JP2000097835A - 基板の濡れ性判定方法、該判定方法に用いられる試薬塗布具及び液晶装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶パネルや半導体デバイスの製造ラインの
現場において簡便かつ短時間で基板の濡れ性を判定する
ことのできる基板の濡れ性判定方法および該判定方法に
用いられる試薬塗布具を提供する。 【解決手段】 基板（ガラス基板１）の一部に付着張力
の異なるｎ種類（ｎは１以上の整数）の液状試薬（２ａ
〜２ｄ）を塗布する塗布過程と、上記基板上における各
液状試薬の付着程度を測定する測定過程と、上記測定過
程において測定された液状試薬の付着程度に基づいて基
板の濡れ性の良否を判定する判定過程とを少なくとも有
するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン基板や液
晶パネル用ガラス基板等の濡れ性を判定する方法および
その判定方法に用いられる試薬塗布具に関する。

【０００２】

【従来の技術】シリコン基板や液晶パネル等の液晶装置
に用いられるガラス基板は、その表面に設けられる配線
やスイッチング素子等の形成工程における各種膜の密着
性に起因するパターニング精度や、ガラス基板を接着す
るシール材の密着性を高めるために高度の清浄性あるい
は活性度が求められる。

【０００３】ところで、ガラス基板等の清浄性や活性度
を定量的に確かめることは一般的に困難であるため、そ
の表面の濡れ性（湿潤性）を測定することにより基板の
清浄性等を間接的に判定する方法が従来から用いられて
いる。

【０００４】ここで、図５を参照して簡単に説明する
と、ガラス基板１上に所定の試薬を滴下して液滴Ａを形
成した場合に、基板上の汚れ具合に応じて液滴Ａと基板
１の接触角θが変化する。なお、図中γAは液滴Ａの表
面張力を示している。

【０００５】即ち、理論的にはガラス基板が完全な清浄
状態にあるとした場合には接触角θ＝０となって液滴Ａ
が基板１の表面をどこまでも広がることのできる理想的
な濡れ性を示し、基板上に油膜や埃等の不純物が付着し
ている場合にはその汚染の程度が高い程、接触角θは大
きくなる傾向を示すことが知られている。

【０００６】したがって、接触角θの許容範囲を予め定
めることにより、液滴Ａが許容範囲を越える接触角θを
示す場合には、汚染の程度が高いと判定することがで
き、また、許容範囲以下である場合には基板の汚染の程
度は使用上問題のない範囲であり十分な活性度があると
判定することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来におい
て、例えば液晶パネル等の製造ラインの現場でガラス基
板の濡れ性を簡易的に判定する場合には、例えばスポイ
ト等でヨウ化メチレン等を滴下し、その液滴Ａを光学系
で拡大して分度器により上記接触角θを計測していた。

【０００８】しかしながら、上記従来の方法は、特殊な
光学装置を必要とするためコストが嵩むという問題があ
ると共に、試薬を滴下する際のスポイト等の操作具合な
どの測定条件の変化によって液滴Ａの大きさが変化して
しまい、その度毎に光学系の焦点を合わせ直すなどの精
密で面倒な操作が必要となり、また分度器による接触角
θの測定にも時間がかかるなどの難点があった。

【０００９】したがって、従来の濡れ性判定方法は、生
産性向上のために簡便性や高速性が求められる液晶パネ
ルや半導体デバイスの製造ラインの現場への適用には不
向きであるという問題があった。

【００１０】本発明は、上述の課題に鑑みて案出された
ものであり、液晶パネルや半導体デバイスの製造ライン
の現場において簡便かつ短時間で基板の濡れ性を判定す
ることのできる基板の濡れ性判定方法および該判定方法
に用いられる試薬塗布具を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る基板の濡れ性判定方法は、基板の一部
に付着張力の異なるｎ種類（ｎは１以上の整数）の液状
試薬を塗布する塗布過程と、上記基板上における各液状
試薬の付着程度を測定する測定過程と、上記測定過程に
おいて測定された液状試薬の付着程度に基づいて基板の
濡れ性の良否を判定する判定過程とを少なくとも有する
ようにしたものである。

