの長手方向（基板搬送方向）に噴射ノズルを２０個配置し、各噴射ノズル同士の間隔は、実施例４を除いて、間隔１００ｍｍの等間隔とした。また噴射ノズルは、傾斜面上下方向に隣接するノズルから噴射された現像液がオーバーラップしないように、各シャワーノズルのインパクト面が重ならないように配置した。図７～図１１は、それぞれ実施例１～７の基板処理方法のインパクト面のノズルパターンを示す平面図である。尚、図１～７において、図中左右方向が基板搬送方向であり、図中上下方向が基板傾斜面の上下方向である。
　図７は実施例１の基板処理方法のインパクト面のノズルパターンを示す平面図である。実施例１は、処理液供給装置の噴射ノズルの配置が、上流側と下流側の間隔を一定とし、各シャフトの長手方向（搬送方向）の噴射ノズルの間隔を一定とし、噴射ノズルの噴射角度も一定とした。図７のインパクト面のノズルパターンに示すように、この噴射ノズルの配置によると、現像液のインパクト面は、面内の上流側から下流側、及びシャフトの長手方向の両側で一様になり、面内全体で均一となる。そして基板表面の処理を行う際に、各噴射ノズルの流量又は圧力が、上流側に対し下流側が段階的に小さくなるようにして、基板の現像処理を行う。上流側に対し下流側の現像液の供給量を小さくすることができる。
　図８は実施例２の基板処理方法のインパクト面のノズルパターンを示す平面図である。実施例２は、処理液供給装置の、基板傾斜面方向上下の複数のシャフトの間隔を下方が段階的に大きくなるようにした。また、噴射ノズルのフラットスプレー型シャワーノズルの捩れ角度を、上流側に対し下流側が段階的に小さくなるようにし、さらに、各噴射ノズルの流量は一定とし、上流側に対し下流側が段階的にスプレー角度が大きくなるようにした。実施例２は、図８のインパクト面のノズルパターンに示す形状に、現像液が基板表面に噴射される。
　図９は実施例３の基板処理方法のインパクト面のノズルパターンを示す平面図である。実施例３は、処理液供給装置の、噴射ノズルの基板傾斜方向間隔を上流側に対し下流側が段階的に大きくなるようにした。また、また噴射ノズルのノズル角度（揺動角度）を下流側が大きくなるように段階的に変化させた。基板の長手方向（搬送項項）の噴射ノズルの間隔、各噴射ノズルのスプレー角度、流量は一定にした。実施例３は、図９のインパクト面のノズルパターンに示す形状に、現像液が基板表面に噴射される。基板傾斜方向の噴射ノズルの間隔が上流側に対し下流側が段階的に大きくなっており、噴射ノズルの揺動角度が上流側に対し下流側が段階的に大きくなっているので、上流側に対し下流側の現像液の供給量と供給圧が段階的に小さくなる。
　図１０は実施例４の基板処理方法のインパクト面のノズルパターンを示す平面図である。実施例４は、噴射ノズルの基板搬送方向の間隔が、上流側に対し下流側が段階的に大きくなるようにした。各シャフトの間隔、噴射ノズルのスプレー角度、噴射ノズルの流量等は一定である。実施例４は、図１０のインパクト面のノズルパターンに示す形状に、現像液が基板表面に噴射される。噴射ノズルの基板搬送方向の間隔が、上流側に対し下流側が段階的に大きくなるので、上流側に対し下流側の現像液の供給量が段階的に小さくなる。
　図１１は実施例５の基板処理方法のインパクト面のノズルパターンを示す平面図である。図１２は実施例５で用いた基板処理装置の噴射ノズルの配置を示し、基板傾斜方向の断面図である。実施例５は、噴射ノズルの間隔（傾斜方向及び搬送方向）、スプレー角度、噴射ノズルの流量等を一定とした。実施例５は、図１１のインパクト面のノズルパターンに示す形状に、現像液が基板表面に噴射される。すなわち実施例５では、図１１に示すように、インパクト面は基板の傾斜方向及び搬送方向で全て同じノズルパターンになる。実施例５は、図１２に示すように、噴射ノズル先端と基板表面の距離を、上流側に対し下流側が段階的に大きくなるようにした。噴射ノズルと基板との距離が上流側から下流側に段階的に大きくなっているので、上流側に対し下流側の基板に直接供給される現像液の供給圧が段階的に小さくなる。
　以上、本発明に係る基板処理装置及び基板処理装置の実施例について説明したが、本発明はこうした実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施できるものである。

Claims (20)

  1. 　基板を傾斜姿勢で保持するための基板支持手段と、
    　前記基板の表面に処理液を供給するための噴射ノズルが前記傾斜方向に複数配置されている処理液供給手段を有し、
    　前記基板保持手段に保持された傾斜姿勢の基板の表面に複数の噴射ノズルから処理液を供給し、傾斜方向上方を上流側とし下方を下流側として処理液を流下させて基板の表面に所定の処理を施すための基板処理装置において、
