基板の乾燥方法及びそれを用いた画像表示装置の製造方法
【課題】基板の端部領域におけるレジスト表面難溶化層の剥離及び再付着で生じるスジ状欠陥の発生を抑制する。
【解決手段】基板１の板厚中心に位置する中央面を含む仮想平面１ｂより上方に位置する上方吹き出し部２ａから、基板を乾燥させるための第１の気流４を基板に向けて斜め下向きに供給し、かつ仮想平面より下方に位置する下方吹き出し部２ｂから、基板を乾燥させるための第２の気流５を基板に向けて斜め上向きに供給しながら、基板が上方吹き出し部と下方吹き出し部との間を、端部領域を基板先頭部として通過するように、上方及び下方吹き出し部と、基板と、を相対移動させる。第２の気流の仮想平面と垂直な上向きの速度成分が、第１の気流の仮想平面と垂直な下向きの速度成分より小さくなるように第１及び第２の気流を制御する。
【解決手段】基板１の板厚中心に位置する中央面を含む仮想平面１ｂより上方に位置する上方吹き出し部２ａから、基板を乾燥させるための第１の気流４を基板に向けて斜め下向きに供給し、かつ仮想平面より下方に位置する下方吹き出し部２ｂから、基板を乾燥させるための第２の気流５を基板に向けて斜め上向きに供給しながら、基板が上方吹き出し部と下方吹き出し部との間を、端部領域を基板先頭部として通過するように、上方及び下方吹き出し部と、基板と、を相対移動させる。第２の気流の仮想平面と垂直な上向きの速度成分が、第１の気流の仮想平面と垂直な下向きの速度成分より小さくなるように第１及び第２の気流を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に気体を吹き付けることによって基板を乾燥させる方法及び画像表示装置の製造方法に関し、特にエアナイフを用いた基板の乾燥方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネルディスプレイなどの画像表示装置では、ガラス基板上の回路パターン等はレジスト膜によって形成される。レジスト膜の形成後は現像等の薬液処理を行い、薬液処理の後には洗浄水（純水）を用いて基板を洗浄し、その後基板を乾燥させることが必要である。
【０００３】
基板の薬液処理から洗浄、乾燥までの一連の処理は通常、一つのチャンバ内で、ローラーコンベアなどの移動手段によって基板を移動しながら行われる。
【０００４】
基板の乾燥にはエアナイフを用いるのが一般的である。エアナイフによって基板の上面及び下面に同時に乾燥エアを吹きつけ、それによって洗浄水が基板の表面から吹き飛ばされ、除去される。エアナイフは上下一対となっており、エアナイフの配置及びエア流量は厳密に上下対称とすることが一般的である（特許文献１）。上記の一連の処理において、基板はレジストパターンの形成された面が上面となるよう配置される。
【０００５】
基板を乾燥する際に、基板の上面に吹き付ける乾燥エアが強すぎると、レジストパターンの破壊が生じることが知られている（特許文献２，３）。特許文献２には、レジストパターンの破壊を防止するため、乾燥エアを吹き付けた後に温風を吹き付け、仕上げ乾燥を行う技術が開示されている。特許文献３には、ノズル形状の工夫により少量のエアで基板を乾燥させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１３３２１７号公報
【特許文献２】特開２００７−１４９９８７号公報
【特許文献３】特開２００７−１４４３１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したレジストパターンの破壊現象について、図面を用いて説明する。図１０は、エアナイフを用いて基板に乾燥エアを吹き付けた際に生じるレジストパターンの破壊の様子を模式的に示している。同図（ａ）は、基板の上方から見た基板の平面図であり、同図（ｂ）は横方向から見た基板の側方図である。エアナイフから供給されるエアと同じ方向にレジスト表面難溶化層９の剥離が発生し、剥離部９ａがレジストパターン８の上に付着してスジ状欠陥１０となっている。レジスト表面難溶化層９とは未露光のレジスト表面がＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）水溶液などの現像液に触れることによって、樹脂と感光剤がアゾカップリング反応を起こし、ＴＭＡＨ水溶液に不溶となったもののことである。レジスト表面難溶化層９は一般にレジスト９ｂの表面から５０〜２００ｎｍの厚さで形成されることが知られている。
【０００８】
スジ状欠陥１０は、基板がエアナイフを通過する際に、基板の端部領域３に限って発生することが分かっている。ここで基板の端部領域３は、基板上面（レジストパターンが形成された面）の先頭側の端部２１から測って１０〜２０ｍｍ程度の範囲をいう。端部領域３内に有効パターン領域２２が存在している場合、有効パターン領域２２にこのような欠陥が発生すると、歩留まり低下の原因となる。ここで有効パターン領域２２とは基板表面にレジスト膜が一定の厚さで形成され、パターン形成が可能な領域のことであり、一般的に基板の端部から一定の距離以上内側にある領域を指す。有効パターン領域２２の外側でレジスト膜の厚さが一定とならない理由は、スピンコート法では、レジスト塗布時の基板端での表面張力の影響が挙げられ、スリットコート法では塗布開始時と塗布終了時のポンプ動作の不安定性が挙げられる。
【０００９】
スジ状欠陥は、端部領域３がエアナイフで乾燥されるときに洗浄液のミストが発生し、そのミストが乾燥エアに流されて基板表面に衝突することにより生じる。特許文献２，３に記載の方法では、基板の端部領域３でのレジスト表面難溶化層９の剥離とレジストパターン８への再付着を防止することが難しく、上記課題の解決を図ることは困難である。
【００１０】
本発明は、基板の端部領域におけるレジスト表面難溶化層が気体を吹き付けられて剥離し、再付着することで生じるスジ状欠陥の発生を抑制可能な基板の乾燥装方法及び画像表示装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の基板の乾燥方法は、基板の上面に当該上面の端部領域を含めてレジストが塗布され、レジストの表面にレジスト表面難溶化層が形成され、その後洗浄された基板を、基板に気体を吹き付けることによって乾燥させる方法である。本方法は、基板の板厚中心に位置する中央面を含む仮想平面より上方に位置する上方吹き出し部から、基板を乾燥させるための第１の気流を基板に向けて斜め下向きに供給し、かつ仮想平面より下方に位置する下方吹き出し部から、基板を乾燥させるための第２の気流を基板に向けて斜め上向きに供給しながら、基板が上方吹き出し部と下方吹き出し部との間を、端部領域を基板先頭部として通過するように、上方及び下方吹き出し部と、基板と、を相対移動させることと、第２の気流の仮想平面と垂直な上向きの速度成分が、第１の気流の仮想平面と垂直な下向きの速度成分より小さくなるように第１及び第２の気流を制御することと、を含んでいる。
【００１２】
基板を乾燥するときには、洗浄の際に用いられた洗浄液のミストが発生する。第１及び第２の気流は、第２の気流の仮想平面と垂直な上向きの速度成分が、第１の気流の仮想平面と垂直な下向きの速度成分より小さくなるように制御されるため、ミストが基板の上面に向かうことが抑制される。これによって、合成気流に乗って基板上面の端部領域に衝突するミストが減少し、有効パターン領域でのスジ状欠陥の発生を抑えることができる。
【００１３】
本発明の他の実施態様では、上方吹き出し部における第１の気流の方向と仮想平面とがなす第１の挟角が、下方吹き出し部における第２の気流の方向と仮想平面とがなす第２の挟角より大きくなるように第１及び第２の気流が制御される。
【００１４】
本発明の画像表示装置の製造方法は、上述の基板の乾燥方法に従いレジストが形成された基板を乾燥させ、基板上のレジストをエッチングして配線パターンを形成し、配線パターンに画像表示用素子を組み合わせることを含んでいる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、基板の端部領域におけるレジスト表面難溶化層が気体を吹き付けられて剥離し、再付着することで生じるスジ状欠陥の発生を抑制可能な基板の乾燥方法及び画像表示装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】レジスト現像装置の構成を示す概念図である。
