JPH09108600A - ロールコータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板の表面に被着された塗布液膜に筋状の膜
厚むらが現れるのを防止できるロールコータを提供す
る。 【解決手段】 アプリケータロール２の周面へ塗布液を
供給する塗布液供給用ロールユニットのうちの少なくと
も１本のロール４を、その軸線方向に往復移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、液晶用ガラス基
板、フィルム液晶用基板、イメージセンサ用基板、プリ
ント配線用基板、半導体ウエハ等の各種基板を水平方向
へ搬送しながら、アプリケータロールを基板の表面に接
触させて回転させることにより、アプリケータロールの
周面を介し基板表面に塗布液、例えばフォトレジスト
液、ポリイミド樹脂等を塗布して、基板の表面に所定の
膜厚の塗膜を形成するために使用されるロールコータに
関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のロールコータでは、水平搬送路
に沿って並設された複数本の搬送ロールにより基板を搬
送して、アプリケータロールとその下方のバックアップ
ロールとの間へ基板を送り込み、或いは、水平方向へ直
線移動自在に配設されたステージの上面に基板を保持し
搬送して、アプリケータロールの下方位置へ基板を送り
込み、塗布液供給用ロール或いは複数本のロールからな
る塗布液供給用ロールユニットを介してアプリケータロ
ールの周面に供給された塗布液を、アプリケータロール
がその周面を基板の表面に接触させながら基板の搬送方
向或いはそれと逆方向に回転することにより基板表面に
塗布した後、基板表面に塗布された塗布液を乾燥させる
ことにより、基板の表面に所定の膜厚の塗膜を形成する
ようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のロー
ルコータにおいては、塗布液の粘度むらにより、また、
ロールコータに特有の、いわゆる「うね」の影響によ
り、塗布液供給用ロール或いは塗布液供給用ロールユニ
ットの各ロールの周面に膜状に付着した塗布液膜に、従
ってそれが転写されてアプリケータロールの周面に膜状
に付着した塗布液膜に、ロールの軸線方向と直交する円
周方向に筋状のむらが生じることがあった。そして、ア
プリケータロールの周面から基板の表面へ塗布液膜が転
写されたときに、基板の表面に被着された塗布液膜に、
基板の搬送方向に沿った方向の筋状の膜厚むらが現れ
る、といった問題が生じていた。

【０００４】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、塗布液の粘度むらやロールコータに
特有の「うね」による影響を無くし、アプリケータロー
ルの周面に付着した塗布液膜に円周方向の筋状のむらが
生じないようにして、基板の表面に被着された塗布液膜
に筋状の膜厚むらが現れるのを防止することができるロ
ールコータを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
アプリケータロールの周面へ塗布液を供給する塗布液供
給用ロールもしくは複数本のロールからなる塗布液供給
用ロールユニットのうちの少なくとも１本のロールを、
その軸線方向に往復移動自在に支持し、そのロールを直
線的に往復移動させる直線移動手段を設けたことを特徴
とする。

【０００６】請求項２に係る発明は、請求項１に記載さ
れたロールコータにおいて、上記直線移動手段を、ロー
ルの回転支軸に固着された溝カムと、この溝カムの溝に
係合するカムフォロアとを備えて構成したことを特徴と
する。

【０００７】請求項３に係る発明は、請求項２に記載さ
れたロールコータにおいて、上記溝カムとして、ロール
の回転支軸と直交する円周方向に形成された溝を有する
ものを使用し、上記カムフォロアを、Ｌ字形をなし屈曲
部位を支点として回動するＬ字形リンク板の一端部に取
着し、前記Ｌ字形リンク板の他端部をリンク部材の一端
部に軸着し、そのリンク部材の他端部を、駆動モータの
回転軸に固着された回転円板の偏心位置に軸着して、直
線移動手段を構成したことを特徴とする。

