JPH11114469A - レジスト塗布装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】レジスト塗布部等で発生した異物をレジスト循
環系で除去してガラス基板の塗膜への混入を防止する。 【解決手段】レジスト受け皿に貯留したレジスト溶液に
一部を没して回転するレジスト塗布ロール３の下面部分
を受けてレジスト塗布ロールの変形を防ぐ凹面受け部を
形成した支え部材６の内面の長手方向にわたってレジス
ト塗布ロールの回転方向と交差する溝６ｃを形成し、こ
の溝６ｃ内にレジスト吐出管７ａの開口端を位置させる
ことにより溝６ｃに沿ってレジスト溶液を循環させて当
該溝内に存在する異物を排出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レジスト塗布装置
に係り、特にガラス板等の基板にフォトレジストやカラ
ーフィルタ用のレジスト、あるいは各種の絶縁膜、保護
膜等を形成するためのレジストを均一な薄膜状に塗布す
るためのレジスト塗布装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種のレジスト等のスラリを
ガラス板等の薄い基板の表面に均一に塗布するレジスト
塗布装置は、例えば液晶パネルを構成するガラス基板の
一面に顔料等のカラーフィルタ用の着色剤を含有したフ
ォトレジストの塗布手段として知られている。

【０００３】特に、液晶表示素子用のガラス基板にフォ
トレジストを塗布する際に、ガラス基板内の膜厚分布の
偏りを低減することと、塗布した薄膜中に異物が混入す
るのを防止する必要がある。

【０００４】なお、以下において「レジスト」は、写真
蝕刻用フォトレジストやカラーフィルタ用のカラーレジ
スト、あるいは絶縁膜、保護膜、その他の有機樹脂膜材
料を言う。

【０００５】図５は既知のレジスト塗布装置の要部構造
を説明する模式的斜視図であって、１はガラス基板、２
は押さえロール、３はレジスト塗布ロール（以下、単に
塗布ロールとも言う）、５はレジスト溶液を貯留するレ
ジスト受け皿、６はロール支え部材、８は押さえロール
駆動モータ、９は塗布ロール駆動モータ、１０は基板搬
入部、１０ａは搬入ローラ、１１は基板搬出部、１１ａ
は搬出ローラ、２０はレジスト塗布部である。

【０００６】レジスト塗布部２０は、押さえロール２、
塗布ロール３、レジスト受け皿５、押さえロール駆動モ
ータ８、レジスト塗布ロール駆動モータ９を備えてお
り、基板搬入部１０は複数の搬入ローラ１０ａを、基板
搬出部１１は搬出ローラ１１ａを備えている。

【０００７】押さえロール２と塗布ロール３とは上下に
対向するように、かつ塗布ロール３は押さえロール２の
下方に配置されて、塗布ロール３によってレジスト受皿
５に貯留されたレジスト溶液が汲み上げられ、ガラス基
板１の下面に塗布されるようになっている。

【０００８】すなわち、塗布ロール３は剛性を有する軸
芯に所要の径の細線（スレンレス鋼等のワイヤ）を巻回
してなり、レジスト受け皿５に少なくともその一部が浸
漬するように配置され、レジスト受皿５に満たされたレ
ジスト溶液を、その回転により巻き込んで汲み上げ、こ
れをガラス基板１に接触させて塗布する。このレジスト
溶液は、例えば顔料等の着色剤を含有した有機樹脂材料
からなる。

【０００９】塗布ロール３の軸芯にはレジスト塗布ロー
ル駆動モータ９の回転軸に連結され、また押さえロール
２の軸芯には、押さえロール駆動モータ８の回転軸が連
結されて、塗布ロール３と押さえロール２の回転間隙を
通過してガラス基板１が搬送されるようになっている。
なお、上記塗布ロール３と押さえロール２とを単一の駆
動モータ機構で回転させるようにすることもできる。

【００１０】複数の搬入ローラ１０ａと搬出ローラ１１
ａは略等間隔に設置されており、ガラス基板１がこれら
のローラに沿って搬入されてレジスト塗布部２０を通過
して搬出されるように構成されている。

【００１１】図６は図５に示したレジスト塗布装置の塗
布メカニズムを説明するための模式図であって、４はレ
ジスト溶液、４ａは塗布ロール３で汲み上げられたレジ
スト溶液溜まり、４ｂは塗布されたレジスト塗膜、６は
レジスト塗布ロール３を水平に保持するロール支え部
材、７ａはレジスト循環のための吐出管である。なお、
受皿５中のレジスト溶液の補給系は図示を省略してあ
る。