【図２】エアナイフの配置を示す平面図及び側方図である。
【図３】エアナイフからの乾燥エアの吹き出し速度を上下非対称にしたときの気流の状態を示す図である。
【図４】下側エアナイフからの乾燥エアの吹き出し速度を変えたときの欠陥長さを示すグラフである。
【図５】エアナイフと仮想平面がなす挟角を上下非対称にしたときの気流の状態を示す図である。
【図６】第２の挟角を変えたときの欠陥長さを示すグラフである。
【図７】上側エアナイフからの乾燥エアの吹き出し速度及び基板の搬送速度を変えたときの欠陥長さを示すグラフである。
【図８】画像表示装置のマトリックス配線構造を示す図である。
【図９】従来例のエアナイフから供給される乾燥エアによる気流の状態を示す図である。
【図１０】レジスト膜面に発生するスジ状欠陥の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下図面を参照して、本発明の基板の乾燥方法の実施形態について説明する。本発明の対象となる基板はどのような用途のものでも構わないが、一例として、平面型画像表示装置用の、電子放出素子が形成されるガラス基板が挙げられる。基板のパターンの形成される面にはその全面に、パターン形成用のレジストが塗布される。レジストは基板の端部に沿った帯状領域である端部領域にも塗布されるが、端部領域は膜厚が安定していないためパターン形成領域としては使用されない。端部から端部と直交する向きに測った端部領域の幅は、例えば１０〜２０ｍｍ程度である。基板に塗布されるレジストはノボラック系樹脂を主成分とするポジレジストであることが望ましく、レジストの塗布膜厚は３μｍ以下とすることが望ましい。レジストが塗布された基板の面はその後の工程で上向きに維持される。このため、レジストの塗布された面が基板の上面となる。
【００１８】
レジストの塗布された基板は、露光機を用いて所定のパターンで露光される。露光された基板はレジスト現像装置に搬入され、現像、洗浄、乾燥の各工程を受ける。図１は、レジスト現像装置の構成を示す概念図で、同図（ａ）が側方図、同図（ｂ）がエアナイフ乾燥槽の部分拡大図である。レジスト現像装置１１は、現像処理槽１２と、洗浄槽１３と、基板を乾燥するエアナイフ乾燥槽１４と、を備えている。基板１はレジスト現像装置１１の各槽１２〜１４を、コンベア１５によって搬送方向Ｄの方向に搬送されながら、これらの処理を受ける。すなわち、現像処理槽１２ではアルカリ液によってレジストが現像され、レジスト表面難溶化層が形成される。洗浄槽１３では基板１に残った薬液（現像液）が純水で洗い流される。エアナイフ乾燥槽１４では、エアナイフによって基板１に乾燥エアが吹き付けられ、純水が吹き飛ばされて、基板１が乾燥させられる。搬送方向Ｄは通常は水平方向に一致する。
【００１９】
図１（ｂ）に示すように、エアナイフ乾燥槽１４の下流側にはＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air）フィルタ１６が設けられ、エアナイフ乾燥槽１４の入口付近には排気口１７が設けられている。従って、エアナイフ乾燥槽１４内には下流側から上流側に向けて、ＨＥＰＡフィルタでろ過された清浄な空気が流されており、かつ下流側（ＨＥＰＡフィルタ側）の圧力が高くされている。これによって乾燥エアで吹き飛ばされた純水のミストが乾燥後の基板１に再付着することが防止される。
【００２０】
図２にエアナイフの配置を示す。同図（ａ）が平面図、同図（ｂ），（ｃ）が側方図である。図３は気流の状態を示す図である。エアナイフ２は上側エアナイフ２ａと下側エアナイフ２ｂからなる一対のエアナイフである。エアナイフ２は、圧縮空気を内部のチャンバに充填し、充填された圧縮空気を細長い隙間から吐出するもので、本発明に好適に用いることができる。基板１の板厚中心に位置する面を中央面１ａとし、中央面１ａを含む平面を仮想平面１ｂと定義する。上側エアナイフ２ａは仮想平面１ｂより上方に位置する上方吹き出し部を構成しており、基板１を乾燥させるための第１の気流４を基板１に向けて斜め下向きに供給する。下側エアナイフ２ｂは仮想平面１ｂより下方に位置する下方吹き出し部を構成しており、基板１を乾燥させるための第２の気流５を基板１に向けて斜め上向きに供給する。
【００２１】
図２（ｂ）に示すように、上側エアナイフ２ａと下側エアナイフ２ｂは仮想平面１ｂに関し上下対称に配置されている。すなわち、上側エアナイフ２ａと下側エアナイフ２ｂは各々、基板１の上面１ｄと下面１ｅから等距離の位置に配置されている。また上側エアナイフ２ａから供給される第１の気流４の方向と仮想平面１ｂとがなす挟角（以下、第１の挟角θ１という）と、下側エアナイフ２ｂから供給される第２の気流５の方向と仮想平面１ｂとがなす挟角（以下、第２の挟角θ２という）は、互いに等しい。
【００２２】
エアナイフ２は基板１の搬送方向Ｄと直交する向きに対して傾いて配置されている。気流の供給手段はエアナイフ２に限定されず、多数の孔（ノズル）が設けられた管などであっても構わない。乾燥用の気体としては乾燥エアが用いられるが、基板１を乾燥することができれば、乾燥エアに限定されない。
【００２３】
基板１はコンベア１５を移動手段として搬送されながら、上側エアナイフ２ａと下側エアナイフ２ｂとの間を、端部領域３を先頭として通過する。図１の例では、基板１が左から右に移動しているが、エアナイフ２に移動手段を設けて右から左に移動するようにしてもよい。基板１と上側及び下側エアナイフ２ａ，２ｂとが互いに対して相対移動可能であれば、どのような移動方法を用いてもよく、基板１とエアナイフ２の双方を同時に動かすことも可能である。
【００２４】
図３を参照すると、第１及び第２の気流４，５は各々斜め下方向及び斜め上方向に吹き出されるため、これらの気流４，５を隔てる障害物がない場合は、途中で合流して合成気流６を形成する。従って、基板先頭部１ｆが第１及び第２の気流４，５の合流点１８に達していないときは合成気流６が形成され、基板先頭部１ｆが合流点１８に差し掛かると合成気流６の形成が妨げられる。基板先頭部１ｆが合流点１８を通過すると、第１の気流４と第２の気流５は基板１によって隔てられて、各々基板１の上面１ｄと下面１ｅに吹き付けられる。本発明では、基板先頭部１ｆが第１の気流４と第２の気流５の合流点１８の近傍に達したときに、基板先頭部１ｆの近傍で合成気流６が仮想平面１ｂと垂直でかつ上向きの速度成分を持たないように、第１及び第２の気流４，５が制御される。
【００２５】
この条件を実現するため、本実施形態では第２の気流５の仮想平面１ｂと垂直な上向きの速度成分ＶＵが、第１の気流４の仮想平面１ｂと垂直な下向きの速度成分ＶＤより小さくされている。本実施形態では第１の挟角θ１と、第２の挟角θ２が等しいため、第２の気流５の吹き出し流速Ｖ２を第１の気流４の吹き出し流速Ｖ１よりも小さくすることで、この条件が満たされる。この結果、基板先頭部１ｆの端部領域３に向かう合成気流６の向きが、仮想平面１ｂと平行な方向ではなく、上側から下側に向かう方向に傾くように制御される。
【００２６】
従来例では、図９に示すように上下のエアナイフ配置並びに第１及び第２の気流４，５の向きが仮想平面１ｂに関して線対称となっており、かつ第１及び第２の気流４，５の速度も等しいため、合成気流６の向きが仮想平面１ｂと平行となる。このため、基板先頭部１ｆで分かれて基板上面１ｄに向かう気流と基板下面１ｅに向かう気流とがほぼ同じ風量となり、基板先頭部１ｆの近傍を乾燥するときに発生する洗浄液のミストのおよそ半分が基板１の上側へ向かう。このミストが基板１の上側の乾燥エアに乗って基板１の上面１ｄに衝突し、スジ状欠陥を引き起こしていた。
【００２７】
これに対し本実施形態では、図３に示すように上側エアナイフ２ａから第１の気流４が、下側エアナイフ２ｂから第２の気流５が供給され、第１の気流４と第２の気流５が合流して合成気流６が形成される。基板先頭部１ｆが第１の気流４と第２の気流５の合流点１８に達すると、合成気流６は基板先頭部１ｆで、基板１の上側に向かう気流７と下側に向かう気流８とに分かれる。第１の気流４の吹き出し流速Ｖ１より第２の気流５の吹き出し流速Ｖ２が小さいため、合成気流６は仮想平面１ｂに平行な方向ではなく、上側から下側へ向かう方向に傾く。この結果、気流８と比べて気流７の風量が小さくなり、基板先頭部１ｆの近傍を乾燥するときに発生する洗浄液のミストが基板１の上面１ｄに向かいにくくなる。
