JPH04334571A - ロールコータ - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ロールコータを使用
し、ステージ上に吸着保持された基板、例えば液晶用ガ
ラス基板、イメージセンサ用基板、半導体基板等を水平
方向へ移送しながら、コーティングロールを基板表面に
接触させ又は押し付けて回転させることにより、コーテ
ィングロールを介し基板表面に塗液、例えばフォトレジ
スト液、ポリイミド樹脂等を塗布して、基板表面に均一
かつ所定の膜厚の塗膜を形成する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の用途に使用されるロールコータ
は、液晶用ガラス基板等の基板を吸着保持して水平方向
へ移送するステージ、フォトレジスト液等の塗液を貯留
する液溜部、及び、この液溜部から１個もしくは数個の
塗液供給用ロールを経て供給される塗液を外周円筒面に
薄膜状に保持し、その外周円筒面の少なくとも表層部分
がゴム材等の弾性素材により形成されたコーティングロ
ールなどを備えて構成されている。このロールコータを
使用して基板表面にフォトレジスト膜等の所定の膜厚の
塗膜を形成するには、ステージに吸着保持されて水平方
向へ移送される基板の表面に、コーティングロールを回
転させながらその外周円筒面を接触させ又は押し付け、
コーティングロールの外周円筒面から基板表面へ塗液が
転移するようにされる。従って、コーティングロールの
外周円筒面は基板表面に接触した状態において、又は、
コーティングロールの外周円筒面を基板表面に押し付け
る場合はそのコーティングロール外周円筒面の一部が弾
性変形した状態において、塗液の塗布が行なわれること
になる。

【０００３】上記のように、塗液の塗布過程では、コー
ティングロールの外周円筒面を基板表面に押し付けた状
態とする必要がある場合において、コーティングロール
が上下方向に移動せずに、その高さ位置が固定されてい
るときは、以下のような不都合が生じる。すなわち、基
板をコーティングロールの直下位置へ送り込んだとき、
コーティングロールの外周円筒面に基板の前端が衝突し
、その時の衝撃がコーティングロール及び、例えばドク
ターロール等の塗液供給用ロールにおけるロール相互の
当接部分に伝わって塗液が振動し、その結果、コーティ
ングロールの外周円筒面に被着保持される塗液の膜に線
状の凹凸が生じ、それがコーティングロールからそのま
ま基板表面に転写されて、基板表面に形成された塗膜に
縞状の塗布むら欠陥（横段模様）を生じることになる。 また、基板の前端部のエッジに塗液が付着するとともに
、ステージ上面にも塗液が付着してそれを汚し、パーテ
ィクル発生の原因となる。この現象は、基板の後端部に
おいても同様に起こり、また、コーティングロールの回
転方向と基板の移送方向とが互いに逆向きになったリバ
ース式コーティングを行なう場合には、一層顕著になる
。さらに、特にリバース式コーティングを行なうときは
、基板の前端がコーティングロールの外周円筒面に衝突
した際に、コーティングロール表面のゴムが削られるな
どして、パーティクルが発生し、それが基板表面に付着
するといった不都合がある。