【００１２】図示したように、ガラス基板１は塗布ロー
ル３と押さえロール２の対向部に搬入され、押さえロー
ル２の押圧力で塗布ロール３に押し付けられながら矢印
Ａ方向に進行する。

【００１３】レジスト受皿５に貯留されたレジスト溶液
４は塗布ロール３の回転で汲み上げられ、ガラス基板１
の搬入側にレジスト溶液溜まり４ａを形成する。このレ
ジスト溶液溜まり４ａがガラス基板１に接触して塗布さ
れる。

【００１４】ガラス基板１はその裏面にレジスト溶液が
塗布されて塗布ロール３を通過して搬出されるとき、当
該塗布ロール３は塗布されたレジスト溶液の余剰分を掻
き落として所要の厚さのレジスト塗膜４ｂを形成する。

【００１５】このレジスト塗膜４ｂの厚さは、レジスト
溶液の粘度、ガラス基板１の搬送速度、レジスト塗布ロ
ール３の直径とその巻回ワイヤーのサイズ（線径、巻回
ピッチ）、および周速度等の諸条件で決定される。

【００１６】また、塗布ロール３を軸方向に平行に保持
する支え部材６はレジスト溶液の受け皿５に固定され、
その回転受け部分の形状も使用される塗布ロール３の形
状（直径、巻き付けたワイヤーのサイズ）に合わせて形
成されており、レジストの種類の切替え（カラーフィル
タの色切替え、等）を行なう場合、あるいは塗布するレ
ジストの膜厚を変更したい場合は塗布ロール３および支
え部材６と共にレジストの受け皿５も一緒に交換して塗
布を行なっている。

【００１７】すなわち、塗布ロール３は支え部材６に形
成された受け部分（円筒状凹面）に支えられて回転す
る。

【００１８】また、吐出管７ａはレジスト循環路を構成
し、レジスト受け皿５中のレジスト溶液を図示しないポ
ンプおよびフィルタを介して循環することでレジスト溶
液の構成成分の均一化と異物の除去を行っている。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】図７は上記従来のレジ
スト塗布装置の塗布部を構成する塗布ロールと支え部材
を説明する要部斜視図である。

【００２０】液晶パネルのカラーフィルタ等の薄層を形
成するための従来のレジスト塗布装置においては、塗布
ロール３はステンレス製の軸芯の中央部分（塗布に関与
する領域）にステンレス製のワイヤー３ａを巻回し、こ
の部分を塗布領域とし、その両端部分は支持部を構成し
ている。

【００２１】一方、支え部材６は硬質樹脂等で形成され
た本体部６ａとこの本体部を受皿の内底に固定する基体
部６ｂとからなり、レジスト循環のための吐出管７ａと
吸入管７ｂが支え部材６の外側に配置されている。

【００２２】この塗布ロール３と支え部材６とは基板が
通過しない状態では一般に０〜５０μｍ程度の間隙で回
転するようになっている。基板が通過するレジスト塗布
状態では、図６に示した押えロール２による押圧で塗布
ロール３が撓んで支え部材と密着し、支え部材６が摩耗
して異物が発生し、これが貯留されたレジスト溶液に混
入する。レジスト溶液に混入した異物は塗布ロール３の
回転で巻き上げられ、ガラス基板１に形成したレジスト
塗膜に残留し、これが膜不良の原因となる。

【００２３】図８は塗布ロールと支え部材の摩耗で発生
した異物がガラス基板のレジスト塗膜に残留する様子を
説明する模式図である。

【００２４】受皿に貯留したレジスト溶液４は支え部材
６上で回転する塗布ロール３のより巻き上げられてガラ
ス基板１の進入側でレジスト溜まり４ａを形成し、この
レジスト溜まり４ａがガラス基板１にレジスト塗膜４ｂ
を形成する。

【００２５】ガラス基板１は図示しない押えロールで上
方から押圧されて支え部材６と密着し、支え部材６との
接触部分を摩耗させる。この摩耗で発生した異物はレジ
スト溶液４中に混入し、塗布ロール３で巻き上げられて
レジスト塗膜４ｂに残留する。また、この異物は支え部
材６の凹面受け部や塗布ロールそのものを損傷する恐れ
もある。

【００２６】塗布されたレジスト塗膜中に異物が残留す
ると、液晶表示素子ではフィルタの形成不良となると言
う問題があった。

【００２７】なお、レジスト溶液中に混入する異物は、
支え部材の摩耗に原因するものに限らず、ワイヤーの欠
損でも発生し、さらに外部から侵入するものもある。

【００２８】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解消し、レジスト塗布部等で発生した異物をレジスト循
環系で除去することにより、塗膜への異物残留を防止し
たレジスト塗布装置を提供することにある。