【００２８】
図４は、第１の気流４の吹き出し流速Ｖ１を１５０ｍ／秒に固定し、第２の気流５の吹き出し流速Ｖ２を変化させたときのスジ状欠陥の長さを示している。Ｖ２＝１５０ｍ／秒（黒四角で示したポイント）は従来技術に相当する。Ｖ２をＶ１に対して小さくしていくとスジ状欠陥の長さが短くなり、特にＶ１／Ｖ２が１．３になるとスジ状欠陥の長さが大きく縮小する。スジ状欠陥の長さが短くなると、欠陥自体が軽微なものになるだけでなく、剥離したレジスト表面難溶化層９が端部領域３内でとどまる可能性が増え、有効パターン領域に進入しにくくなる。一方Ｖ２が小さいと、基板１の下面に供給される気流が不足するため、基板１の下面が乾きにくくなる。以上より、Ｖ１とＶ２の比Ｖ１／Ｖ２は、１．３以上２．０以下であるのが望ましい。Ｖ１／Ｖ２がこの範囲にあれば、基板１の両面を十分に乾燥させ、かつスジ状欠陥の長さを十分に短く抑えることが可能となる。
【００２９】
上記の条件を実現するために、第１の挟角θ１を第２の挟角θ２より大きくすることも可能である。これによっても、合成気流６の向きを仮想平面１ｂと平行ではなく、上側から下側に向かう方向に傾くように制御することができる。図５を参照すると、図３と同様に第１の気流４と第２の気流５が合流してできる合成気流６が基板先頭部１ｆへ向かい、基板先頭部１ｆにおいて、基板上面１ｄに向かう気流７と基板下面１ｅに向かう気流８とに分かれている。ここでは、第１の気流４の吹き出し速度と第２の気流５吹き出し速度は等しいとする。第１の気流４の仮想平面１ｂに垂直な成分より第２の気流５の仮想に垂直な成分が小さいため、合成気流６は仮想平面１ｂに平行な方向ではなく、上側から下側へ向かう方向に傾く。この結果、基板先頭部１ｆで分岐して基板１の上側へ向かう気流７の風量が相対的に小さくなり、基板先頭部１ｆの近傍を乾燥するときに発生する洗浄液のミストが基板１の上面１ｄに向かいにくくなる。なお、第１の挟角θ１を第２の挟角θ２より大きくするとともに、第１の気流４の吹き出し流速Ｖ１より第２の気流５の吹き出し流速Ｖ２を小さくすることも可能である。
【００３０】
図６は第１の挟角θ１を６０°に固定し、第２の挟角θ２を変えたときのスジ状欠陥の長さを示している。θ２＝６０°（黒四角で示したポイント）は従来技術に相当する。第２の挟角θ２が第１の挟角θ１よりも小さいとスジ状欠陥の長さが短くなり、θ２が４５°まで小さくなるとスジ状欠陥の長さが大きく縮小する。一方θ２が小さいと、基板１の下面に供給される気流が不足するため、基板１の下面が乾きにくくなる。以上より、第２の挟角θ２は４０°以上４５°以下の範囲が望ましい。θ２がこの範囲にあれば、基板１の両面を十分に乾燥させ、かつスジ状欠陥の長さを十分に短く抑えることが可能となる。
【００３１】
上述のように、基板１はレジスト塗布、露光、現像、洗浄、乾燥等の工程を順次受け、さらにその後もポストベーク、エッチングなどの様々な処理を受ける。従って、これらの工程を効率的に行うためには、各工程に要する時間（タクトタイム）をあらかじめ定め、その時間内で各工程を終了させることが望ましい。乾燥工程の際は、基板１はレジスト現像装置１１内を、このタクトタイムを満足するようにあらかじめ定められた値より大きい搬送速度（エアナイフとの相対速度）で搬送される。タクトタイムが短く設定された場合、基板１の搬送速度を増加する必要があるが、搬送速度が大きいと乾燥むらないし水滴残りが生じやすくなる。搬送速度が速いと、図７（ａ）に示すように、スジ状欠陥が長くなる傾向がある。以上より、タクトタイムの上限（搬送速度の下限）は、乾燥工程を含む基板の処理工程全体から規定される、基板乾燥工程のタクトタイムに収めるように選ぶことが望ましい。またタクトタイムの下限（搬送速度の上限）は、基板が上側エアナイフ２ａと下側エアナイフ２ｂとの間を完全に通過したときに、基板の表面に水滴が残存することなく基板１が完全に乾燥するように選ぶことが望ましい。以上を考慮すると、基板の搬送速度は１．４〜１．９ｍ／分程度が好ましい範囲である。
【００３２】
第１の気流４の吹き出し流速Ｖ１は任意に設定することができるが、Ｖ１が大きいと、図７（ｂ）に示すように、スジ状欠陥が長くなる傾向がある。一方、Ｖ１が小さいと、洗浄液のミストを吹き飛ばす力が弱くなり、基板上面１ｄに水滴が残存しやすくなる。第１の気流４の吹き出し流速Ｖ１は１３５ｍ／秒以上１６５ｍ／秒以下の範囲とすることが好ましい。
【実施例１】
【００３３】
以下、具体的な実施例により、本発明を説明する。基板１として、旭硝子製ガラス基板１ＰＤ２００（商品名）を用いた。基板１の形状は長辺長さ１３３０ｍｍ、短辺長さ７９４ｍｍの長方形であり、厚さ１．８ｍｍである。ポジレジストとして、東京応化工業製ポジレジストＴＦＲ１２５０ＰＭ（商品名）を用いた。ポジレジストの粘度は０．０１３Ｐａ・ｓ、固形分濃度は２３％であった。基板１を純水により洗浄し乾燥した後、ポジレジストをスリットコート法により塗布膜厚１３μｍで塗布した。塗布された基板１を真空チャンバにて１３Ｐａまで減圧し乾燥させ、ホットプレート上で１１６℃に加熱して１０分間乾燥させた。乾燥後の塗布膜厚は３μｍであった。
【００３４】
次に、薬液（現像液）として２．３８重量％、温度２３℃のＴＭＡＨ水溶液を用いて、乾燥させた基板１に対して現像処理を行った。図１（ａ）に示す現像処理槽１２内において、乾燥された基板１の上側表面に、ＴＭＡＨ水溶液を圧力０．１５ＭＰａのフルコーン形状シャワーにて３分間噴霧した。基板１及びシャワーノズルを揺動させて、シャワーの打力が基板表面全体にわたって均一にかかるようにした。
【００３５】
現像処理された基板１に対して、純水による水洗処理を行った。図１（ａ）に示す洗浄槽１３内において、現像処理された基板１の上面１ｄ及び下面１ｅに、純水を圧力０．０５ＭＰａのフルコーン形状シャワーにて１分間噴霧した。
【００３６】
次に、上下一対のエアナイフ２を用いて、水洗処理された基板１に対して乾燥処理を行った。図１（ａ）に示すエアナイフ乾燥槽１４において、水洗処理された基板１の上面１ｄ及び下面１ｅに乾燥エアを供給し、純水を吹き飛ばして基板１を乾燥させた。
【００３７】
上下一対のエアナイフ２のエア噴出口形状は長さ９００ｍｍ、幅０．１ｍｍとした。上側エアナイフ２ａから供給されるエア流量は８００ＮＬ／ｍｉｎであり（１ＮＬは０℃、大気圧で１Ｌに相当する容積）、上側エアナイフ２ａから供給される気流の速度Ｖ１は１５０ｍ／秒であった。下側エアナイフ２ｂから供給されるエア流量は５００ＮＬ／ｍｉｎであり、下側エアナイフ２ｂから供給される気流の速度Ｖ２は９５ｍ／秒であった。図２（ａ）において、仮想平面１ｂと平行な面内において基板１の搬送方向Ｄに直交する方向とエアナイフ２がなす角度を２０°とした。図２（ｂ）に示すように、基板１が上側エアナイフ２ａと下側エアナイフ２ｂの間を通過する時の基板１とエアナイフ２の距離を３ｍｍ、上側及び下側エアナイフ２ａ，２ｂのエア噴出方向と仮想平面１ｂとがなす第１及び第２の挟角θ１，θ２は６０°とした。基板１の搬送速度は１．６ｍ／ｍｉｎとした。本実施例においては、レジスト塗布膜厚が安定する領域である有効パターン領域は、基板１の端部から１０ｍｍ以上離れた領域とした。
【００３８】
上下一対のエアナイフ２から供給される乾燥エアによる合成気流６は、図３のようになる。基板先頭部１ｆに向かう合成気流６の速度ベクトルは仮想平面１ｂに対して平行ではなく、上側から下側に向かう方向に傾く。このため、基板先頭部１ｆに衝突後、基板１の上側へ向かう気流７は、上側及び下側のエアナイフ２ａ，２ｂから供給されるエア流量が等しい場合と比べて減少する。これにより、基板先頭部１ｆから基板１の上側の乾燥エアに乗って基板表面に衝突する洗浄液のミストが減少し、スジ状欠陥の長さを５ｍｍとすることができた。これは端部領域３の幅（１０ｍｍ）より小さい値であり、有効パターン領域でのスジ状欠陥の発生を抑えることができた。
【実施例２】
【００３９】