【０００８】請求項１に係る発明のロールコータでは、
塗布液供給用ロール、或いは、複数本のロールからなる
塗布液供給用ロールユニットを有するものではそのうち
の少なくとも１本のロールが、直線移動手段によって軸
線方向に往復移動させられながら、塗布液供給用ロール
或いは塗布液供給用ロールユニットからアプリケータロ
ールの周面へ塗布液が供給される。従って、塗布液供給
用ロール或いは塗布液供給用ロールユニットの何れかの
ロールにおいて、その周面に膜状に付着した塗布液膜に
ロールの軸線方向と直交する円周方向の筋状のむらが生
じても、隣接するロール同士が相対的に軸線方向に移動
することによって、円周方向の筋状のむらが消し去られ
る。また、ロールから隣接するロールへ塗布液膜が転写
される際に転写部位で発生する細い筋状のむらも、隣接
するロール同士が相対的に軸線方向に移動することによ
って直ぐに消し去られる。このため、アプリケータロー
ルの周面に付着した塗布液膜には、円周方向の筋状のむ
らが生じることが無く、基板の表面に被着された塗布液
膜に筋状の膜厚むらが現れることが無くなる。

【０００９】請求項２に係る発明のロールコータでは、
回転支軸に固着された溝カムとその溝カムの溝に係合し
たカムフォロアとによって、回転運動がロールの直線往
復運動に換えられる。

【００１０】請求項３に係る発明のロールコータでは、
駆動モータが駆動されると、その回転軸に固着された回
転円板が回転し、回転円板の偏心位置に他端部が軸着さ
れたリンク部材の一端部が回転円板の回転に伴って往復
動し、さらに、リンク部材に他端部が軸着されたＬ字形
リンク板がリンク部材の往復動に伴って揺動し、Ｌ字形
リンク板の一端部に取着されたカムフォロアが溝カムの
溝に係合した状態で往復動することにより、溝カムが固
着されたロールの回転支軸がその軸線方向に往復移動す
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の最良の実施形態
について図面を参照しながら説明する。

【００１２】最初に、図４は、ロールコータの概略構成
を示す斜視図であり、このロールコータは、アプリケー
タロール２、オフセットロール４とピックアップロール
６とからなる塗布液供給用ロールユニット、及び、貯液
槽８から塗布液供給系が構成されている。また、図示を
省略したが、塗布液供給系の下方側には、水平方向に並
設された複数本の搬送ロール、及び、アプリケータロー
ル２の直下に配設されたバックアップロールから構成さ
れた基板搬送系が設けられている。尚、複数本の搬送ロ
ールとバックアップロールとから構成された基板搬送系
の代わりに、水平方向へ直線的に往復移動自在にステー
ジを配設し、そのステージの上面に基板を吸着等により
保持して搬送するように基板搬送系を構成してもよい。
この基板搬送系については、この発明の要旨と直接関係
しないので、これ以上の説明を省略する。

【００１３】塗布液供給系は、その全体が上下方向に移
動自在に支持されている。この塗布液供給系において、
貯液槽８内には塗布液、例えばフォトレジスト液（以
下、「レジスト液」という）が貯留されており、貯液槽
８内のレジスト液中にピックアップロール６の周面の一
部が浸漬されている。ピックアップロール６は、水平軸
回りに矢印方向へ図示しないモータにより一定速度で回
転駆動され、レジスト液を貯液槽８内からかき上げて周
面に膜状に付着させる。オフセットロール４は、水平軸
回りに矢印方向へ一定速度で回転駆動され、ピックアッ
プロール６がオフセットロール４に対して接離自在で隙
間寸法が調節可能となっていて、ピックアップロール６
の周面に膜状に付着したレジスト液がオフセットロール
４の周面に適量だけ転写される。また、アプリケータロ
ール２は、その周面がオフセットロール４の周面と接触
しており、水平軸回りに矢印方向へ図示しないモータに
より一定速度で回転駆動され、オフセットロール４の周
面に転写されて膜状に付着しているレジスト液がアプリ
ケータロール２の周面に再転写される。尚、図示例のも
のは、アプリケータロール２が基板Ｗの搬送方向と逆方
向に回転させられる、いわゆるリバースコーティング方
式のロールコータであるが、アプリケータロール２が基
板Ｗの搬送方向に回転させられる方式であってもよい。

