JPH05337431A - ロールコータによる基板表面への塗液塗布方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 塗液の無駄な消費を無くし、塗液塗布工程全
体としての塗液の消費量を必要最小限に抑える。 【構成】 アプリケータロール12の外周円筒面が基板１
の表面と接触していない時期においては、アプリケータ
ロール外周円筒面が基板表面と接触している時期に比
べ、アプリケータロールから基板の水平搬送路の方向へ
の塗液の供給量を少なくする。

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、液晶用ガラス基板、イメージセンサ用基板、半導体
基板等の基板を、間隔を置いて順次水平方向へ搬送しな
がら、アプリケータロールを各基板の表面に接触させ又
は押し付けて回転させることにより、アプリケータロー
ルを介し基板表面に塗液、例えばフォトレジスト液、ポ
リイミド樹脂等を順次塗布して、複数枚の基板の表面に
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】この種のロールコータとしては、従来、
例えば図５に示すような構成のものが使用されている。
このロールコータは、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で形成されたアプリケータロー
ル２の外周円筒面にドクタロール３の外周円筒面を近接
させ、これらアプリケータロール２とドクタロール３と
の近接部の上部に液溜部４を形成し、この液溜部４の上
方に、液溜部４内へフォトレジスト液等の塗液を供給す
る塗液供給管５を配設し、アプリケータロール２の下方
に、液晶用ガラス基板等の基板１を水平方向へ搬送する
複数の搬送ロール６を配設するとともに、その水平搬送
路を挾んでアプリケータロールと対向するようにバック
アップロール７を配設することにより構成されている。
そして、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、塗液
供給管５から液溜部４へ塗液を供給し、アプリケータロ
ール２及びバックアップロール７を回転させながら、搬
送ロール６によって基板１を水平方向へ搬送し、アプリ
ケータロール２とバックアップロール７との間に基板１
を通すことにより、アプリケータロール２の外周円筒面
から基板１の表面へ塗液が転移されるようにする。

【０００３】また、ロールコータの別の構成例として、
例えば実開平２−１３３４７０号公報には、基板を吸着
保持して水平方向へ搬送するステージ、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
供給用ロールを経るなどし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で形成されたアプリケータ
ロールなどを備えた構成のロールコータが開示されてい
る。このロールコータを使用して基板表面に所定の膜厚
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、アプリケータロールを
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、アプリケータ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、アプリケータロー
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、アプリケータロールの外周円筒面を基板表面に押し
付ける場合はそのアプリケータロールの外周円筒面の一
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。

【０００４】ところで、上記したようなそれぞれのロー
ルコータにおいて、アプリケータロールの外周円筒面の
軸線方向長さが基板の幅寸法より長い場合には、アプリ
ケータロールの外周円筒面から基板の表面へ塗液が転移
されて基板表面に塗液が塗布されたとき、アプリケータ
ロールの回転方向における、基板表面との接触位置より
後方側の位置では、アプリケータロールの外周円筒面
の、基板の幅寸法を越える両側部分に、基板表面へ転移
されずに塗液が残留することとなる。そして、この残留
した塗液は、アプリケータロールの外周円筒面から液溜
部へ持ち込まれ、また、アプリケータロールの外周円筒
面から、アプリケータロールに対しリバース回転する塗
液供給用ロールの外周円筒面を介して液溜部へ持ち込ま
れ、液溜部内に貯留された新鮮な塗液の品質を低下させ
る。また、基板が間隔を置いて水平方向へ順次搬送さ
れ、アプリケータロールの下方位置へ送り込まれてくる
場合において、アプリケータロールの外周円筒面が基板
の表面と接触していない時期（インターバル中）には、
アプリケータロールの外周円筒面に付着した塗液は、基
板の表面へ転移されないまま液溜部へ戻され、液溜部内
の新鮮な塗液の品質を低下させる。この結果、塗膜の高
精度化の要求に応えられなくなる。