実施例２では、エアナイフ２と仮想平面のなす挟角を上下非対称として、基板先頭部１ｆに向かう合成気流６が仮想平面に対して平行ではなく上側から下側に向かう方向に傾くように制御した。基板、塗布材料、塗布方法、現像液、現像方法、洗浄液、リンス方法については実施例１と同様である。
【００４０】
水洗処理された基板１に対して乾燥処理を行うために上下一対のエアナイフ２ａ，２ｂを用いた。図１（ａ）に示すレジスト現像装置１１のエアナイフ乾燥槽１４において、水洗処理された基板１の上面１ｄ及び下面１ｅに乾燥エアを供給し、純水を吹き飛ばし乾燥させた。
【００４１】
上下一対のエアナイフ２ａ，２ｂのエア噴出口形状は長さ９００ｍｍ、幅０．１ｍｍとし、上下一対のエアナイフ２ａ，２ｂから供給されるエア流量は上下とも８００ＮＬ／ｍｉｎとした。図２（ｃ）に示すように、水洗された基板１が上側エアナイフ２ａと下側エアナイフ２ｂを通過する時の基板１とエアナイフの距離は３ｍｍとした。図２（ｃ）に示すように、上側エアナイフ２ａのエア噴出方向と仮想平面１ｂとがなす第１の挟角θ１を６０°、下側エアナイフ２ｂのエア噴出方向と仮想平面１ｂとがなす第２の挟角θ２を４５°とした。基板１の搬送速度は１．６ｍ／ｍｉｎとした。本実施例においては、レジスト塗布膜厚が安定する領域である有効パターン領域は、基板１の端部から１０ｍｍ以上離れた領域とした。
【００４２】
上下一対のエアナイフ２ａ，２ｂから供給されるエアによる合成気流６は、図５のようになる。基板先頭部１ｆに向かう合成気流６ベクトル６は仮想平面１ｂに対して平行ではなく、上側から下側に向かう方向に傾く。このため、基板先頭部１ｆに衝突後、基板１の上側へ向かう気流７は、上下のエアナイフが仮想平面１ｂとなす挟角θ１，θ２が等しい場合と比べて減少する。これにより、基板先頭部１ｆから基板１の上側の乾燥エアに乗って基板表面に衝突する洗浄液のミストが減少し、スジ状欠陥の長さを１０ｍｍとすることができた。これは端部領域３の幅と同等の値であり、有効パターン領域でのスジ状欠陥の発生を抑えることができた。
【００４３】
なお、エアナイフのエア噴出口形状、上側エア噴出量、基板搬送速度、エアナイフと仮想平面のなす挟角は、実施例１及び２で示した値に限られるものではなく、乾燥対象の基板サイズや表面状態によって適切に変更することができる。
【実施例３】
【００４４】
実施例３として、基板１の乾燥方法を用いて画像表示装置を製造した。図８はマトリックス構造の配線を示す基板の平面図であり、同図（ａ）が全体平面図、同図（ｂ）が部分拡大図である。
【００４５】
図８（ａ）に示すように、画像表示装置の製造においてはマトリックス構造の配線１９を形成することが必要である。本実施例においては、図８（ｂ）に示すように配線を基板端から１０ｍｍ離れた場所まで形成し、配線が形成される領域を有効パターン領域とした。
【００４６】
基板１として、旭硝子製ガラス基板ＰＤ２００（商品名）を用いた。基板１の形状は長辺長さ１３３０ｍｍ、短辺長さ７９４ｍｍの長方形であり、厚さ１．８ｍｍであった。
【００４７】
基板１上に配線材料としてメタル膜を成膜した。その後、メタルが成膜された基板１にレジストを塗布した。使用する材料、塗布方法、乾燥方法は実施例１と同様とした。レジストが塗布された基板１に対し、適切なマスクを用いて露光処理を行い、レジストに潜像を形成した。マスクは基板端部から１０ｍｍ以上離れた部分にのみパターンを有しており、基板端部から１０ｍｍまでの範囲にはパターンを形成していない。露光量は７０ｍＪ／ｃｍ2とした。
【００４８】
露光された基板１に対し、現像処理及び水洗処理を行った。使用する材料、現像方法、水洗方法は実施例１と同様とした。
【００４９】
現像及び水洗処理のされた基板１を、上下一対のエアナイフ２ａ，２ｂによって乾燥させた。エアナイフの構成及び条件は実施例１と同様とした。基板端部から１０ｍｍ以上離れた部分に形成した配線パターンに、エアナイフ乾燥によるスジ状欠陥は生じなかった。
【００５０】
乾燥された基板１をホットプレート上にて１２０℃まで加熱し、５分間のポストベーク処理を行った。ポストベークされた基板１を適切な方法でエッチングし、レジストを適切な方法で剥離することにより、所望の配線パターンを形成することができた。この配線パターンに対して画像表示用素子を組み合わせて画像表示装置を構成した。
【００５１】
以上の手順により、レジストパターン形成時において有効パターン領域でのスジ状欠陥の発生を抑制し、所望の配線パターンを高品質で形成することができた。欠陥の発生が抑えられた配線パターンと画像表示用素子とを組み合わせることにより、従来と比べて高品質の画像表示装置を製造することができた。
【符号の説明】
【００５２】
１ 基板
１ｂ 仮想平面
２ エアナイフ
４ 第１の気流
５ 第２の気流
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に気体を吹き付けることによって基板を乾燥させる方法及び画像表示装置の製造方法に関し、特にエアナイフを用いた基板の乾燥方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネルディスプレイなどの画像表示装置では、ガラス基板上の回路パターン等はレジスト膜によって形成される。レジスト膜の形成後は現像等の薬液処理を行い、薬液処理の後には洗浄水（純水）を用いて基板を洗浄し、その後基板を乾燥させることが必要である。
【０００３】
基板の薬液処理から洗浄、乾燥までの一連の処理は通常、一つのチャンバ内で、ローラーコンベアなどの移動手段によって基板を移動しながら行われる。
【０００４】
基板の乾燥にはエアナイフを用いるのが一般的である。エアナイフによって基板の上面及び下面に同時に乾燥エアを吹きつけ、それによって洗浄水が基板の表面から吹き飛ばされ、除去される。エアナイフは上下一対となっており、エアナイフの配置及びエア流量は厳密に上下対称とすることが一般的である（特許文献１）。上記の一連の処理において、基板はレジストパターンの形成された面が上面となるよう配置される。
【０００５】
基板を乾燥する際に、基板の上面に吹き付ける乾燥エアが強すぎると、レジストパターンの破壊が生じることが知られている（特許文献２，３）。特許文献２には、レジストパターンの破壊を防止するため、乾燥エアを吹き付けた後に温風を吹き付け、仕上げ乾燥を行う技術が開示されている。特許文献３には、ノズル形状の工夫により少量のエアで基板を乾燥させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１３３２１７号公報
【特許文献２】特開２００７−１４９９８７号公報
【特許文献３】特開２００７−１４４３１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したレジストパターンの破壊現象について、図面を用いて説明する。図１０は、エアナイフを用いて基板に乾燥エアを吹き付けた際に生じるレジストパターンの破壊の様子を模式的に示している。同図（ａ）は、基板の上方から見た基板の平面図であり、同図（ｂ）は横方向から見た基板の側方図である。エアナイフから供給されるエアと同じ方向にレジスト表面難溶化層９の剥離が発生し、剥離部９ａがレジストパターン８の上に付着してスジ状欠陥１０となっている。レジスト表面難溶化層９とは未露光のレジスト表面がＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）水溶液などの現像液に触れることによって、樹脂と感光剤がアゾカップリング反応を起こし、ＴＭＡＨ水溶液に不溶となったもののことである。レジスト表面難溶化層９は一般にレジスト９ｂの表面から５０〜２００ｎｍの厚さで形成されることが知られている。
【０００８】
スジ状欠陥１０は、基板がエアナイフを通過する際に、基板の端部領域３に限って発生することが分かっている。ここで基板の端部領域３は、基板上面（レジストパターンが形成された面）の先頭側の端部２１から測って１０〜２０ｍｍ程度の範囲をいう。端部領域３内に有効パターン領域２２が存在している場合、有効パターン領域２２にこのような欠陥が発生すると、歩留まり低下の原因となる。ここで有効パターン領域２２とは基板表面にレジスト膜が一定の厚さで形成され、パターン形成が可能な領域のことであり、一般的に基板の端部から一定の距離以上内側にある領域を指す。有効パターン領域２２の外側でレジスト膜の厚さが一定とならない理由は、スピンコート法では、レジスト塗布時の基板端での表面張力の影響が挙げられ、スリットコート法では塗布開始時と塗布終了時のポンプ動作の不安定性が挙げられる。