【００１４】そして、基板Ｗは、基板搬送系によって一
定速度で水平方向へ搬送され、基板Ｗの前端がバックア
ップロールに接近して所定の塗布開始位置に達したとき
に塗布液供給系が下降してアプリケータロール２の周面
が基板Ｗの表面に接触し、基板Ｗは、アプリケータロー
ル２とバックアップロールとの間の隙間を通過して前方
へ搬送される。この間に、アプリケータロール２の周面
に転写されて膜状に付着したレジスト液が、アプリケー
タロール２の周面から基板Ｗの表面へ転写され、基板Ｗ
の表面に所定の膜厚のレジスト膜が被着形成される。

【００１５】以上説明した構成は、従来のロールコータ
と特に異なる点は無いが、このロールコータでは、アプ
リケータロール２の周面へ塗布液を供給する塗布液供給
用ロールユニットのうちの少なくとも１本のロール、図
４に示した例ではオフセットロール４が、その軸線方向
に往復移動自在に支持され、矢印方向に回転しながら直
線的に往復移動させられるような構成となっている。図
１ないし図３により、ロールを回転させながら軸線方向
に往復移動させる駆動機構の例について説明する。

【００１６】図１に一部を断面で表した概略構成図を示
し、図２にそれを右側から見た概略側面図を示した駆動
機構では、ロール１０が図４のオフセットロール４に相
当するものであり、ロール１０の両側の回転支軸１２、
１４が、ロールコータの固定部（図示せず）に固着され
た軸受１６、１６にそれぞれ、軸心線回りに回転自在に
かつ軸線方向に摺動自在に支持されている。一方の回転
支軸１２には、歯幅寸法が小さい従動ギア１８が固着さ
れている。また、固定部に固定されたローラ回転用駆動
モータ２０の回転軸２２にカップリング２４を介して連
接された駆動軸２６に、歯幅寸法が大きい駆動ギア２８
が固着されている。そして、駆動ギア２８と従動ギア１
８とが、互いの歯面同士を軸線方向において摺接可能に
噛合している。駆動ギア２８の歯幅は、従動ギア１８が
軸線方向に往復移動したときに駆動ギア２８から離脱し
ない程度の寸法に設定される。

【００１７】また、他方の回転支軸１４には、それと直
交する円周方向に溝３２が形成された溝カム３０が固着
されており、溝カム３０の溝３２の内側面にカムフォロ
ア３４が摺接可能に係合している。カムフォロア３４
は、Ｌ字形をなし屈曲部位を支点３８として回動するＬ
字形リンク板３６の一端部に取着されている。Ｌ字形リ
ンク板３６の他端部は、リンク棒４０の一端部に軸着さ
れ、そのリンク棒４０の他端部が、ロール直動用駆動モ
ータ４２の回転軸４４に固着された回転円板４６の偏心
位置に軸着されている。

【００１８】図１及び図２に示した駆動機構では、ロー
ル回転用駆動モータ２０が駆動されると、その回転駆動
力が駆動ギア２８から従動ギア１８へ伝達され、従動ギ
ア１８が回転支軸１２と一体に回転することにより、ロ
ール１０が回転させられる。また、同時に、ロール直動
用駆動モータ４２が駆動されると、その回転軸４４に固
着された回転円板４６が回転し、その回転円板４６の回
転に伴ってリンク棒４０が上下方向に往復動する。さら
に、リンク棒４０の往復動に伴ってＬ字形リンク板３６
が支点３８を中心に揺動し、Ｌ字形リンク板３６の一端
部に取着されたカムフォロア３４が溝カム３０の溝３２
に係合した状態で左右方向に往復動し、これにより、溝
カム３０が回転支軸１４と一体に軸線方向へ往復移動し
て、ロール１０が直線的に往復移動させられる。この
際、ロール１０の回転支軸１２、１４は、軸心線回りに
回転するとともに軸線方向へ直線的に往復移動するが、
駆動ギア２８と従動ギア１８とは噛合してそれぞれ回転
しながら、駆動ギア２８に対して従動ギア１８が軸線方
向に摺動し、また、溝カム３０は、カムフォロア３４と
係合して軸線方向に往復移動しながら、溝３２の内側面
をカムフォロア３４に摺接させて回転する。

【００１９】尚、図１及び図２に示した機構では、リン
ク棒４０とＬ字形リンク板３６との軸着位置やリンク棒
４０と回転円板４６との軸着位置を変えることにより、
ロール１０の、軸線方向における往復移動距離を調節す
ることができる。