【０００４】そこで、上述したような不都合を解消する
ために、例えば実願平１−４０７６６号（実開平２−１
３３４７０号）の明細書中にも記載されているように、
コーティングロールを上下動自在に配設し、ステージ上
に保持されて移送されてくる基板の前端がコーティング
ロールの直下位置に達した時にコーティングロールを下
降させて基板表面に接触させ、基板の後端がコーティン
グロールの直下位置を通過し終わる時にコーティングロ
ールを上昇させて基板表面から離脱させるようにするこ
とが行なわれている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば液晶
用ガラス基板では、前端及び後端からそれぞれ所定範囲
、例えば約５ｍｍ程度の範囲は非有効部とされ、それら
前後の非有効部を除いた有効部に均一な所定厚みの塗膜
が形成されるようにする。そして、コーティングロール
を下方へ移動させ、要求される膜厚や塗液の種類に応じ
て水平方向へ移動する基板の表面に接触させるか、さら
に接触させた後基板表面に対しコーティングロールを所
定量、例えば０．２ｍｍ程度押し込んだ状態で基板表面
に塗液を塗布するようにする。従って、コーティングロ
ールを基板表面に接触させ、そして基板表面から離脱さ
せるときのタイミングが悪く、また、コーティングロー
ルの接触、押込み速度と基板の移送速度とが適切でない
と、図７に示すように、基板１に形成される塗膜２の厚
みが、前端側及び後端側の各非有効部ｂ、ｂ’において
有効部ａにおける所望厚みより厚くなる。例えば、塗液
の性質やコーティングロールの回転数などによって変わ
るが、非有効部ｂ、ｂ’における膜厚ｈ２が有効部ａに
おける膜厚ｈ１の２〜３倍程度となり、その結果、続い
て行なわれる密着焼付け工程において、露光用マスクと
の密着性が得られず、焼付け品質が低下することになる
。また、基板１の前端部及び後端部の各エッジに塗液の
垂れ３が生じたりして、パーティクル発生の原因になっ
たりする。さらにまた、図８に示すように、基板１の有
効部ａの、非有効部ｂ、ｂ’に隣接した部分に、所望厚
みの塗膜２が形成されないといったことも起こる。

【０００６】この発明は以上のような事情に鑑みてなさ
れたものであり、コーティングロールを上下動させ、そ
の外周円筒面を水平移動する基板の表面に接触させ、或
いは接触させてから所定量押し込み、塗液塗布後にコー
ティングロールを基板表面から離脱させるコーティング
方法において、基板の有効部全体にわたって均一な厚み
の塗膜が形成されるとともに、非有効部における塗膜の
厚みも必要以上に厚くなったりせず、また、基板の前端
部及び後端部の各エッジにパーティクル発生の原因とな
るような不要な塗液が付着するようなことも起こらない
ようにすることを技術的課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る、ロールコータによる基板表面への塗液塗布方法では
、上下動自在に支持されたコーティングロールを、待機
時においてはその最下部が水平移送されてくる基板の表
面より僅かに高位置になるように保持しておく。そして
、基板がコーティングロールの直下位置へ移送されてき
て、その前端が、コーティングロールの回転軸を通る鉛
直線上の地点を通過した後に、コーティングロールを基
板表面に接触させる。続いて、コーティングロールを下
方へ移動させてコーティングロールを基板表面に対し所
定量だけ押し込むようにするが、この押込み過程におい
ては、コーティングロールの押込み速度と基板の移送速
度とを相互に調節することにより、コーティングロール
外周円筒面と基板表面との接触面の前端境界線が基板の
前端側塗布非有効部内に入るようにする。基板の塗布有
効部への塗液の塗布が終了すると、コーティングロール
を上方へ移動させて引き上げるようにするが、この過程
では、コーティングロール外周円筒面と基板表面との接
触面の後端境界線が基板の後端側塗布非有効部内に入る
ように、基板の移送速度に対するコーティングロールの
引上げ速度を調節する。そして、コーティングロールの
直下位置から移送されていく基板の後端が、コーティン
グロールの回転軸を通る鉛直線上の地点を通過する前に
、コーティングロールを基板表面から離脱させるように
する。