【０００９】
スジ状欠陥は、端部領域３がエアナイフで乾燥されるときに洗浄液のミストが発生し、そのミストが乾燥エアに流されて基板表面に衝突することにより生じる。特許文献２，３に記載の方法では、基板の端部領域３でのレジスト表面難溶化層９の剥離とレジストパターン８への再付着を防止することが難しく、上記課題の解決を図ることは困難である。
【００１０】
本発明は、基板の端部領域におけるレジスト表面難溶化層が気体を吹き付けられて剥離し、再付着することで生じるスジ状欠陥の発生を抑制可能な基板の乾燥装方法及び画像表示装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の基板の乾燥方法は、基板の上面に当該上面の端部領域を含めてレジストが塗布され、レジストの表面にレジスト表面難溶化層が形成され、その後洗浄された基板を、基板に気体を吹き付けることによって乾燥させる方法である。本方法は、基板の板厚中心に位置する中央面を含む仮想平面より上方に位置する上方吹き出し部から、基板を乾燥させるための第１の気流を基板に向けて斜め下向きに供給し、かつ仮想平面より下方に位置する下方吹き出し部から、基板を乾燥させるための第２の気流を基板に向けて斜め上向きに供給しながら、基板が上方吹き出し部と下方吹き出し部との間を、端部領域を基板先頭部として通過するように、上方及び下方吹き出し部と、基板と、を相対移動させることと、第２の気流の仮想平面と垂直な上向きの速度成分が、第１の気流の仮想平面と垂直な下向きの速度成分より小さくなるように第１及び第２の気流を制御することと、を含んでいる。
【００１２】
基板を乾燥するときには、洗浄の際に用いられた洗浄液のミストが発生する。第１及び第２の気流は、第２の気流の仮想平面と垂直な上向きの速度成分が、第１の気流の仮想平面と垂直な下向きの速度成分より小さくなるように制御されるため、ミストが基板の上面に向かうことが抑制される。これによって、合成気流に乗って基板上面の端部領域に衝突するミストが減少し、有効パターン領域でのスジ状欠陥の発生を抑えることができる。
【００１３】
本発明の他の実施態様では、上方吹き出し部における第１の気流の方向と仮想平面とがなす第１の挟角が、下方吹き出し部における第２の気流の方向と仮想平面とがなす第２の挟角より大きくなるように第１及び第２の気流が制御される。
【００１４】
本発明の画像表示装置の製造方法は、上述の基板の乾燥方法に従いレジストが形成された基板を乾燥させ、基板上のレジストをエッチングして配線パターンを形成し、配線パターンに画像表示用素子を組み合わせることを含んでいる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、基板の端部領域におけるレジスト表面難溶化層が気体を吹き付けられて剥離し、再付着することで生じるスジ状欠陥の発生を抑制可能な基板の乾燥方法及び画像表示装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】レジスト現像装置の構成を示す概念図である。
【図２】エアナイフの配置を示す平面図及び側方図である。
【図３】エアナイフからの乾燥エアの吹き出し速度を上下非対称にしたときの気流の状態を示す図である。
【図４】下側エアナイフからの乾燥エアの吹き出し速度を変えたときの欠陥長さを示すグラフである。
【図５】エアナイフと仮想平面がなす挟角を上下非対称にしたときの気流の状態を示す図である。
【図６】第２の挟角を変えたときの欠陥長さを示すグラフである。
【図７】上側エアナイフからの乾燥エアの吹き出し速度及び基板の搬送速度を変えたときの欠陥長さを示すグラフである。
【図８】画像表示装置のマトリックス配線構造を示す図である。
【図９】従来例のエアナイフから供給される乾燥エアによる気流の状態を示す図である。
【図１０】レジスト膜面に発生するスジ状欠陥の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下図面を参照して、本発明の基板の乾燥方法の実施形態について説明する。本発明の対象となる基板はどのような用途のものでも構わないが、一例として、平面型画像表示装置用の、電子放出素子が形成されるガラス基板が挙げられる。基板のパターンの形成される面にはその全面に、パターン形成用のレジストが塗布される。レジストは基板の端部に沿った帯状領域である端部領域にも塗布されるが、端部領域は膜厚が安定していないためパターン形成領域としては使用されない。端部から端部と直交する向きに測った端部領域の幅は、例えば１０〜２０ｍｍ程度である。基板に塗布されるレジストはノボラック系樹脂を主成分とするポジレジストであることが望ましく、レジストの塗布膜厚は３μｍ以下とすることが望ましい。レジストが塗布された基板の面はその後の工程で上向きに維持される。このため、レジストの塗布された面が基板の上面となる。
【００１８】
レジストの塗布された基板は、露光機を用いて所定のパターンで露光される。露光された基板はレジスト現像装置に搬入され、現像、洗浄、乾燥の各工程を受ける。図１は、レジスト現像装置の構成を示す概念図で、同図（ａ）が側方図、同図（ｂ）がエアナイフ乾燥槽の部分拡大図である。レジスト現像装置１１は、現像処理槽１２と、洗浄槽１３と、基板を乾燥するエアナイフ乾燥槽１４と、を備えている。基板１はレジスト現像装置１１の各槽１２〜１４を、コンベア１５によって搬送方向Ｄの方向に搬送されながら、これらの処理を受ける。すなわち、現像処理槽１２ではアルカリ液によってレジストが現像され、レジスト表面難溶化層が形成される。洗浄槽１３では基板１に残った薬液（現像液）が純水で洗い流される。エアナイフ乾燥槽１４では、エアナイフによって基板１に乾燥エアが吹き付けられ、純水が吹き飛ばされて、基板１が乾燥させられる。搬送方向Ｄは通常は水平方向に一致する。
【００１９】
図１（ｂ）に示すように、エアナイフ乾燥槽１４の下流側にはＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air）フィルタ１６が設けられ、エアナイフ乾燥槽１４の入口付近には排気口１７が設けられている。従って、エアナイフ乾燥槽１４内には下流側から上流側に向けて、ＨＥＰＡフィルタでろ過された清浄な空気が流されており、かつ下流側（ＨＥＰＡフィルタ側）の圧力が高くされている。これによって乾燥エアで吹き飛ばされた純水のミストが乾燥後の基板１に再付着することが防止される。
【００２０】
図２にエアナイフの配置を示す。同図（ａ）が平面図、同図（ｂ），（ｃ）が側方図である。図３は気流の状態を示す図である。エアナイフ２は上側エアナイフ２ａと下側エアナイフ２ｂからなる一対のエアナイフである。エアナイフ２は、圧縮空気を内部のチャンバに充填し、充填された圧縮空気を細長い隙間から吐出するもので、本発明に好適に用いることができる。基板１の板厚中心に位置する面を中央面１ａとし、中央面１ａを含む平面を仮想平面１ｂと定義する。上側エアナイフ２ａは仮想平面１ｂより上方に位置する上方吹き出し部を構成しており、基板１を乾燥させるための第１の気流４を基板１に向けて斜め下向きに供給する。下側エアナイフ２ｂは仮想平面１ｂより下方に位置する下方吹き出し部を構成しており、基板１を乾燥させるための第２の気流５を基板１に向けて斜め上向きに供給する。
【００２１】
図２（ｂ）に示すように、上側エアナイフ２ａと下側エアナイフ２ｂは仮想平面１ｂに関し上下対称に配置されている。すなわち、上側エアナイフ２ａと下側エアナイフ２ｂは各々、基板１の上面１ｄと下面１ｅから等距離の位置に配置されている。また上側エアナイフ２ａから供給される第１の気流４の方向と仮想平面１ｂとがなす挟角（以下、第１の挟角θ１という）と、下側エアナイフ２ｂから供給される第２の気流５の方向と仮想平面１ｂとがなす挟角（以下、第２の挟角θ２という）は、互いに等しい。
