JP2557289B2

JP2557289B2 - ロールコータ

Info

Publication number: JP2557289B2
Application number: JP3131989A
Authority: JP
Inventors: 一夫木瀬; 秀喜足立; 康幸小八木; 英雄岡田; 高生山田; 哲雄東; 一人尾崎
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1991-05-07
Filing date: 1991-05-07
Publication date: 1996-11-27
Anticipated expiration: 2011-11-27
Also published as: JPH04334571A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、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
形成するロールコータに関する。

【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ロールコー
タにおいて、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ロ
ールコータを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、ステージ上
に保持されステージと一体的に所定の搬送方向に搬送さ
れる基板の表面に、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面を回転させながら接触させ
て、コーティングロールに供給された塗液を基板に塗布
するロールコータにおいて、コーティングロールの外周
面の最下部が搬送される基板の表面よりも上になるよう
にコーティングロールを待機させ、コーティングロール
の外周面と基板表面との接触面の前端が基板搬送方向の
前端側塗布非有効部内に入るようにコーティングロール
の下降速度と基板の搬送速度とを相対的に調節しつつコ
ーティングロールを基板表面に対して接触させて塗布を
開始させ、基板の塗布有効部内への塗布終了後にコーテ
ィングロールの外周面と基板表面との接触面の後端が基
板搬送方向の後端側塗布非有効部内に入るようにコーテ
ィングロールの上昇速度と基板の搬送速度とを相対的に
調節しつつコーティングロールを基板表面に対して引き
上げてコーティングロールを基板表面から離脱させるよ
うにコーティングロールの昇降を制御する昇降制御手段
を有することを特徴とする。

【０００８】

【作用】この発明によれば、コーティングロールの外周
面の最下部が搬送される基板の表面よりも上になるよう
にコーティングロールを待機させ、コーティングロール
の外周面と基板表面との接触面の前端が基板搬送方向の
前端側塗布非有効部内に入るようにコーティングロール
の下降速度と基板の搬送速度とを相対的に調節しつつコ
ーティングロールを基板表面に対して接触させて塗布を
開始させ、基板の塗布有効部内への塗布終了後にコーテ
ィングロールの外周面と基板表面との接触面の後端が基
板搬送方向の後端側塗布非有効部内に入るようにコーテ
ィングロールの上昇速度と基板の搬送速度とを相対的に
調整しつつコーティングロールを基板表面に対して引き
上げて基板表面から離脱させる。

【０００９】以上のようなロールコータを使用するこ
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、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、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、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、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2
8、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、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
はスクレーパバー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62、このグラビアロール62及びコ
ーティングロール12にそれぞれ接触して回転するオフセ
ットゴムロール64、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５mm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０．２mm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】この発明に係るロールコータにより基板表面に
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】この発明に係るロールコータにより基板表面に
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】この発明に係るロールコータによって塗液が塗
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】従来のロールコータ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】従来のロールコータ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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小八木康幸京都市上京区堀川通寺之内上る４丁目天神北町１番地の１大日本スクリーン製造株式会社内 (72)発明者岡田英雄京都市上京区堀川通寺之内上る４丁目天神北町１番地の１大日本スクリーン製造株式会社内 (72)発明者山田高生京都市上京区堀川通寺之内上る４丁目天神北町１番地の１大日本スクリーン製造株式会社内 (72)発明者東哲雄京都市上京区堀川通寺之内上る４丁目天神北町１番地の１大日本スクリーン製造株式会社内 (72)発明者尾崎一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

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ステージ上に保持されステージと一体的
に所定の搬送方向に搬送される基板の表面に、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面
を回転させながら接触させて、コーティングロールに供
給された塗液を基板に塗布するロールコータにおいて、コーティングロールの外周面の最下部が搬送される基板
の表面よりも上になるようにコーテイングロールを待機
させ、コーティングロールの外周面と基板表面との接触面の前
端が基板搬送方向の前端側塗布非有効部内に入るように
コーティングロールの下降速度と基板の搬送速度とを相
対的に調節しつつコーティングロールを基板表面に対し
て接触させて塗布を開始させ、基板の塗布有効部内への塗布終了後にコーティングロー
ルの外周面と基板表面との接触面の後端が基板搬送方向
の後端側塗布非有効部内に入るようにコーティングロー
ルの上昇速度と基板の搬送速度とを相対的に調節しつつ
コーティングロールを基板表面に対して引き上げて基板
表面から離脱させるようにコーティングロールの昇降を
制御する昇降制御手段を有することを特徴とするロール
コータ。
【請求項２】昇降制御手段は、コーティングロールを
基板表面に対して押し込んで塗布を行なうことを特徴と
する請求項１記載のロールコータ。