【０００８】この発明の請求項２に係る、ロールコータ
による基板表面への塗液塗布方法では、上下動自在に支
持されたコーティングロールを、待機時においてはその
最下部が水平移送されてくる基板の表面より僅かに高位
置になるように保持しておく。そして、基板がコーティ
ングロールの直下位置へ移送されてきて、その前端が、
コーティングロールの回転軸を通る鉛直線上の地点を通
過した後に、コーティングロールを基板表面に接触させ
る。この接触過程においては、コーティングロールの接
触速度と基板の移送速度とを相互に調節することにより
、コーティングロール外周円筒面と基板表面との接触点
が基板の前端側塗布非有効部内に入るようにする。基板
の塗布有効部への塗液の塗布が終了すると、コーティン
グロールを上方へ移動させて引き上げるようにするが、
この過程では、コーティングロール外周円筒面と基板表
面との接触点が基板の後端側塗布非有効部内に入るよう
に、基板の移送速度に対するコーティングロールの引上
げ速度を調節する。そして、コーティングロールの直下
位置から移送されていく基板の後端が、コーティングロ
ールの回転軸を通る鉛直線上の地点を通過する前に、コ
ーティングロールを基板表面から離脱させるようにする
。

【０００９】ロールコータを使用し、以上のようにして
基板表面に塗液を塗布することにより、基板の塗布有効
部全体にわたって均一な塗膜が形成される。また、基板
の塗布非有効部に必要以上の厚みで塗液が付着したりす
ることがなく、また、基板の前端部及び後端部の各エッ
ジに不要な塗液が付着するようなことも起こらない。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の好適な実施例について説明
する。

【００１１】図１は、この発明に係る、基板表面への塗
液塗布方法を実施するのに使用するロールコータの１構
成例を示す要部斜視図である。また、図２及び図３はそ
れぞれ、ロールコータにより基板、例えば液晶用ガラス
基板の表面に塗液、例えばフォトレジスト液を塗布する
操作を説明するための模式図である。

【００１２】図１に示したロールコータ１０は、コーテ
ィングロール１２と、このコーティングロール１２の上
方に、同一水平面内において互いに平行に配設され、互
いに外周円筒面同士が近接又は接触するとともに、一方
の外周円筒面がコーティングロール１２の外周円筒面に
接触もしくは近接した一対の塗液供給用ロール１４、１
６とを有している。そして、塗液供給用ロール１４、１
６の当接部上部に形成される液溜部４８へ図示しない塗
液供給源から塗液が供給されて、その液溜部４８に塗液
が貯留され、ロール１４の回転動作に伴って液溜部４８
からコーティングロール１２の外周円筒面へ塗液が供給
されるようになっている。それら３本のロール１２、１
４、１６は、左右の支持板１８、２０に軸着されており
、一方の支持板２０には、コーティングロール１２を回
転駆動させる駆動モータ２２が取着されている。また、
両支持板１８、２０は、駆動モータ２４、この駆動モー
タ２４の回転軸に固着されたウォームギヤ２６、このウ
ォームギヤ２６にそれぞれ噛合した左右のウォームホイ
ール２８、３０、及び、それぞれ各ウォームホイールに
下端が固着されるとともに上端部が各支持板１８、２０
に当接してそれを支持し、左右の固定部材３６、３８に
形設された貫通孔に形成された雌ネジに螺合する左右の
鉛直ロッド３２、３４からなる上下動駆動機構により、
支軸４９、４９を支点として上下方向へ同時に揺動させ
られるようになっている。また、両支持板１８、２０は
、各固定部材３６、３８にそれぞれ固着された左右の付
勢装置４０、４２によって常時下方へ付勢されている。 そして、コーティングロール１２の直下位置を通って水
平方向に、かつコーティングロール１２と直交する方向
にレール４４が配設されており、このレール４４に案内
され図示しない駆動機構により駆動されて水平方向へ往
復移動自在とされた基板移送用ステージ４６が設けられ
ている。ステージ４６には吸着保持機構が内蔵されてお
り、ステージ４６の上面に多数個形成された吸着孔（図
示せず）を介してステージ４６上に基板１が吸着保持さ
れるようになっている。