【００２２】
エアナイフ２は基板１の搬送方向Ｄと直交する向きに対して傾いて配置されている。気流の供給手段はエアナイフ２に限定されず、多数の孔（ノズル）が設けられた管などであっても構わない。乾燥用の気体としては乾燥エアが用いられるが、基板１を乾燥することができれば、乾燥エアに限定されない。
【００２３】
基板１はコンベア１５を移動手段として搬送されながら、上側エアナイフ２ａと下側エアナイフ２ｂとの間を、端部領域３を先頭として通過する。図１の例では、基板１が左から右に移動しているが、エアナイフ２に移動手段を設けて右から左に移動するようにしてもよい。基板１と上側及び下側エアナイフ２ａ，２ｂとが互いに対して相対移動可能であれば、どのような移動方法を用いてもよく、基板１とエアナイフ２の双方を同時に動かすことも可能である。
【００２４】
図３を参照すると、第１及び第２の気流４，５は各々斜め下方向及び斜め上方向に吹き出されるため、これらの気流４，５を隔てる障害物がない場合は、途中で合流して合成気流６を形成する。従って、基板先頭部１ｆが第１及び第２の気流４，５の合流点１８に達していないときは合成気流６が形成され、基板先頭部１ｆが合流点１８に差し掛かると合成気流６の形成が妨げられる。基板先頭部１ｆが合流点１８を通過すると、第１の気流４と第２の気流５は基板１によって隔てられて、各々基板１の上面１ｄと下面１ｅに吹き付けられる。本発明では、基板先頭部１ｆが第１の気流４と第２の気流５の合流点１８の近傍に達したときに、基板先頭部１ｆの近傍で合成気流６が仮想平面１ｂと垂直でかつ上向きの速度成分を持たないように、第１及び第２の気流４，５が制御される。
【００２５】
この条件を実現するため、本実施形態では第２の気流５の仮想平面１ｂと垂直な上向きの速度成分ＶＵが、第１の気流４の仮想平面１ｂと垂直な下向きの速度成分ＶＤより小さくされている。本実施形態では第１の挟角θ１と、第２の挟角θ２が等しいため、第２の気流５の吹き出し流速Ｖ２を第１の気流４の吹き出し流速Ｖ１よりも小さくすることで、この条件が満たされる。この結果、基板先頭部１ｆの端部領域３に向かう合成気流６の向きが、仮想平面１ｂと平行な方向ではなく、上側から下側に向かう方向に傾くように制御される。
【００２６】
従来例では、図９に示すように上下のエアナイフ配置並びに第１及び第２の気流４，５の向きが仮想平面１ｂに関して線対称となっており、かつ第１及び第２の気流４，５の速度も等しいため、合成気流６の向きが仮想平面１ｂと平行となる。このため、基板先頭部１ｆで分かれて基板上面１ｄに向かう気流と基板下面１ｅに向かう気流とがほぼ同じ風量となり、基板先頭部１ｆの近傍を乾燥するときに発生する洗浄液のミストのおよそ半分が基板１の上側へ向かう。このミストが基板１の上側の乾燥エアに乗って基板１の上面１ｄに衝突し、スジ状欠陥を引き起こしていた。
【００２７】
これに対し本実施形態では、図３に示すように上側エアナイフ２ａから第１の気流４が、下側エアナイフ２ｂから第２の気流５が供給され、第１の気流４と第２の気流５が合流して合成気流６が形成される。基板先頭部１ｆが第１の気流４と第２の気流５の合流点１８に達すると、合成気流６は基板先頭部１ｆで、基板１の上側に向かう気流７と下側に向かう気流８とに分かれる。第１の気流４の吹き出し流速Ｖ１より第２の気流５の吹き出し流速Ｖ２が小さいため、合成気流６は仮想平面１ｂに平行な方向ではなく、上側から下側へ向かう方向に傾く。この結果、気流８と比べて気流７の風量が小さくなり、基板先頭部１ｆの近傍を乾燥するときに発生する洗浄液のミストが基板１の上面１ｄに向かいにくくなる。
【００２８】
図４は、第１の気流４の吹き出し流速Ｖ１を１５０ｍ／秒に固定し、第２の気流５の吹き出し流速Ｖ２を変化させたときのスジ状欠陥の長さを示している。Ｖ２＝１５０ｍ／秒（黒四角で示したポイント）は従来技術に相当する。Ｖ２をＶ１に対して小さくしていくとスジ状欠陥の長さが短くなり、特にＶ１／Ｖ２が１．３になるとスジ状欠陥の長さが大きく縮小する。スジ状欠陥の長さが短くなると、欠陥自体が軽微なものになるだけでなく、剥離したレジスト表面難溶化層９が端部領域３内でとどまる可能性が増え、有効パターン領域に進入しにくくなる。一方Ｖ２が小さいと、基板１の下面に供給される気流が不足するため、基板１の下面が乾きにくくなる。以上より、Ｖ１とＶ２の比Ｖ１／Ｖ２は、１．３以上２．０以下であるのが望ましい。Ｖ１／Ｖ２がこの範囲にあれば、基板１の両面を十分に乾燥させ、かつスジ状欠陥の長さを十分に短く抑えることが可能となる。
【００２９】
上記の条件を実現するために、第１の挟角θ１を第２の挟角θ２より大きくすることも可能である。これによっても、合成気流６の向きを仮想平面１ｂと平行ではなく、上側から下側に向かう方向に傾くように制御することができる。図５を参照すると、図３と同様に第１の気流４と第２の気流５が合流してできる合成気流６が基板先頭部１ｆへ向かい、基板先頭部１ｆにおいて、基板上面１ｄに向かう気流７と基板下面１ｅに向かう気流８とに分かれている。ここでは、第１の気流４の吹き出し速度と第２の気流５吹き出し速度は等しいとする。第１の気流４の仮想平面１ｂに垂直な成分より第２の気流５の仮想に垂直な成分が小さいため、合成気流６は仮想平面１ｂに平行な方向ではなく、上側から下側へ向かう方向に傾く。この結果、基板先頭部１ｆで分岐して基板１の上側へ向かう気流７の風量が相対的に小さくなり、基板先頭部１ｆの近傍を乾燥するときに発生する洗浄液のミストが基板１の上面１ｄに向かいにくくなる。なお、第１の挟角θ１を第２の挟角θ２より大きくするとともに、第１の気流４の吹き出し流速Ｖ１より第２の気流５の吹き出し流速Ｖ２を小さくすることも可能である。
【００３０】
図６は第１の挟角θ１を６０°に固定し、第２の挟角θ２を変えたときのスジ状欠陥の長さを示している。θ２＝６０°（黒四角で示したポイント）は従来技術に相当する。第２の挟角θ２が第１の挟角θ１よりも小さいとスジ状欠陥の長さが短くなり、θ２が４５°まで小さくなるとスジ状欠陥の長さが大きく縮小する。一方θ２が小さいと、基板１の下面に供給される気流が不足するため、基板１の下面が乾きにくくなる。以上より、第２の挟角θ２は４０°以上４５°以下の範囲が望ましい。θ２がこの範囲にあれば、基板１の両面を十分に乾燥させ、かつスジ状欠陥の長さを十分に短く抑えることが可能となる。
【００３１】
上述のように、基板１はレジスト塗布、露光、現像、洗浄、乾燥等の工程を順次受け、さらにその後もポストベーク、エッチングなどの様々な処理を受ける。従って、これらの工程を効率的に行うためには、各工程に要する時間（タクトタイム）をあらかじめ定め、その時間内で各工程を終了させることが望ましい。乾燥工程の際は、基板１はレジスト現像装置１１内を、このタクトタイムを満足するようにあらかじめ定められた値より大きい搬送速度（エアナイフとの相対速度）で搬送される。タクトタイムが短く設定された場合、基板１の搬送速度を増加する必要があるが、搬送速度が大きいと乾燥むらないし水滴残りが生じやすくなる。搬送速度が速いと、図７（ａ）に示すように、スジ状欠陥が長くなる傾向がある。以上より、タクトタイムの上限（搬送速度の下限）は、乾燥工程を含む基板の処理工程全体から規定される、基板乾燥工程のタクトタイムに収めるように選ぶことが望ましい。またタクトタイムの下限（搬送速度の上限）は、基板が上側エアナイフ２ａと下側エアナイフ２ｂとの間を完全に通過したときに、基板の表面に水滴が残存することなく基板１が完全に乾燥するように選ぶことが望ましい。以上を考慮すると、基板の搬送速度は１．４〜１．９ｍ／分程度が好ましい範囲である。
【００３２】
第１の気流４の吹き出し流速Ｖ１は任意に設定することができるが、Ｖ１が大きいと、図７（ｂ）に示すように、スジ状欠陥が長くなる傾向がある。一方、Ｖ１が小さいと、洗浄液のミストを吹き飛ばす力が弱くなり、基板上面１ｄに水滴が残存しやすくなる。第１の気流４の吹き出し流速Ｖ１は１３５ｍ／秒以上１６５ｍ／秒以下の範囲とすることが好ましい。
【実施例１】
【００３３】