【０００５】上記したようなアプリケータロール外周円
筒面から液溜部内への塗液の戻りによる問題を解消する
ため、図５に示すように、アプリケータロール２の回転
方向における、アプリケータロール２外周円筒面と基板
１表面との接触位置より後方側の位置に、アプリケータ
ロール２の外周円筒面と対向して残留塗液回収用のスク
レーパ８を付設し、そのスクレーパ８によりアプリケー
タロール２の外周円筒面から残留塗液を掻き取ってトレ
イ９内へ回収するようにすることが行なわれている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来
は、アプリケータロールの下方位置へ基板が送り込まれ
ているか否かに拘らず、アプリケータロールから基板の
水平搬送路の方向へは常に一定量の塗液が供給されるよ
うになっている。このため、アプリケータロール直下の
被塗布位置に基板が無いとき、すなわちアプリケータロ
ールの外周円筒面が基板表面に接触していないとき（イ
ンターバル中）には、アプリケータロールの外周円筒面
に付着した塗液は、基板表面へ転移されずにアプリケー
タロール外周円筒面上に残留し、その残留した塗液は、
スクレーパによってアプリケータロール外周円筒面から
掻き取られ、使用されないまま無駄に消費されてしま
い、工程全体としての塗液の消費量が大きくなってしま
う、といった問題点がある。

【０００７】この発明は、上記した問題点を解消するた
めになされたものであり、塗液の無駄な消費を無くし、
工程全体としての塗液の消費量を必要最小限に抑えるこ
とができる塗液塗布方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】少なくとも表層部分が弾
性を有するアプリケータロールの外周円筒面に塗液を供
給し、そのアプリケータロールの下方に配設された水平
搬送路上を、間隔を置いて水平方向へ順次搬送される各
基板の表面にアプリケータロールの外周円筒面を接触又
は押し付けながら回転させることにより、複数枚の基板
の表面に順次塗液を塗布する方法において、この発明で
は、アプリケータロールの外周円筒面が基板の表面と接
触していない時期においては、アプリケータロールの外
周円筒面が基板の表面と接触している時期に比べ、アプ
リケータロールから基板の水平搬送路の方向への塗液の
供給量が少なくなるように制御するようにした。

【０００９】アプリケータロールの外周円筒面が基板の
表面と接触していない時期においてアプリケータロール
から基板の水平搬送路の方向への塗液の供給量を少なく
するには、アプリケータロールの外周円筒面と、その外
周円筒面に近接して配設された塗液供給用ロールの外周
円筒面との間隔を狭くするようにすればよい。また、ア
プリケータロールの外周円筒面が基板の表面と接触して
いない時期において少なくともアプリケータロールの回
転速度を遅くするようにすればよい。

【００１０】また、別の構成として、間隔を置いて水平
方向へ順次搬送される複数枚の基板の表面にアプリケー
タロールの外周円筒面に対してその外周円筒面が接触又
は近接するように配設した塗液供給用ロールからアプリ
ケータロールの外周円筒面に塗液を転移させて順次塗液
を塗布する場合に、基板表面に塗布されずにアプリケー
タロールの外周円筒面に付着残留し塗液供給用ロールに
再び転移された塗液を、塗液供給用ロールの回転方向に
おける、アプリケータロール外周円筒面との接触位置よ
り後方側の位置に塗液供給用ロールの外周円筒面と対向
して配設されたスクレーパにより、塗液供給用ロールの
外周円筒面から除去するようにする方法であって、アプ
リケータロールの外周円筒面が基板の表面と接触してい
ない時期においては、スクレーパによって塗液供給用ロ
ールの外周円筒面から塗液を除去する動作が行なわれな
いように制御し、アプリケータロールの外周円筒面に付
着残留した塗液を次の基板の表面への塗液塗布に使用す
るようにした。

【００１１】

【作用】アプリケータロールの外周円筒面が基板の表面
と接触していない時期においては、アプリケータロール
の外周円筒面が基板の表面と接触している時期に比べ、
アプリケータロールから基板の水平搬送路の方向への塗
液の供給量が少なくなるように制御されるため、アプリ
ケータロールの外周円筒面から基板の表面へ転移されな
いままアプリケータロール外周円筒面に付着残留する塗
液の量が少なくなり、塗液の無駄な消費が無くなる。