【００１３】また、図２に示したロールコータは、コー
ティングロール１２と、外周円筒面に切欠き段差部が形
成された固定のナイフロール５０及びこのナイフロール
５０と近接するとともにコーティングロール１２に接触
又は近接してコーティングロール１２と同一方向に回転
するメタルロール５２とを備えて構成されており、ナイ
フロール５０とメタルロール５２との当接部上部に塗液
の液溜部５４が形成されるようになっている。さらに、
メタルロール５２にはスクレーパロール６６が付設され
ている。また、図３に示したロールコータは、コーティ
ングロール１２、塗液の液溜槽６０、この液溜槽６０の
上方に近接して配設された回転自在のグラビアロール６
２、このグラビアロール６２及びコーティングロール１
２にそれぞれ接触して回転するオフセットゴムロール６
４、並びに、オフセットゴムロール６４に付設されたス
クレーパロール６６’を備えて構成されている。

【００１４】上記したような構成のロールコータを使用
し、以下に示すような方法によって基板表面に塗液を塗
布する。

【００１５】基板移送用ステージ４６の吸着保持機構に
よってステージ４６上に基板１を吸着保持し、基板１を
図２及び図３にそれぞれ実線で示す位置からコーティン
グロール１２の直下位置へ移送する。このとき、コーテ
ィングロール１２は、その外周円筒面の最下部が基板１
の表面より僅かに高い位置、例えば１ｍｍ程度高い位置
で待機し、かつ、図２及び図３において矢印で示した方
向に回転し（図２及び図３は、リバース式コーティング
を行なう場合を例示している）、その外周円筒面に所定
厚みの塗液の薄膜が被着保持されている。

【００１６】そして、基板１を移送するとともに、コー
ティングロール１２を待機位置から下方へ移動させ、基
板１の前端が、コーティングロール１２の回転軸を通る
鉛直線上の地点すなわちコーティングロール１２の最下
部を通過した時点で、図４（Ａ）に示すようにコーティ
ングロール１２を基板１の表面に接触させる。この時、
コーティングロール１２と基板１表面との接触点Ａは、
基板１の塗布非有効部Ｈ内、例えば前端から内側へ５ｍ
ｍ程度の距離内に入るようにする。

【００１７】コーティングロール１２が基板１の表面に
接触した後、引き続いてコーティングロール１２を下方
へ移動させ、コーティングロール１２を基板１表面に対
し押し込む。そして、図４（Ｂ）に示すように、コーテ
ィングロール１２が所定の押込み量Ｄ、例えば０．２ｍ
ｍ程度押し込まれた時点で、コーティングロール１２の
下方への移動を停止させる。この押込み過程において、
コーティングロール１２の外周円筒面と基板１表面との
接触面Ｂの前端境界線Ｃが基板１の前端側の塗布非有効
部Ｈ内に入るようにする。

【００１８】コーティングロール１２を基板１の表面に
対し押し込んだ状態で、基板１を水平方向へ移動させな
がらコーティングロール１２を回転させることにより、
基板１の塗布有効部に均一な厚みで塗液を塗布し、その
塗布が終了すると、図５（Ａ）に示した状態からコーテ
ィングロール１２を上方へ移動させて上記待機位置まで
引き上げる。この引上げ過程においても、コーティング
ロール１２の外周円筒面と基板１表面との接触面Ｂ’の
後端境界線Ｃ’が基板１の後端側の塗布非有効部Ｈ’内
に入るようにする。また、図５（Ｂ）に示すように、コ
ーティングロール１２が基板１の表面から離脱する直前
において、コーティングロール１２と基板１表面との接
触点Ａ’が基板１の塗布非有効部Ｈ’内に入るようにし
、基板１の後端がコーティングロールの最下部を通過す
る前に、コーティングロール１２を基板１表面から離脱
させるようにする。