以下、具体的な実施例により、本発明を説明する。基板１として、旭硝子製ガラス基板１ＰＤ２００（商品名）を用いた。基板１の形状は長辺長さ１３３０ｍｍ、短辺長さ７９４ｍｍの長方形であり、厚さ１．８ｍｍである。ポジレジストとして、東京応化工業製ポジレジストＴＦＲ１２５０ＰＭ（商品名）を用いた。ポジレジストの粘度は０．０１３Ｐａ・ｓ、固形分濃度は２３％であった。基板１を純水により洗浄し乾燥した後、ポジレジストをスリットコート法により塗布膜厚１３μｍで塗布した。塗布された基板１を真空チャンバにて１３Ｐａまで減圧し乾燥させ、ホットプレート上で１１６℃に加熱して１０分間乾燥させた。乾燥後の塗布膜厚は３μｍであった。
【００３４】
次に、薬液（現像液）として２．３８重量％、温度２３℃のＴＭＡＨ水溶液を用いて、乾燥させた基板１に対して現像処理を行った。図１（ａ）に示す現像処理槽１２内において、乾燥された基板１の上側表面に、ＴＭＡＨ水溶液を圧力０．１５ＭＰａのフルコーン形状シャワーにて３分間噴霧した。基板１及びシャワーノズルを揺動させて、シャワーの打力が基板表面全体にわたって均一にかかるようにした。
【００３５】
現像処理された基板１に対して、純水による水洗処理を行った。図１（ａ）に示す洗浄槽１３内において、現像処理された基板１の上面１ｄ及び下面１ｅに、純水を圧力０．０５ＭＰａのフルコーン形状シャワーにて１分間噴霧した。
【００３６】
次に、上下一対のエアナイフ２を用いて、水洗処理された基板１に対して乾燥処理を行った。図１（ａ）に示すエアナイフ乾燥槽１４において、水洗処理された基板１の上面１ｄ及び下面１ｅに乾燥エアを供給し、純水を吹き飛ばして基板１を乾燥させた。
【００３７】
上下一対のエアナイフ２のエア噴出口形状は長さ９００ｍｍ、幅０．１ｍｍとした。上側エアナイフ２ａから供給されるエア流量は８００ＮＬ／ｍｉｎであり（１ＮＬは０℃、大気圧で１Ｌに相当する容積）、上側エアナイフ２ａから供給される気流の速度Ｖ１は１５０ｍ／秒であった。下側エアナイフ２ｂから供給されるエア流量は５００ＮＬ／ｍｉｎであり、下側エアナイフ２ｂから供給される気流の速度Ｖ２は９５ｍ／秒であった。図２（ａ）において、仮想平面１ｂと平行な面内において基板１の搬送方向Ｄに直交する方向とエアナイフ２がなす角度を２０°とした。図２（ｂ）に示すように、基板１が上側エアナイフ２ａと下側エアナイフ２ｂの間を通過する時の基板１とエアナイフ２の距離を３ｍｍ、上側及び下側エアナイフ２ａ，２ｂのエア噴出方向と仮想平面１ｂとがなす第１及び第２の挟角θ１，θ２は６０°とした。基板１の搬送速度は１．６ｍ／ｍｉｎとした。本実施例においては、レジスト塗布膜厚が安定する領域である有効パターン領域は、基板１の端部から１０ｍｍ以上離れた領域とした。
【００３８】
上下一対のエアナイフ２から供給される乾燥エアによる合成気流６は、図３のようになる。基板先頭部１ｆに向かう合成気流６の速度ベクトルは仮想平面１ｂに対して平行ではなく、上側から下側に向かう方向に傾く。このため、基板先頭部１ｆに衝突後、基板１の上側へ向かう気流７は、上側及び下側のエアナイフ２ａ，２ｂから供給されるエア流量が等しい場合と比べて減少する。これにより、基板先頭部１ｆから基板１の上側の乾燥エアに乗って基板表面に衝突する洗浄液のミストが減少し、スジ状欠陥の長さを５ｍｍとすることができた。これは端部領域３の幅（１０ｍｍ）より小さい値であり、有効パターン領域でのスジ状欠陥の発生を抑えることができた。
【実施例２】
【００３９】
実施例２では、エアナイフ２と仮想平面のなす挟角を上下非対称として、基板先頭部１ｆに向かう合成気流６が仮想平面に対して平行ではなく上側から下側に向かう方向に傾くように制御した。基板、塗布材料、塗布方法、現像液、現像方法、洗浄液、リンス方法については実施例１と同様である。
【００４０】
水洗処理された基板１に対して乾燥処理を行うために上下一対のエアナイフ２ａ，２ｂを用いた。図１（ａ）に示すレジスト現像装置１１のエアナイフ乾燥槽１４において、水洗処理された基板１の上面１ｄ及び下面１ｅに乾燥エアを供給し、純水を吹き飛ばし乾燥させた。
【００４１】
上下一対のエアナイフ２ａ，２ｂのエア噴出口形状は長さ９００ｍｍ、幅０．１ｍｍとし、上下一対のエアナイフ２ａ，２ｂから供給されるエア流量は上下とも８００ＮＬ／ｍｉｎとした。図２（ｃ）に示すように、水洗された基板１が上側エアナイフ２ａと下側エアナイフ２ｂを通過する時の基板１とエアナイフの距離は３ｍｍとした。図２（ｃ）に示すように、上側エアナイフ２ａのエア噴出方向と仮想平面１ｂとがなす第１の挟角θ１を６０°、下側エアナイフ２ｂのエア噴出方向と仮想平面１ｂとがなす第２の挟角θ２を４５°とした。基板１の搬送速度は１．６ｍ／ｍｉｎとした。本実施例においては、レジスト塗布膜厚が安定する領域である有効パターン領域は、基板１の端部から１０ｍｍ以上離れた領域とした。
【００４２】
上下一対のエアナイフ２ａ，２ｂから供給されるエアによる合成気流６は、図５のようになる。基板先頭部１ｆに向かう合成気流６ベクトル６は仮想平面１ｂに対して平行ではなく、上側から下側に向かう方向に傾く。このため、基板先頭部１ｆに衝突後、基板１の上側へ向かう気流７は、上下のエアナイフが仮想平面１ｂとなす挟角θ１，θ２が等しい場合と比べて減少する。これにより、基板先頭部１ｆから基板１の上側の乾燥エアに乗って基板表面に衝突する洗浄液のミストが減少し、スジ状欠陥の長さを１０ｍｍとすることができた。これは端部領域３の幅と同等の値であり、有効パターン領域でのスジ状欠陥の発生を抑えることができた。
【００４３】
なお、エアナイフのエア噴出口形状、上側エア噴出量、基板搬送速度、エアナイフと仮想平面のなす挟角は、実施例１及び２で示した値に限られるものではなく、乾燥対象の基板サイズや表面状態によって適切に変更することができる。
【実施例３】
【００４４】
実施例３として、基板１の乾燥方法を用いて画像表示装置を製造した。図８はマトリックス構造の配線を示す基板の平面図であり、同図（ａ）が全体平面図、同図（ｂ）が部分拡大図である。
【００４５】
図８（ａ）に示すように、画像表示装置の製造においてはマトリックス構造の配線１９を形成することが必要である。本実施例においては、図８（ｂ）に示すように配線を基板端から１０ｍｍ離れた場所まで形成し、配線が形成される領域を有効パターン領域とした。
【００４６】
基板１として、旭硝子製ガラス基板ＰＤ２００（商品名）を用いた。基板１の形状は長辺長さ１３３０ｍｍ、短辺長さ７９４ｍｍの長方形であり、厚さ１．８ｍｍであった。
【００４７】
基板１上に配線材料としてメタル膜を成膜した。その後、メタルが成膜された基板１にレジストを塗布した。使用する材料、塗布方法、乾燥方法は実施例１と同様とした。レジストが塗布された基板１に対し、適切なマスクを用いて露光処理を行い、レジストに潜像を形成した。マスクは基板端部から１０ｍｍ以上離れた部分にのみパターンを有しており、基板端部から１０ｍｍまでの範囲にはパターンを形成していない。露光量は７０ｍＪ／ｃｍ2とした。
【００４８】
露光された基板１に対し、現像処理及び水洗処理を行った。使用する材料、現像方法、水洗方法は実施例１と同様とした。
【００４９】
現像及び水洗処理のされた基板１を、上下一対のエアナイフ２ａ，２ｂによって乾燥させた。エアナイフの構成及び条件は実施例１と同様とした。基板端部から１０ｍｍ以上離れた部分に形成した配線パターンに、エアナイフ乾燥によるスジ状欠陥は生じなかった。
【００５０】
乾燥された基板１をホットプレート上にて１２０℃まで加熱し、５分間のポストベーク処理を行った。ポストベークされた基板１を適切な方法でエッチングし、レジストを適切な方法で剥離することにより、所望の配線パターンを形成することができた。この配線パターンに対して画像表示用素子を組み合わせて画像表示装置を構成した。
【００５１】
以上の手順により、レジストパターン形成時において有効パターン領域でのスジ状欠陥の発生を抑制し、所望の配線パターンを高品質で形成することができた。欠陥の発生が抑えられた配線パターンと画像表示用素子とを組み合わせることにより、従来と比べて高品質の画像表示装置を製造することができた。
【符号の説明】
【００５２】
１ 基板
１ｂ 仮想平面
２ エアナイフ
４ 第１の気流
５ 第２の気流