【００２０】次に、図３に一部を断面で表した概略構成
図を示した駆動機構の他の一例では、ロール５０が図４
のオフセットロール４に相当し、ロール５０の両側の回
転支軸５２、５４が軸受５６、５６にそれぞれ、軸心線
回りに回転自在にかつ軸線方向に摺動自在に支持され、
一方の回転支軸５２の端部がスプライン軸５８に加工さ
れており、他方の回転支軸５４に溝カム６８が固着され
ている。一方の回転支軸５２のスプライン軸５８は、そ
れに一体形成されたキーに対応するキー溝が形成された
ボス穴６２を有する連接用円筒部材６０に、軸線方向に
摺動可能にかつ軸心線回りには連接用円筒部材６０と共
回りするように係合されている。そして、連接円筒部材
６０に駆動モータ６４の回転軸６６が、互いの軸心線を
一致させて固着されている。また、他方の回転支軸５４
に固着された溝カム６８の外周面には、軸心線と直交す
る円周方向に対し傾斜するように無端状の溝７０が形設
されている。そして、溝カム６８の溝７０にカムフォロ
ア７２が係合しており、カムフォロア７２は装置の固定
部に固着されている。

【００２１】図３に示した駆動機構では、駆動モータ６
４が駆動されると、その回転駆動力が連接用円筒部材６
０からスプライン軸５８へ伝達され、回転支軸５２が回
転することにより、ロール５０が回転させられる。そし
て、ロール５０と一体に回転支軸５４が回転し、回転支
軸５４に固着された溝カム６８も回転する。溝カム６８
が回転すると、溝カム６８は、その溝７０の内側面を固
定されたカムフォロア７２に摺接させて、軸線方向にも
往復移動する。この際、回転支軸５２のスプライン軸５
８と連接用円筒部材６０とは、互いに係合して一体に回
転しながら、連接用円筒部材６０に対してスプライン軸
５８が軸線方向に摺動する。

【００２２】尚、ロールを回転させながら軸線方向に往
復移動させる駆動機構は、図１及び図２や図３に示した
構成のものに限定されず、種々の構成のものを使用し得
る。

【００２３】図４に示したロールコータにおいて、図１
及び図２或いは図３に示したような駆動機構により、オ
フセットロール４は、その軸心線回りに回転させながら
軸線方向に往復移動させられる。このため、貯液槽８内
からかき上げられてピックアップロール６の周面に膜状
に付着したレジスト液膜に軸線方向と直交する円周方向
の筋状のむらが生じても、オフセットロール４の、軸線
方向における往復移動に伴って円周方向の筋状のむらが
消し去られる。また、ロールから隣接するロールへレジ
スト液膜が転写される際に転写部分で発生する細い筋状
のむらも、隣接するロール同士が相対的に軸線方向に移
動することによって直ぐに消し去られる。従って、オフ
セットロール４の周面からアプリケータロール２の周面
に転写されて、アプリケータロール２の周面に膜状に付
着したレジスト液膜には、円周方向の筋状のむらが生じ
ることが無く、このため、アプリケータロール２の周面
から基板Ｗの表面へ転写されて基板Ｗ表面に被着された
レジスト膜に、基板Ｗの搬送方向に沿った筋状の膜厚む
らが現れることも無い。

【００２４】図４に示したロールコータの塗布液供給系
は、アプリケータロール２とオフセットロール４とピッ
クアップロール６との３本のロールを備えて構成されて
いるが、塗布液供給系を構成するロールの本数は、アプ
リケータロールを含めて２本以上であれば、この発明を
適用し得る。例えば、図５に示したロールコータのよう
に、塗布液供給系をアプリケータロール７４、塗布液供
給用ロール（ピックアップロール）７６及び貯液槽７８
から構成し、塗布液供給用ロール７６を、その軸心線回
りに回転させながら軸線方向に往復移動させるようにし
てもよい。また、図６に示したロールコータのように、
塗布液供給系を、アプリケータロール８０、オフセット
ロール８２とピックアップロール８４とスキージロール
８６とからなる塗布液供給用ロールユニット、及び貯液
槽８８から構成し、塗布液供給用ロールユニットのうち
の少なくとも１本のロール、図示例ではピックアップロ
ール８４を、その軸心線回りに回転させながら軸線方向
に往復移動させるようにしてもよい。尚、図５及び図６
では、図４と同様に基板搬送系の図示を省略している。