【００１９】上記したような条件を満足するように基板
１の水平移動に対するコーティングロール１２の上下移
動を制御するには、例えば、コーティングロール１２の
上下動駆動機構の駆動モータ２４及び基板移送用ステー
ジ４６の駆動機構の駆動モータ（図示せず）をそれぞれ
制御してコーティングロール１２の上下方向への移動速
度とステージ４６の水平方向への移送速度とを相互に調
節するとともに、各駆動モータのエンコーダ（図示せず
）からの信号によってコーティングロール１２及びステ
ージ４６の位置を検出し、それに基づいてコーティング
ロール１２とステージ４６とのタイミングを合わせるよ
うにする。また、基板１の長さを制御装置に入力してお
いて、上下動駆動機構によりコーティングロール１２を
適切な時機に引き上げるようにする。

【００２０】以上のようにして基板表面に塗液を塗布す
ることにより、図６に示すように、基板１の塗布有効部
全体にわたって均一な塗膜２が形成されるとともに、基
板１の塗布非有効部ｂ、ｂ’に塗液が盛り上がって付着
したりすることがなく、また、基板１の前端部及び後端
部の各エッジに不要な塗液が付着するようなこともなく
なる。

【００２１】尚、上記実施例では、コーティングロール
１２を基板１の塗布非有効部Ｈ内において接触させてか
ら所定量押し込む場合について説明したが、要求される
塗膜の膜厚や塗液の種類に応じ、例えばより大きな膜厚
が必要になる場合などにおいて、コーティングロールを
基板表面に接触させた後押し込まないで、つまり押込み
量＝０でコーティングを行なう場合も本発明の範囲に含
まれる。すなわち、コーティングロール１２が基板１の
表面に接触した後、コーティングロール１２の下方への
移動を停止させる。この接触過程において、コーティン
グロール１２の外周円筒面と基板１表面との接触点が基
板１の前端側の塗布非有効部Ｈ内に入るようにする。

【００２２】コーティングロール１２を基板１の表面に
対し接触させた状態で、基板１を水平方向へ移動させな
がらコーティングロール１２を回転させることにより、
基板１の塗布有効部に均一な厚みで塗液を塗布し、その
塗布が終了すると、コーティングロール１２を上方へ移
動させて引き上げる。この引上げ過程においても、コー
ティングロール１２の外周円筒面と基板１表面との接触
点が基板１の後端側の塗布非有効部Ｈ’内に入るように
する。また、図５（Ｂ）に示すように、コーティングロ
ール１２が基板１の表面から離脱する直前において、コ
ーティングロール１２と基板１表面との接触点Ａ’が基
板１の塗布非有効部Ｈ’内に入るようにし、基板１の後
端がコーティングロール１２の外周円筒面の最下部を通
過する前に、コーティングロール１２を基板１表面から
離脱させるようにする。

【００２３】

【発明の効果】この発明は以上説明したように構成され
かつ作用するので、この発明に係る方法によりロールコ
ータを使用して基板表面に塗液を塗布するときは、基板
の塗布非有効部に塗布有効部における塗膜厚みよりも厚
い塗膜が形成されて、塗布工程に続いて行なわれる密着
焼付けにおいて支障が出るといったようなことが無く、
また、基板の前端部及び後端部の各エッジに不要な塗液
が付着して、それがパーティクル発生の原因になったり
するようなことも無い。そして、基板の塗布有効部の全
体にわたって均一な塗膜が形成され、塗布品質が向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る、基板表面への塗液塗布方法を
実施するのに使用するロールコータの１構成例を示す要
部斜視図である。