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上面に該上面の端部領域を含めてレジストが塗布され、前記レジストの表面にレジスト表面難溶化層が形成され、その後洗浄された前記基板を、該基板に気体を吹き付けることによって乾燥させる方法であって、
前記基板の板厚中心に位置する中央面を含む仮想平面より上方に位置する上方吹き出し部から、前記基板を乾燥させるための第１の気流を前記基板に向けて斜め下向きに供給し、かつ前記仮想平面より下方に位置する下方吹き出し部から、前記基板を乾燥させるための第２の気流を前記基板に向けて斜め上向きに供給しながら、前記基板が前記上方吹き出し部と前記下方吹き出し部との間を、前記端部領域を基板先頭部として通過するように、前記上方及び下方吹き出し部と、前記基板と、を相対移動させることと、
前記第２の気流の前記仮想平面と垂直な上向きの速度成分が、前記第１の気流の前記仮想平面と垂直な下向きの速度成分より小さくなるように前記第１及び第２の気流を制御することと、を含む、基板の乾燥方法。
【請求項２】
前記上方吹き出し部における前記第１の気流の吹き出し流速の、前記下方吹き出し部における前記第２の気流の吹き出し流速に対する比は、１．３以上２．０以下である、請求項１に記載の基板の乾燥方法。
【請求項３】
基板の上面に該上面の端部領域を含めてレジストが塗布され、前記レジストの表面にレジスト表面難溶化層が形成され、その後洗浄された前記基板を、該基板に気体を吹き付けることによって乾燥させる方法であって、
前記基板の板厚中心に位置する中央面を含む仮想平面より上方に位置する上方吹き出し部から、前記基板を乾燥させるための第１の気流を前記基板に向けて斜め下向きに供給し、かつ前記仮想平面より下方に位置する下方吹き出し部から、前記基板を乾燥させるための第２の気流を前記基板に向けて斜め上向きに供給しながら、前記基板が前記上方吹き出し部と前記下方吹き出し部との間を、前記端部領域を基板先頭部として通過するように、前記上方及び下方吹き出し部と、前記基板と、を相対移動させることと、
前記上方吹き出し部における前記第１の気流の方向と前記仮想平面とがなす第１の挟角が、前記下方吹き出し部における前記第２の気流の方向と前記仮想平面とがなす第２の挟角より大きくなるように前記第１及び第２の気流を制御することと、を含む、基板の乾燥方法。
【請求項４】
前記第１の挟角は６０°、前記第２の挟角は４０°以上４５°以下である、請求項３に記載の基板の乾燥方法。
【請求項５】
前記第１及び第２の気流は、前記基板の前記先頭部が前記第１の気流と第２の気流の合流点の近傍に達したときに、前記第１及び第２の気流によって形成される合成気流が前記基板の前記先頭部の近傍で、前記仮想平面と垂直でかつ上向きの速度成分を持たないように供給される、請求項１から４のいずれか１項に記載の基板の乾燥方法。
【請求項６】
前記第１の気流の吹き出し流速は１３５ｍ／秒以上１６５ｍ／秒以下である、請求項１から５のいずれか１項に記載の基板の乾燥方法。
【請求項７】
前記上方吹き出し部は前記第１の気流を供給するエアナイフを、前記下方吹き出し部は前記第２の気流を供給するエアナイフを有している、請求項１から６のいずれか１項に記載の基板の乾燥方法。
【請求項８】
前記上方及び下方吹き出し部と前記基板とは、あらかじめ定められた値より大きい相対速度であって、かつ前記基板が前記上方吹き出し部と前記下方吹き出し部との間を完全に通過したときに、前記基板の表面に水滴が残存しない相対速度で相対移動させられる、請求項１から７のいずれか１項に記載の基板の乾燥方法。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の基板の乾燥方法に従い、前記レジストが形成された基板を乾燥させ、前記基板上の前記レジストをエッチングして配線パターンを形成し、該配線パターンに画像表示用素子を組み合わせることを含む、画像表示装置の製造方法。
【請求項１】
基板の上面に該上面の端部領域を含めてレジストが塗布され、前記レジストの表面にレジスト表面難溶化層が形成され、その後洗浄された前記基板を、該基板に気体を吹き付けることによって乾燥させる方法であって、
前記基板の板厚中心に位置する中央面を含む仮想平面より上方に位置する上方吹き出し部から、前記基板を乾燥させるための第１の気流を前記基板に向けて斜め下向きに供給し、かつ前記仮想平面より下方に位置する下方吹き出し部から、前記基板を乾燥させるための第２の気流を前記基板に向けて斜め上向きに供給しながら、前記基板が前記上方吹き出し部と前記下方吹き出し部との間を、前記端部領域を基板先頭部として通過するように、前記上方及び下方吹き出し部と、前記基板と、を相対移動させることと、
前記第２の気流の前記仮想平面と垂直な上向きの速度成分が、前記第１の気流の前記仮想平面と垂直な下向きの速度成分より小さくなるように前記第１及び第２の気流を制御することと、を含む、基板の乾燥方法。
【請求項２】
前記上方吹き出し部における前記第１の気流の吹き出し流速の、前記下方吹き出し部における前記第２の気流の吹き出し流速に対する比は、１．３以上２．０以下である、請求項１に記載の基板の乾燥方法。
【請求項３】
基板の上面に該上面の端部領域を含めてレジストが塗布され、前記レジストの表面にレジスト表面難溶化層が形成され、その後洗浄された前記基板を、該基板に気体を吹き付けることによって乾燥させる方法であって、
前記基板の板厚中心に位置する中央面を含む仮想平面より上方に位置する上方吹き出し部から、前記基板を乾燥させるための第１の気流を前記基板に向けて斜め下向きに供給し、かつ前記仮想平面より下方に位置する下方吹き出し部から、前記基板を乾燥させるための第２の気流を前記基板に向けて斜め上向きに供給しながら、前記基板が前記上方吹き出し部と前記下方吹き出し部との間を、前記端部領域を基板先頭部として通過するように、前記上方及び下方吹き出し部と、前記基板と、を相対移動させることと、
前記上方吹き出し部における前記第１の気流の方向と前記仮想平面とがなす第１の挟角が、前記下方吹き出し部における前記第２の気流の方向と前記仮想平面とがなす第２の挟角より大きくなるように前記第１及び第２の気流を制御することと、を含む、基板の乾燥方法。
【請求項４】
前記第１の挟角は６０°、前記第２の挟角は４０°以上４５°以下である、請求項３に記載の基板の乾燥方法。
【請求項５】
前記第１及び第２の気流は、前記基板の前記先頭部が前記第１の気流と第２の気流の合流点の近傍に達したときに、前記第１及び第２の気流によって形成される合成気流が前記基板の前記先頭部の近傍で、前記仮想平面と垂直でかつ上向きの速度成分を持たないように供給される、請求項１から４のいずれか１項に記載の基板の乾燥方法。
【請求項６】
前記第１の気流の吹き出し流速は１３５ｍ／秒以上１６５ｍ／秒以下である、請求項１から５のいずれか１項に記載の基板の乾燥方法。
【請求項７】
前記上方吹き出し部は前記第１の気流を供給するエアナイフを、前記下方吹き出し部は前記第２の気流を供給するエアナイフを有している、請求項１から６のいずれか１項に記載の基板の乾燥方法。
【請求項８】
前記上方及び下方吹き出し部と前記基板とは、あらかじめ定められた値より大きい相対速度であって、かつ前記基板が前記上方吹き出し部と前記下方吹き出し部との間を完全に通過したときに、前記基板の表面に水滴が残存しない相対速度で相対移動させられる、請求項１から７のいずれか１項に記載の基板の乾燥方法。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の基板の乾燥方法に従い、前記レジストが形成された基板を乾燥させ、前記基板上の前記レジストをエッチングして配線パターンを形成し、該配線パターンに画像表示用素子を組み合わせることを含む、画像表示装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−５５８３５（Ｐ２０１２−５５８３５Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０２１６９（Ｐ２０１０−２０２１６９）
【出願日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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