【００１２】また、アプリケータロールの外周円筒面が
基板の表面と接触していない時期においては、スクレー
パによって塗液供給用ロールの外周円筒面から塗液を除
去する動作が行なわれず、アプリケータロールの外周円
筒面に付着残留した塗液は次の基板の表面への塗液塗布
に使用されるため、アプリケータロールの外周円筒面へ
供給された塗液が有効に使用され、塗液の無駄な消費が
無くなる。

【００１３】

【実施例】以下、この発明の好適な実施例について説明
する。

【００１４】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。

【００１５】図１に示したロールコータ10は、アプリケ
ータロール12と、このアプリケータロール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するとともに、一方の外周円筒面が
アプリケータロール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、16とを有している。そ
して、塗液供給用ロール14、16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、塗液供給用ロール
14の回転動作に伴って液溜部48からアプリケータロール
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、14、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、アプリケータ
ロール12を回転駆動させる駆動モータ22が装着されてい
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の中央部
に形成された雌ネジに螺合する雄ネジ部を有し、左右の
固定部材36、38に形設された貫通孔に摺動自在に挿通さ
れその上端部が各支持板18、20に当接してこれを支持す
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4
0、42によって常時下方へ付勢されている。そして、ア
プリケータロール12の直下位置を通って水平方向に、か
つアプリケータロール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。

【００１６】また、図２に示したロールコータは、アプ
リケータロール12と、外周円筒面に切欠き段差部が形成
されたドクタとしてのナイフロール50及びこのナイフロ
ール50と近接するとともにアプリケータロール12に接触
又は近接してアプリケータロール12と同一方向に回転す
るメタルロール52とを備え、ナイフロール50はメタルロ
ール52に対して一定範囲内で近接離反可能に構成されて
おり、ナイフロール50とメタルロール52との近接部上部
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56が付設されてい
る。支持枠62には、アプリケータロール12が軸着されて
おり、支持枠62は、支軸64を介して図示しない基台に軸
着されている。支持枠62を基台に対し、支軸64を中心に
鉛直面内において揺動させることにより、アプリケータ
ロール12、メタルロール52及びナイフロール50からなる
ロールユニットの全体を移動させて、アプリケータロー
ル12を上下方向へ移動させることができる構成となって
いる。図２において、ロールユニットの駆動機構や基板
搬送ステージ46の駆動機構、付勢装置40、42などは、図
示を省略している。

【００１７】図３に示したロールコータは、アプリケー
タロール12、塗液の液溜槽66、この液溜槽66の上方に近
接して配設された回転自在のドクタとしてのグラビアロ
ール68、このグラビアロール68及びアプリケータロール
12にそれぞれ接触して回転するオフセットゴムロール7
0、並びに、オフセットゴムロール70に付設されたスク
レーパロール72を備え、グラビアロール68がオフセット
ゴムロール70に対して一定押し込み量移動自在に構成さ
れている。支持枠78は、支軸80を介して図示しない基台
に軸着されており、支軸80を中心として支持枠78を揺動
させることにより、アプリケータロール12、グラビアロ
ール68、オフセットゴムロール70及びスクレーパロール
72からなるロールユニットの全体を移動させて、アプリ
ケータロール12を上下方向へ移動させることができる構
成となっている。