【００１２】これにより、ｎ種類の液状試薬の付着程度
を対比観察することにより基板の濡れ性を正確且つ短時
間で判定することが可能となる。

【００１３】即ち、基板の種類や用途に応じて、例えば
２番目の試薬としてのエタノールの付着程度が良好であ
る場合には基板の濡れ性（清浄性）は許容範囲であると
判定したり、例えば３番目の試薬としてのプロパノール
の付着程度が不良ではじかれる場合には濡れ性（清浄
性）が不十分であるとして再度の基板洗浄や焼成処理を
行うといった判定を製造ラインの現場で簡便に行うこと
が可能となる。

【００１４】なお、上記液状試薬は、分子量の異なる一
価または多価のアルコールで構成するようにするとよ
い。

【００１５】このような液状試薬を用いる場合には、塗
布後にシリコン基板やガラス基板に不純物が残ることを
回避することができ、製品の信頼性等に影響を及ぼすこ
とがないという利点がある。なお、分子量の異なる一価
または多価のアルコールは、分子量が小さい程濡れ易
く、分子量が大きい程濡れ難くはじかれ易いという性質
を有している。

【００１６】さらに、上記測定過程は、光学系を介して
得られる上記各液状試薬の塗布膜の塗布状況を示す画像
データを解析して各液状試薬の付着領域の幅あるいは付
着面積を測定し、上記判定過程は、上記各液状試薬の付
着領域の幅あるいは付着面積を予め設定した所定値と比
較して基板の濡れ性の良否を判定するようにでき、この
場合には生産性を一層向上させることが期待できる。

【００１７】また、上記基板の濡れ性判定方法に用いら
れる試薬塗布具を、付着張力の異なるｎ種類（ｎは１以
上の整数）の液状試薬の一つをそれぞれ封入したｎ種類
（例えば１番目からｎ番目まで）のフェルトペンで構成
することができる。

【００１８】この場合に、上記液状試薬は、分子量の異
なる一価または多価のアルコールで構成するとよい。

【００１９】このような試薬塗布具によれば、例えば基
板の種類や用途に応じて、液晶パネル用ガラス基板であ
ればエタノール系の試薬を封入した例えば２番のフェル
トペンと、プロパノール系の試薬を封入した例えば３番
のフェルトペンとを用いてガラス基板上に各試薬を簡単
に塗布することが可能となり、上記基板の濡れ性判定方
法によって、２番目のフェルトペンにより試薬としての
エタノールを塗布し、その付着程度が良好である場合に
は基板の濡れ性（清浄性）は許容範囲であると判定した
り、３番目のフェルトペンにより試薬としてのプロパノ
ールを塗布し、その付着程度が不良ではじかれる場合に
は濡れ性（清浄性）が不十分であるとして再度の基板洗
浄や焼成処理を行うといった判定を製造ラインの現場で
簡便に行うことができるようになる。

【００２０】また、本発明の液晶装置の製造方法は、基
板上に薄膜をパターニングしてなる液晶装置の製造方法
において、上記基板の一部に付着張力の異なるｎ種類
（ｎは１以上の整数）の液状試薬を塗布する塗布過程
と、上記基板上における各液状試薬の塗布膜の付着程度
を測定する測定過程と、上記測定過程において測定され
た液状試薬の付着程度に基づいて基板の濡れ性の良否を
判定する判定過程と、を少なくとも有することを特徴と
する。

【００２１】この製造法によれば、簡便な方法で基板の
濡れ性が判定できるため、基板上の薄膜の形成の精度を
きわめて高く維持することができ、液晶装置の品質をよ
り高めることができるものである。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
図面を用いて説明する。

【００２３】ここに、図１は基板への液体試薬の塗布状
態を示す概略図、図２は基板に塗布された液体試薬の塗
布状態を示す説明図、図３は本実施形態に用いられる試
薬塗布具の一構成例を示す概略図である。

【００２４】図１において、符号１は基板の一種として
の液晶装置用のガラス基板を示す。

【００２５】ガラス基板としては例えば無アルカリガラ
スや石英の基板などが用いられ、その表面には、例えば
アクティブマトリクス型の液晶パネルであればスイッチ
ング素子として設けられるＴＦＤ（Thin Film Diode：
薄膜ダイオード）やＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄
膜トランジスタ）を形成するための金属、半導体、ある
いはそれらのパターニングのためのレジスト等の薄膜が
形成されるようになっている。

【００２６】さらに、このガラス基板１上には、上記ス
イッチング素子に信号を供給するための端子部が形成さ
れ、例えばＣＯＧ（Chip On Glass：チップオングラ
ス）方式や、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding：テープ
オートメーテッドボンディング）方式等により、駆動用
ＩＣや、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit：可撓性基
板）が実装されるようになっており、それらとガラス基
板を接着するためのＡＣＦ（Anisotropy Conductive Fi
lm：異方性導電膜）が配置されるようになっている。