【図２】ロールコータにより基板表面に塗液を塗布する
操作を説明するための模式図である。

【図３】別の構成に係るロールコータにより基板表面に
塗液を塗布する操作を説明するための模式図である。

【図４】この発明に係る方法により基板表面に塗液を塗
布する場合における、コーティングロールと基板の前端
部との位置関係を説明するための図である。

【図５】この発明に係る方法により基板表面に塗液を塗
布する場合における、コーティングロールと基板の後端
部との位置関係を説明するための図である。

【図６】この発明に係る方法によって塗液が塗布された
基板表面の塗布状態を示す一部省略側面図である。

【図７】従来の方法によって塗液が塗布された基板表面
の塗布状態を説明するための図である。

【図８】従来の方法によって塗液が塗布された基板表面
の塗布状態を説明するための図である。

【符号の説明】

１　　基板 ２　　塗膜 １２　　コーティングロール ４６　　ステージ Ａ、Ａ’　　コーティングロール外周円筒面と基板表面
との接触点 Ｂ、Ｂ’　　コーティングロール外周円筒面と基板表面
との接触面 Ｃ　　前端境界線 Ｈ　　基板の前端側塗布非有効部 Ｃ’　　後端境界線 Ｈ’　　基板の後端側塗布非有効部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　基板をステージ上に保持して水平方向
   へ移送し、その水平移送路の上方に配設され少なくとも
   表層部分が弾性を有するコーティングロールの外周円筒
   面に塗液を供給し、水平方向へ移送される前記基板の表
   面に前記コーティングロールの外周円筒面を押し付けな
   がら回転させることにより、基板表面に塗液を塗布する
   方法において、前記コーティングロールの外周円筒面の
   最下部が前記基板の表面より僅かに高位置になるように
   保持して待機させ、コーティングロールの直下位置へ移
   送されてくる基板の前端が、コーティングロールの回転
   軸を通る鉛直線上の地点を通過した後に、コーティング
   ロールを基板表面に接触させ、続いて、コーティングロ
   ールを下方へ移動させてコーティングロールを基板表面
   に対し所定量だけ押し込み、この押込み過程において、
   コーティングロールの押込み速度と基板の移送速度とを
   、コーティングロール外周円筒面と基板表面との接触面
   の前端境界線が基板の前端側塗布非有効部内に入るよう
   に相互に調節するとともに、基板の塗布有効部への塗液
   の塗布が終了した後コーティングロールを上方へ移動さ
   せて引き上げる過程において、基板の移送速度に対する
   コーティングロールの引上げ速度を、コーティングロー
   ル外周円筒面と基板表面との接触面の後端境界線が基板
   の後端側塗布非有効部内に入るように調節し、コーティ
   ングロールの直下位置から移送されていく基板の後端が
   、コーティングロールの回転軸を通る鉛直線上の地点を
   通過する前に、コーティングロールを基板表面から離脱
   させるようにすることを特徴とする、ロールコータによ
   る基板表面への塗液塗布方法。
2. 【請求項２】　　基板をステージ上に保持して水平方向
   へ移送し、その水平移送路の上方に配設され少なくとも
   表層部分が弾性を有するコーティングロールの外周円筒
   面に塗液を供給し、水平方向へ移送される前記基板の表
   面に前記コーティングロールの外周円筒面を接触させな
   がら回転させることにより、基板表面に塗液を塗布する
   方法において、前記コーティングロールの外周円筒面の
   最下部が前記基板の表面より僅かに高位置になるように
   保持して待機させ、コーティングロールの直下位置へ移
   送されてくる基板の前端が、コーティングロールの回転
   軸を通る鉛直線上の地点を通過した後に、コーティング
   ロールを基板表面に接触させ、この接触過程において、
   コーティングロールの接触速度と基板の移送速度とを、
   コーティングロール外周円筒面と基板表面との接触点が
   基板の前端側塗布非有効部内に入るように相互に調節す
   るとともに、基板の塗布有効部への塗液の塗布が終了し
   た後コーティングロールを上方へ移動させて引き上げる
   過程において、基板の移送速度に対するコーティングロ
   ールの引上げ速度を、コーティングロール外周円筒面と
   基板表面との接触点が基板の後端側塗布非有効部内に入
   るように調節し、コーティングロールの直下位置から移
   送されていく基板の後端が、コーティングロールの回転
   軸を通る鉛直線上の地点を通過する前に、コーティング
   ロールを基板表面から離脱させるようにすることを特徴
   とする、ロールコータによる基板表面への塗液塗布方法
   。