【００２９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、レジスト塗布ロールを支える支え部材
の凹面受け部の内面に溝を形成すると共に、この溝の中
にレジスト循環用のレジスト溶液吐出管を配置し、溝の
中にレジスト溶液の流れを作り、溝の中に溜まる異物を
流し出、レジスト循環系でレジスト受け皿から排出する
構成とした。

【００３０】すなわち、本発明は、レジスト溶液を貯留
するレジスト受け皿と、レジスト受け皿に貯留したレジ
スト溶液に一部を没して回転するレジスト塗布ロール
と、レジスト塗布ロールの下面部分を受けて前記レジス
ト塗布ロールの変形を防ぐ凹面受け部を形成した支え部
材と、押さえロールとからなるレジスト塗布部を備え、
前記レジスト受け皿にレジスト吐出管とレジスト吸入管
を設置してレジスト溶液を循環させながら前記押さえロ
ールと前記レジスト塗布ロールとの間にガラス基板を通
過させ、前記レジスト受け皿に貯留されたレジスト溶液
を前記レジスト塗布ロールの回転によって巻き上げて前
記ガラス基板に接触させることにより前記ガラス基板に
レジスト溶液を塗布するレジスト塗布装置において、前
記支え部材の凹面受け部の内面の長手方向にわたって、
前記レジスト塗布ロールの回転方向と交差する溝を有
し、前記溝内に前記レジスト吐出管の開口端を位置させ
ることにより前記溝に沿ってレジスト溶液を循環させて
当該溝内に存在する異物を前記レジスト受け皿から排出
するようにしたものである。

【００３１】なお、溝の形状は断面矩形に限らず、断面
が円形、多角形、その他レジスト溶液の流通と吐出管の
設置に適当であれば、その形状は問わず、また、その形
成位置も凹面受け部の底部中央に限らず、その側壁に形
成してもよい。

【００３２】溝の中に設置するレジスト吐出管の開口端
は、当該溝の前端部、もしくは後端部で当該レジスト塗
布ロールの塗布領域から外れた位置とするのが好まし
く、レジスト吐出管の開口端を前記溝のレジスト溶液流
の上流で当該レジスト塗布ロールの長手方向塗布領域か
ら外れた部位、またはレジスト吐出管の開口端を前記溝
のレジスト溶液流の下流で当該レジスト塗布ロールの長
手方向塗布領域から外れた部位に位置させるのが望まし
い。

【００３３】また、支え部材の材質は高剛性の樹脂材で
もよいがステンレス材を用いることで溝を形成したこと
による剛性低下を効果的に防止できる。しかし、樹脂材
であっても、溝を形成しても塗布ロールの撓みに十分に
耐えることのできるものであればい。

【００３４】この構成により、レジスト塗布作業中に押
さえロールによる押圧力でレジスト塗布ロールと支え部
材の磨耗に起因する異物や、その他の原因でレジスト溶
液中に混入した異物がレジスト塗布ロールのレジスト溶
液汲み上げられることがなく、したがって、ガラス基板
に形成した塗膜の膜欠陥の発生を回避できる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、実施例を参照して詳細に説明する。

【００３６】図１は本発明によるレジスト塗布装置の第
１実施例の説明図であって、（ａ）はレジスト塗布ロー
ルと支え部材およびレジスト吐出管の構成を説明する要
部斜視図、（ｂ）は（ａ）に示した各構成要素の位置関
係の説明図である。

【００３７】レジスト塗布ロール３は図７で説明したよ
うに、塗布領域となるワイヤー３ａの巻回部分を持ち、
長手方向にわたって支え部材６の本体部６ａに形成した
凹面受け部に着座し、レジスト溶液を潤滑材として回転
する。

【００３８】支え部材６は、少なくともその本体部６ａ
は大きな剛性を有する材料で構成される。この実施例で
はステンレス材を用い、その凹面受け部の底面に溝６ｃ
を形成している。この溝６ｃは支え部材６の長手方向全
域にわたって形成され、両端は受皿中に開放している。

【００３９】溝６ｃは断面が矩形状を呈し、塗布ロール
３の塗布領域（ワイヤー３ａの巻回部分）から外側に外
れた位置にレジスト循環のためのレジスト吐出管７ａの
開口部が位置するように当該レジスト吐出管７ａを溝６
ｃ内に設置している。

【００４０】図２は本発明によるレジスト塗布装置の第
１実施例におけるレジスト塗布ロールと支え部材に形成
した溝およびレジスト吐出管の開口端の位置関係を説明
する概略断面図である。