【００２７】このガラス基板１は、例えば所定の洗浄液
に浸漬されて脱脂処理や不純物除去が行われ純水によっ
て洗浄液の除去が行われた後に乾燥される。

【００２８】そして、このガラス基板１を用いて例えば
アクティブマトリクス型の液晶パネルを製造する場合に
は、ガラス基板１は上記スイッチング素子を形成する製
造ラインや、基板同士をシール材によって接着する工程
や、駆動用ＩＣを実装する工程等に搬送される。

【００２９】ここで、ガラス基板１は上述のような洗浄
が行われてはいるが、洗浄が不十分な場合や乾燥時の水
垢等の付着により、スイッチング素子や端子部のパター
ニング精度や、シール部における基板同士の密着性や、
駆動用ＩＣの導通の信頼性等の製品品質に影響を与える
程度に表面が汚染されている場合がある。

【００３０】そこで、ガラス基板１の表面の清浄性を確
認して製品の歩留まりを向上させるために、製造ライン
に搬送されるガラス基板１について所定枚数毎に基板表
面の濡れ性の判定を行うこととなる。

【００３１】具体的には、例えば１００枚毎にサンプル
としてのガラス基板１を抽出し、そのガラス基板１の４
辺の周縁部１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに液状試薬２ａ，２
ｂ，２ｃ，２ｄを塗布する。試薬の塗布を周縁部に行っ
たのは液晶パネルの表示部となる部分を避けて検査を行
うためである。

【００３２】上記液状試薬２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄとし
ては、分子量の異なる一価または多価のアルコールが用
いられる。

【００３３】このように分子量の異なるアルコールを液
状試薬として用いるのは、分子量が小さい程濡れ易く、
分子量が大きい程濡れ難くはじかれ易いという性質を有
している（即ち、濡れ易さについて、メタノール＞エタ
ノール＞プロパノール・・・である。）ため、各試薬を
これら分子量の異なるアルコールとすることにより接触
角の対比が明確となり濡れ性の判定が容易となるためで
ある。

【００３４】なお、上記液状試薬２ａ，２ｂ，２ｃ，２
ｄを基板上に滴下した場合には図５に示すような液滴Ａ
となるが、この際のγAcosθは付着の尺度を表す付着張
力を示し、上記の濡れ易さ或いははじかれ易さはこの付
着張力を反映しているものと考えられる。したがって、
本実施例では、液状試薬を分子量の異なるアルコールで
構成したが、これに限らず付着張力の異なる所定の液体
であれば同様の試薬として適用することが可能である。

【００３５】また、本実施形態では液状試薬２ａ，２
ｂ，２ｃ，２ｄとして、２ａに例えばメタノール，２ｂ
に例えばエタノール，２ｃにプロパノール，２ｄにブタ
ノールを用いた。なお、液状試薬はこれら限定されるも
のではなく、上記アルコールを適宜混合してもよいし、
その他二価アルコールとしてのジオールや三価アルコー
ルとしてのトリオール等を用いることも考えられる。

【００３６】また、本実施形態では、液状試薬２ａ，２
ｂ，２ｃ，２ｄを塗布するために図３および図４に示す
ようなフェルトペン状の試薬塗布具３を用いた。

【００３７】図３において、４は各種アルコールに対し
て耐溶性を有する樹脂や金属等で形成されるケースであ
り、このケース４の絞り込まれた一端にはフェルト等の
浸透性のある材料で形成される芯材５が挿通され、芯材
５の先端部５ａは一定幅（例えば、５ｍｍ）の直線が引
き易いように所定形状にカットされている。

【００３８】そして複数本の試薬塗布具３，３・・・
は、例えば１番ペン，２番ペン，３番ペン，４番ペンな
ど区別され、各試薬塗布具３のケース４内にはそれぞれ
上記液状試薬２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの一つが所定量ず
つ充填されている。

【００３９】また、図４に示すように、各試薬塗布具３
には未使用時に試薬の蒸発や漏れを防ぐ気密性のキャッ
プ６が取り付けられるようになっている。なお、図４に
おいては、ケース４は筒状の軸部４ａと蓋部４ｂとから
構成されている。