【００１８】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。

【００１９】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、ステージ46を
水平方向へ移動させて、図２及び図３にそれぞれ実線で
示すように基板１をアプリケータロール12の直下位置へ
移送する。このとき、アプリケータロール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。そして、基板１を移送するとともに、ア
プリケータロール12を待機位置から下方へ移動させ、基
板１の前端が、アプリケータロール12の回転軸を通る鉛
直線上の地点すなわちアプリケータロール12の最下部を
通過した時点で、アプリケータロール12を基板１の表面
に接触させる。アプリケータロール12が基板１の表面に
接触した後、引き続いてアプリケータロール12を下方へ
移動させ、アプリケータロール12を基板１表面に対し押
し込む。そして、アプリケータロール12が所定の押込み
量だけ押し込まれた時点で、アプリケータロール12の下
方への移動を停止させ、アプリケータロール12を基板１
の表面に対して押し込んだ状態で、基板１を水平方向へ
移動させながらアプリケータロール12を回転させること
により、基板１の表面に均一な厚みで塗液を塗布する。
基板１の表面への塗液の塗布が終了すると、アプリケー
タロール12を上方へ移動させて上記待機位置まで引き上
げる。

【００２０】間隔を置いて水平方向へ順次搬送される複
数枚の基板１に対して上記した一連の塗液塗布動作を繰
り返し行なうのであるが、図２及び図３において、それ
ぞれ実線で示すようにアプリケータロール12の外周円筒
面が基板１の表面と接触して基板１表面へ塗液が塗布さ
れている時期に比べ、それぞれ二点鎖線で示すようにア
プリケータロール12の外周円筒面が基板１の表面と接触
していない時期には、アプリケータロール12から基板１
の水平搬送路の方向への塗液の供給量が少なくなるよう
に制御するようにする。このために、図２に示したロー
ルコータでは、ナイフロール50をメタルロール52に対し
て移動自在とし、ナイフロール50の外周円筒面とメタル
ロール52の外周円筒面との間隔を調節して、例えば塗液
塗布中においてはその間隔を２０μｍとし、インターバ
ル中においてはその間隔を５μｍとする、といったよう
に制御する。また、図３に示したロールコータでは、オ
フセットゴムロール70に対するグラビアロール68の押し
込み量を大きくすることにより、アプリケータロール12
の外周円筒面から基板１の表面へ転移されないままアプ
リケータロール12外周円筒面に付着残留する塗液の量が
少なくなり、塗液の無駄な消費が無くなる。

【００２１】上記した説明では、基板表面への塗液の塗
布が行なわれていないインターバル中においてアプリケ
ータロールから基板の水平搬送路の方向への塗液の供給
量が少なくなるように制御するのに、ナイフロールとメ
タルロールとの間隔を狭くするように、又はオフセット
ゴムロールに対するグラビアロールの押し込み量を大き
くするようにしたが、図５に示すロールコータにおい
て、塗液供給用ロールとして機能するドクタロール３を
アプリケータロール２に対して一定距離近接離反可能に
構成し、インターバル中において両者の間隔を狭くする
ようにしてもよい。さらに、インターバル中においてメ
タルロール、グラビアロール及びアプリケータロールの
各回転速度を、特に少なくともアプリケータロールの回
転速度を遅くするように制御することにより、アプリケ
ータロールから基板の水平搬送路の方向への塗液の供給
量を少なくするようにしてもよい。

【００２２】また、図４に示すように、メタルロール52
の回転方向における、アプリケータロール12外周円筒面
との接触位置より後方側の位置に、メタルロール52の外
周円筒面と対向してスクレーパ82を付設し、そのスクレ
ーパ82により、基板１表面に塗布されずにアプリケータ
ロール12の外周円筒面に付着残留しメタルロール52に再
び転移された塗液を掻き取ってトレイ84内へ回収するよ
うにしたロールコータであって、スクレーパ82をメタル
ロール52の外周円筒面に対して接離自在とし、アプリケ
ータロール12の外周円筒面が基板１の表面と接触してい
ないインターバル中においては、スクレーパ82をメタル
ロール52の外周円筒面から離間させ、メタルロール52の
外周円筒面から塗液を除去する動作が行なわれないよう
にし、アプリケータロール12の外周円筒面に付着残留し
た塗液を次の基板の表面への塗液塗布に使用するように
することができる。これにより、アプリケータロール12
の外周円筒面へ供給された塗液は有効に使用されること
となり、塗液の無駄な消費を無くすことができる。