【００２５】

【発明の効果】請求項１に係る発明のロールコータを使
用して基板の表面に塗布液を塗布するようにしたとき
は、塗布液の粘度むらやロールコータに特有の「うね」
による影響を無くして、基板の表面に被着された塗布液
膜に筋状の膜厚むらが現れるのを防止することができ、
塗膜の品質を向上させることができる。

【００２６】請求項２に係る発明のロールコータでは、
溝カムとカムフォロアとの組合せによりロールを回転さ
せながら直線往復移動させて、請求項１に係る発明の上
記効果を奏することができる。

【００２７】請求項３に係る発明のロールコータでは、
ロールを回転させる駆動モータとは別に駆動モータを使
用し、その駆動モータの回転運動を直線往復運動に変換
して、回転しているロールを直線往復移動させることが
でき、請求項１に係る発明の上記効果を奏することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ロールを回転させながら軸線方向に往復移動さ
せる駆動機構の１例を示し、その一部を断面で表した概
略構成図である。

【図２】図１に示した駆動機構を右側から見た概略側面
図である。

【図３】ロールを回転させながら軸線方向に往復移動さ
せる駆動機構の別の例を示し、その一部を断面で表した
概略構成図である。

【図４】この発明に係るロールコータの概略構成の１例
を示す斜視図である。

【図５】この発明に係るロールコータの概略構成の別の
例を示す斜視図である。

【図６】この発明に係るロールコータの概略構成のさら
に別の例を示す斜視図である。

【符号の説明】

２、７４、８０ アプリケータロール ４、８２ オフセットロール ６、８４ ピックアップロール ８、７８、８８ 貯液槽 １０、５０ ロール １２、１４、５２、５４ ロールの回転支軸 １６、５６ 軸受 １８ 従動ギア ２０ ロール回転用駆動モータ ２８ 駆動ギア ３０、６８ 溝カム ３２、７０ 溝カムの溝 ３４、７２ カムフォロア ３６ Ｌ字形リンク板 ３８ Ｌ字形リンク板の支点 ４０ リンク棒 ４２ ロール直動用駆動モータ ４４ 駆動モータの回転軸 ４６ 回転板 ５８ スプライン軸 ６０ ボス穴を有する連接用円筒部材 ６４ 駆動モータ ７６ 塗布液供給用ロール（ピックアップロール） ８６ スキージロール Ｗ 基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石崎 義人 滋賀県彦根市高宮町480番地の１ 大日本 スクリーン製造株式会社彦根地区事業所内 (72)発明者 栗栖 保之 兵庫県尼崎市上坂部１丁目２番１号 オプ トレックス株式会社尼崎工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平方向に搬送される基板の表面に周面
   が当接し周面から基板の表面へ塗布液を転写するアプリ
   ケータロールと、 このアプリケータロールの周面へ塗布液を供給する塗布
   液供給用ロールもしくは複数本のロールからなる塗布液
   供給用ロールユニットとを備えたロールコータにおい
   て、 前記塗布液供給用ロールもしくは塗布液供給用ロールユ
   ニットのうちの少なくとも１本のロールを、その軸線方
   向に往復移動自在に支持し、そのロールを直線的に往復
   移動させる直線移動手段を設けたことを特徴とするロー
   ルコータ。
2. 【請求項２】 直線移動手段が、ロールの回転支軸に固
   着された溝カムと、この溝カムの溝に係合するカムフォ
   ロアとを備えて構成された請求項１記載のロールコー
   タ。
3. 【請求項３】 溝カムが、ロールの回転支軸と直交する
   円周方向に形成された溝を有し、 カムフォロアが、Ｌ字形をなし屈曲部位を支点として回
   動するＬ字形リンク板の一端部に取着され、 前記Ｌ字形リンク板の他端部をリンク部材の一端部に軸
   着し、そのリンク部材の他端部を、駆動モータの回転軸
   に固着された回転円板の偏心位置に軸着して、直線移動
   手段が構成された請求項２記載のロールコータ。