【００４０】このようにして構成された例えば１番ペン
〜４番ペンの試薬塗布具３を用いて、図３に示すように
芯材の先端部５ａを基板１の周縁部に当接させて、図１
に示すように基板１の４辺に沿って各液状試薬２ａ，２
ｂ，２ｃ，２ｄをそれぞれ直線的に塗布する。

【００４１】図２は、液状試薬の塗布状態を例示するも
のであり、例えばガラス基板１の表面が十分に清浄であ
り活性度が高い場合には（ａ）に示すように液状試薬は
高い濡れ性を示し比較的幅の広い線状となる。また、ガ
ラス基板１の表面が不純物の付着等によりある程度汚染
されている場合には（ｂ）に示すように若干幅の狭い線
状となり、表面の汚染の程度が大きい場合には、（ｃ）
に示すように試薬は濡れ性が極端に悪くなり水玉状には
じかれる状態となる。

【００４２】このように（ｃ）の如く視覚的に見て明ら
かに濡れ性が悪く、ガラス基板１の表面が不純物等によ
って汚染されていることが明確な場合には、即、ガラス
基板１およびそのガラス基板１を抽出したロットのガラ
ス基板全数を再度洗浄する工程にまわすこととなる。

【００４３】一方、上記（ａ），（ｂ）のように視覚に
よる判定が微妙な場合にはノギスやマイクロメータ等の
測定器具を用いて、各液状試薬２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ
について線幅を精密に測定する。

【００４４】そして、その測定結果に基づいて、例えば
液状試薬２ａ（メタノール）の線幅が４．８〜５ｍｍの
範囲内、液状試薬２ｂ（エタノール）の線幅が４．５〜
５ｍｍの範囲内、液状試薬２ｃ（プロパノール）の線幅
が４．２〜５ｍｍの範囲内、液状試薬２ｄ（ブタノー
ル）の線幅が４〜５ｍｍの範囲内である場合等にはガラ
ス基板１は十分に清浄で活性度が高いと判定してガラス
基板を次の工程に送ることができる。

【００４５】また、例えば液状試薬２ａ（メタノール）
の線幅が４．８ｍｍ未満、液状試薬２ｂ（エタノール）
の線幅が４．５ｍｍ未満、液状試薬２ｃ（プロパノー
ル）の線幅が４．２ｍｍ未満、液状試薬２ｄ（ブタノー
ル）の線幅が４ｍｍ未満である場合等には、ガラス基板
１の表面が不純物等によって汚染されていると判定して
そのガラス基板１を抽出したロットのガラス基板全数を
再度洗浄する工程にまわすこととなる。

【００４６】なお、上記例では、測定器具により手動的
に液状試薬の塗布領域の幅を測定する場合について述べ
たが、これに代えて、例えば各液状試薬２ａ，２ｂ，２
ｃ，２ｄの塗布状態をＣＣＤカメラ等で撮影し、その撮
影により得られる画像データについてマイクロコンピュ
ータ等の演算装置により所定の演算処理を施して所定領
域に対応する画像データを二値データ化するなどの加工
をして、画像の明暗等から各液状試薬の塗布領域の線幅
や面積を算出し、その線幅値あるいは面積値を予め設定
した値と比較し、その設定値を上回っている場合にはガ
ラス基板１は濡れ性が高く清浄であると判定し、下回っ
ている場合には濡れ性が低く汚染されていると判定する
ようにすることも可能である。

【００４７】このような場合には、ガラス基板１の搬送
ラインに上記ＣＣＤカメラ等を配置することにより、本
発明に係る基板の濡れ性判定方法を製造工程の一環とし
て自動的に行うシステムを構築することができ、液晶パ
ネル等の生産性や歩留りを一層向上させることが期待で
きる。

【００４８】また、本実施形態ではガラス基板の濡れ性
を判定する場合について述べたがこれに限定されるもの
ではなくシリコン基板やＧａＡｓ基板等の半導体基板の
濡れ性を判定する場合にも同様にして適用することがで
きる。

【００４９】また、液状試薬に所定色の染料を添加して
着色することにより、塗布領域の線幅や面積の測定を行
い易くすることもできる。

【００５０】また、本実施形態ではガラス基板の周縁部
に試薬を塗布する場合について説明したがこれに限定さ
れるものではなく、基板の所定部位に例えば複数種類の
試薬塗布具３（例えば２番ペンと３番ペンなど）を並べ
て一度に塗布するようにして、濡れ性の判定に要する時
間を短縮することも可能である。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る基板
の濡れ性判定方法は、基板の一部に付着張力の異なるｎ
種類（ｎは１以上の整数）の液状試薬を塗布する塗布過
程と、上記基板上における各液状試薬の付着程度を測定
する測定過程と、上記測定過程において測定された液状
試薬の付着程度に基づいて基板の濡れ性の良否を判定す
る判定過程とを少なくとも有するようにしたので、ｎ種
類の液状試薬の付着程度を対比観察することにより基板
の濡れ性を正確且つ短時間で判定することが可能とな
る。