【００４１】塗布ロール３は支え部材６の本体部６ｂに
形成した凹面受け部に着座して回転し、当該凹面受け部
の底部に形成した溝６ｃに設置したレジスト吐出管７ａ
の開放端Ｐ₀ が支え部材６の一端Ｐ₁ と塗布ロール３の
塗布領域（ワイヤー３ａの巻回部）の端部Ｐ₂ の間に位
置している。なお、塗布ロール３の塗布領域と支持部の
間の段差部分にレジスト吐出管７ａの開口端を位置させ
ることもできるが、レジスト溶液の流れ（矢印Ｂで示
す）が当該段差で阻害されてスムーズな流れを形成しな
い恐れがあるため、好ましくは上記段差部分を避けた位
置に配置するのがよい。

【００４２】塗布ロール３と支え部材６の摩擦によって
生じる異物は溝６ｃ内に落ち、これをレジスト吐出管７
ａの開口から吐出されるレジスト溶液で溝内を通して当
該溝６ｃの他端（下流側）から受け皿に流し出される。

【００４３】溝６ｃから受け皿に流れ出たレジスト溶液
は図示しない吸入管で吸入され、レジスト循環系に設け
たフィルタを通る際に混入している異物が除去される。

【００４４】この実施例の構成により、ガラス基板に塗
布されたレジスト塗膜の膜不良が回避され、かつ支え部
材の凹面受け部や塗布ロールの損傷が防止される。

【００４５】図３は本発明によるレジスト塗布装置の第
２実施例を説明するレジスト塗布ロールと支え部材に形
成した溝およびレジスト吐出管の開口端の位置関係を説
明する概略断面図である。

【００４６】この実施例では、前記第１実施例と同様
に、塗布ロール３は支え部材６の本体部６ｂに形成した
凹面受け部に着座して回転する。そして、当該凹面受け
部の底部に形成した溝６ｃに設置したレジスト吐出管７
ａの開放端Ｐ₀ が支え部材６の他端Ｐ₄ と塗布ロール３
の塗布領域（ワイヤー３ａの巻回部）の他端部Ｐ₃ の間
に位置している。

【００４７】なお、この実施例でも、塗布ロール３の塗
布領域と支持部の間の段差部分にレジスト吐出管７ａの
開口端を位置させることもできるが、レジスト溶液の流
れ（矢印Ｂで示す）が当該段差で阻害されてスムーズな
流れを形成しない恐れがあるため、好ましくは上記段差
部分を避けた位置に配置するのがよい。

【００４８】塗布ロール３と支え部材６の摩擦によって
生じる異物は溝６ｃ内に落ち、これをレジスト吐出管７
ａの開口から吐出されるレジスト溶液の流れに引きずら
れて溝６ｃ内を通して当該溝６ｃの他端から受け皿５に
流し出される。

【００４９】溝６ｃから受け皿５に流れ出た異物を含む
レジスト溶液は図示しない吸入管で吸入され、レジスト
循環系に設けたフィルタを通る際に混入している異物が
除去される。

【００５０】この実施例の構成により、ガラス基板に塗
布されたレジスト塗膜の膜不良が回避され、かつ支え部
材の凹面受け部や塗布ロールの損傷が防止される。

【００５１】図４はレジスト塗布装置における受け皿内
に貯留されたレジスト溶液の補給系と循環系の一例を説
明する要部模式図であって、符号１〜７は前記図１〜図
３と同様の構成部材を指し、２１は液面センサ、２２は
制御装置、２３はレジスト補給ポンプ、２４はレジスト
容器、２５はフィルタ、２６は供給管、２７はレジスト
循環ポンプ、２８はフィルタである。

【００５２】この構成では、レジスト循環系とレジスト
補給系は別個の系とされており、レジスト循環系はレジ
スト循環ポンプ２７とフィルタ２８および循環管（吐出
管７ａ、吸入管７ｂ）とからなり、レジスト補給系は液
面センサ２１、制御装置２２、レジスト補給ポンプ２
３、レジスト容器２４、フィルタ２５および供給管２６
から構成されている。

【００５３】受け皿５に貯留されたレジスト溶液４はレ
ジスト循環ポンプ２７とフィルタ２８を備えたレジスト
循環装置により常時循環され、受け皿４内のレジスト溶
液の均質性を保つようにしている。

【００５４】そして、受け皿５にはレジスト補給ポンプ
２３とフィルタ２５およびレジスト容器２４を備えたレ
ジスト補給装置が設置されており、ガラス基板１への塗
布によるレジスト溶液の減量に応じてレジスト溶液の補
給を行い、受け皿５内のレジスト溶液４の液面が一定と
なるようにしている。