    　前記処理液供給手段が、前記噴射ノズルから前記基板に直接供給される処理液の供給量又は／及び供給圧が、上流側に対し下流側が小さくなることを特徴とする基板処理装置。
  2. 　前記処理液供給手段は、前記複数の噴射ノズルから前記基板に直接供給される処理液の供給量又は／及び供給圧が、上流側に対し下流側が段階的に小さくなることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
  3. 　前記処理液供給手段は、前記複数の噴射ノズルの間隔が、上流側よりも下流側が大きくなることを特徴とする請求項１又は２記載の基板処理装置。
  4. 　前記処理液供給手段は、前記複数の噴射ノズルから供給される処理液の供給量が、上流側よりも下流側が小さくなることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  5. 　前記処理液供給手段は、前記複数の噴射ノズルの先端と基板との距離が、上流側よりも下流側が大きくなることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  6. 　前記基板の傾斜方向と直交し該基板表面と平行な方向に、該基板を搬送するための基板搬送手段を備えることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  7. 　前記処理液供給手段は、前記噴射ノズルの傾斜方向の噴射角度が可変であり、噴射ノズルが傾斜方向の上下に揺動することを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  8. 　前記噴射ノズルの揺動角度が、上流側よりも下流側が大きくなることを特徴とする請求項７記載の基板処理装置。
  9. 　前記処理液供給手段は、噴射ノズルが基板の傾斜方向と交差する方向に所定の間隔で配置されていることを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  10. 　前記基板の傾斜方向と交差する方向に配置されている噴射ノズルの間隔が、上流側よりも下流側が大きいことを特徴とする請求項９記載の基板処理装置。
  11. 　前記基板の傾斜方向と交差する方向に配置されている噴射ノズルの間隔が、上流側に対し下流側が段階的に大きくなることを特徴とする請求項１０記載の基板処理装置。
  12. 　基板を傾斜姿勢で保持した状態で、前記基板の傾斜方向に複数配置されている噴射ノズルから前記基板の表面に処理液を供給し、傾斜方向上方を上流側とし下方を下流側として前記処理液を流下させて前記基板の表面に所定の処理を施す基板処理方法において、
    　前記噴射ノズルから前記基板に直接供給される処理液の供給量又は／及び供給圧が、上流側に対し下流側が小さくなるように、前記処理液を前記基板表面に供給することを特徴とする基板処理方法。
  13. 　前記基板に直接供給される処理液の供給量又は／及び供給圧が、上流側に対し下流側が段階的に小さくなるように、前記処理液を供給することを特徴とする請求項１２記載の基板処理方法。
  14. 　前記噴射ノズルからの吐出量又は吐出圧が、上流側に対し下流側が小さくなるように、前記処理液を供給することを特徴とする請求項１２又は１３記載の基板処理方法。
  15. 　前記噴射ノズルの先端と前記基板表面の距離が、上流側に対し下流側が大きくなるように、前記処理液を供給することを特徴とする請求項１２～１４のいずれか１項に記載の基板処理方法。
  16. 　前記基板の傾斜姿勢を保持した状態で前記基板の傾斜方向と直交し前記基板と平行な方向に搬送しながら、前記処理液を供給することを特徴とする請求項１２～１５のいずれか１項に記載の基板処理方法。
  17. 　前記基板に対する前記噴射ノズルの角度を変えながら、前記処理液を供給することを特徴とする請求項１２～１６のいずれか１項に記載の基板処理方法。
  18. 　前記基板に対する前記噴射ノズルの角度が、前記上流側よりも前記下流側が大きくなるように、前記処理液を供給することを特徴とする請求項１７記載の基板処理方法。
  19. 　前記噴射ノズルが前記基板の傾斜方向と交差する方向に所定の間隔で配置され、前記所定の間隔が上流側よりも下流側が大きくなるように、前記処理液を供給することを特徴とする請求項１２～１８のいずれか１項に記載の基板処理方法。
  20. 　液晶表示装置のカラーフィルタ基板製造の際の凹凸パターンの現像処理に用いることを特徴とする請求項１２～１９のいずれか１項に記載の基板処理方法。
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