【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、塗液
の無駄な消費を無くし、工程全体としての塗液の消費量
を必要最小限に抑えることができる。

【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】別の構成の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】別の構成に係る方法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５】従来の方法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。

【符号の説明】

１ 基板 10 ロールコータ 12 アプリケータロール 46 ステージ 52 メタルロール（塗液供給用ロール） 70 オフセットゴムロール（塗液供給用ロール） 82 スクレーパ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/027

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも表層部分が弾性を有するアプ
   リケータロールの外周円筒面に塗液を供給し、そのアプ
   リケータロールの下方に配設された水平搬送路上を、間
   隔を置いて水平方向へ順次搬送される各基板の表面にア
   プリケータロールの外周円筒面を接触させ又は押し付け
   ながら回転させることにより、複数枚の基板の表面に順
   次塗液を塗布する方法において、前記アプリケータロー
   ルの外周円筒面が前記基板の表面と接触していない時期
   においては、アプリケータロールの外周円筒面が基板の
   表面と接触している時期に比べ、アプリケータロールか
   ら基板の水平搬送路の方向への塗液の供給量が少なくな
   るように制御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】 アプリケータロールの外周円筒面に対し
   外周円筒面が近接して配設された塗液供給用ロールを介
   し、前記アプリケータロールの外周円筒面に塗液が供給
   されるようにし、アプリケータロールの外周円筒面が基
   板の表面と接触していない時期においてアプリケータロ
   ールの外周円筒面と前記塗液供給用ロールの外周円筒面
   との間隔を狭くするように制御する請求項１記載の、ロ
   ールコータによる基板表面への塗液塗布方法。
3. 【請求項３】 アプリケータロールの外周円筒面が基板
   の表面と接触していない時期において少なくともアプリ
   ケータロールの回転速度を遅くするように制御する請求
   項１記載の、ロールコータによる基板表面への塗液塗布
   方法。
4. 【請求項４】 アプリケータロールの外周円筒面に対し
   てその外周円筒面が接触又は近接するように塗液供給用
   ロールを配設し、塗液供給用ロールからアプリケータロ
   ールへ供給される塗液の量を制御するドクタを塗液供給
   用ロールの外周円筒面に接触又は近接して配設し、アプ
   リケータロールの外周円筒面が基板の表面と接触してい
   ない時期においては、アプリケータロールの外周円筒面
   が基板の表面と接触している時期に比べ、塗液供給用ロ
   ールの外周円筒面とドクタとの間隔を狭くするように、
   又は塗液供給用ロールの外周面に対するドクタの押し込
   み量を大きくするように制御する請求項１記載の、ロー
   ルコータによる基板表面への塗液塗布方法。
5. 【請求項５】 少なくとも表層部分が弾性を有するアプ
   リケータロールの外周円筒面に対してその外周円筒面が
   接触又は近接するように配設した塗液供給用ロールから
   アプリケータロールの外周円筒面に塗液を供給し、その
   アプリケータロールの下方に配設された水平搬送路上
   を、間隔を置いて水平方向へ順次搬送される各基板の表
   面にアプリケータロールの外周円筒面を接触させ又は押
   し付けながら回転させることにより、複数枚の基板の表
   面に順次塗液を塗布し、かつ、基板表面に塗布されずに
   アプリケータロールの外周円筒面に付着残留し塗液供給
   用ロールに再び転移された塗液を、塗液供給用ロールの
   回転方向における、アプリケータロール外周円筒面との
   接触位置より後方側の位置に塗液供給用ロールの外周円
   筒面と対向して配設されたスクレーパにより、塗液供給
   用ロールの外周円筒面から除去するようにする方法であ
   って、前記アプリケータロールの外周円筒面が前記基板
   の表面と接触していない時期においては、前記スクレー
   パによって塗液供給用ロールの外周円筒面から塗液を除
   去する前記動作が行なわれないように制御し、アプリケ
   ータロールの外周円筒面に付着残留した塗液を次の基板
   の表面への塗液塗布に使用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。