【００５２】また、上記液状試薬は、分子量の異なる一
価または多価のアルコールで構成することができ、この
ような液状試薬を用いる場合には、塗布後にシリコン基
板やガラス基板に不純物が残ることを回避することがで
き、製品の信頼性等に影響を及ぼすことがないという効
果がある。

【００５３】さらに、上記測定過程は、光学系を介して
得られる上記各液状試薬の塗布膜の塗布状況を示す画像
データを解析して各液状試薬の付着領域の幅あるいは付
着面積を測定し、上記判定過程は、上記各液状試薬の付
着領域の幅あるいは付着面積を予め設定した所定値と比
較して基板の濡れ性の良否を判定するようにでき、この
場合には生産性を一層向上させることができるという効
果がある。

【００５４】また、上記基板の濡れ性判定方法に用いら
れる試薬塗布具を、付着張力の異なるｎ種類（ｎは１以
上の整数）の液状試薬の一つをそれぞれ封入したｎ種類
（例えば１番目からｎ番目まで）のフェルトペンで構成
することができ、このような試薬塗布具によれば、再度
の基板洗浄や焼成処理の要否の判定を製造ラインの現場
で簡便に行うことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】基板への液体試薬の塗布状態を示す概略図であ
る。

【図２】基板に塗布された液体試薬の塗布状態を示す説
明図である。

【図３】本実施形態に用いられる試薬塗布具の構成例お
よび使用状態を示す概略図である。

【図４】本実施形態に用いられる試薬塗布具の構成例を
示す概略図である。

【図５】液体試薬の塗布後の断面状態の例を示す説明図
である。

【符号の説明】

１ ガラス基板 ２ａ〜２ｂ 液状試薬 ３ 試薬塗布具 ４ ケース ５ 芯材 ６ キャップ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板の一部に付着張力の異なるｎ種類（ｎ
   は１以上の整数）の液状試薬を塗布する塗布過程と、 上記基板上における各液状試薬の塗布膜の付着程度を測
   定する測定過程と、 上記測定過程において測定された液状試薬の付着程度に
   基づいて基板の濡れ性の良否を判定する判定過程と、 を少なくとも有することを特徴とする基板の濡れ性判定
   方法。
2. 【請求項２】上記液状試薬は、分子量の異なる一価また
   は多価のアルコールで構成されることを特徴とする請求
   項１記載の基板の濡れ性判定方法。
3. 【請求項３】上記測定過程は、光学系を介して得られる
   上記各液状試薬の塗布膜の塗布状況を示す画像データを
   解析して各液状試薬の付着領域の幅あるいは付着面積を
   測定し、 上記判定過程は、上記各液状試薬の付着領域の幅あるい
   は付着面積を予め設定した所定値と比較して基板の濡れ
   性の良否を判定することを特徴とする請求項１または請
   求項２に記載の基板の濡れ性判定方法。
4. 【請求項４】付着張力の異なるｎ種類（ｎは１以上の整
   数）の液状試薬の一つをそれぞれ封入したｎ種類のフェ
   ルトペンで構成されることを特徴とする請求項１から請
   求項３の何れかに記載の基板の濡れ性判定方法に用いら
   れる試薬塗布具。
5. 【請求項５】上記各フェルトペンに封入される液状試薬
   は、各々分子量の異なる一価または多価のアルコールの
   うちの一つで構成されることを特徴とする請求項４記載
   の試薬塗布具。
6. 【請求項６】基板上に薄膜をパターニングしてなる液晶
   装置の製造方法において、 上記基板の一部に付着張力の異なるｎ種類（ｎは１以上
   の整数）の液状試薬を塗布する塗布過程と、 上記基板上における各液状試薬の塗布膜の付着程度を測
   定する測定過程と、 上記測定過程において測定された液状試薬の付着程度に
   基づいて基板の濡れ性の良否を判定する判定過程と、 を少なくとも有することを特徴とする液晶装置の製造方
   法。