【００５５】上記受け皿５に貯留されるレジスト溶液の
液面を一定に保つための液面制御は、受け皿５に貯留さ
れたレジスト溶液４の液面に例えば光反射式の液面セン
サ２１からレーザ光を照射し、その反射光を検出するこ
とで非接触で得た液面下降信号を制御装置２２に与え、
制御装置２２に予め設定してある基準値との照合演算に
よって補給必要量を算出し、この演算結果で補給ポンプ
２３を作動させてレジスト容器２４からレジスト溶液を
受け皿５に補給する構成を採用している。

【００５６】また、レジスト循環系を構成する吐出管７
ａの開口端部は、前記各実施例で説明したように、塗布
ロール３の支え部材６の形成した溝内に設置され、レジ
スト循環ポンプ２７によって当該溝内の異物を受皿５内
に流し出し、これを受皿５の適宜の部分に開口部設置し
た吸入管７ｂで吸入してフィルタ２８を通すことでレジ
スト溶液から異物を除去する。

【００５７】なお、受け皿５内のレジスト溶液４の粘度
調整のために、粘度検出手段や溶剤添加手段が設置され
るがここでは省略してある。

【００５８】このように、本発明の実施例の構成によ
り、特に塗布ロールと支え部材の摩擦で生じる異物がガ
ラス基板に塗布したレジスト塗膜に混入するのを防止で
き、高品質のレジスト塗膜を得ることができる。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
レジスト塗布ロールを保持する支え部材の当該塗布ロー
ルを受ける凹面受け部に溝を形成し、この溝内にレジス
ト溶液の流れを作ることによって、当該溝に入り込んだ
異物がガラス基板との間に形成されるレジスト溜まりに
巻き上げられることがなく、形成されたレジスト塗膜の
膜不良の発生を防止でき、高品質の塗膜を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるレジスト塗布装置の第１実施例の
説明図である。

【図２】本発明によるレジスト塗布装置の第１実施例に
おけるレジスト塗布ロールと支え部材に形成した溝およ
びレジスト吐出管の開口端の位置関係を説明する概略断
面図である。

【図３】本発明によるレジスト塗布装置の第２実施例を
説明するレジスト塗布ロールと支え部材に形成した溝お
よびレジスト吐出管の開口端の位置関係を説明する概略
断面図である。

【図４】レジスト塗布装置における受け皿内に貯留され
たレジスト溶液の補給系と循環系の一例を説明する要部
模式図である。

【図５】レジスト塗布装置の要部構造を説明する模式的
斜視図である。

【図６】図５に示したレジスト塗布装置の塗布メカニズ
ムを説明するための模式図である。

【図７】従来のレジスト塗布装置の塗布部を構成する塗
布ロールと支え部材を説明する要部斜視図である。

【図８】塗布ロールと支え部材の摩耗で発生した異物が
ガラス基板のレジスト塗膜に残留する様子を説明する模
式図である。

【符号の説明】

１ ガラス基板 ２ 押さえロール ３ レジスト塗布ロール ４ レジスト溶液 ５ レジスト受け皿 ６ 支え部材 ６ａ 本体部 ６ｂ 基体部 ６ｃ 溝 ７ レジスト循環管 ７ａ 吐出管 ７ｂ 吸入管 ８ 押さえロール駆動モータ ９ 塗布ロール駆動モータ １０ 基板搬入部 １０ａ 搬入ローラ １１ 基板搬出部 １１ａ 搬出ローラ ２０ レジスト塗布部。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１０年１１月６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図７】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ // Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５６４Ｚ (72)発明者 市村 幸雄 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内 (72)発明者 河野 和洋 千葉県茂原市早野3681番地 日立デバイス エンジニアリング株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レジスト溶液を貯留するレジスト受け皿
   と、レジスト受け皿に貯留したレジスト溶液に一部を没
   して回転するレジスト塗布ロールと、レジスト塗布ロー
   ルの下面部分を受けて前記レジスト塗布ロールの変形を
   防ぐ凹面受け部を形成した支え部材と、押さえロールと
   からなるレジスト塗布部を備え、前記レジスト受け皿に
   レジスト吐出管とレジスト吸入管を設置してレジスト溶
   液を循環させながら前記押さえロールと前記レジスト塗
   布ロールとの間にガラス基板を通過させ、前記レジスト
   受け皿に貯留されたレジスト溶液を前記レジスト塗布ロ
   ールの回転によって巻き上げて前記ガラス基板に接触さ
   せることにより前記ガラス基板にレジスト溶液を塗布す
   るレジスト塗布装置において、 前記支え部材の凹面受け部の内面の長手方向にわたって
   前記レジスト塗布ロールの回転方向と交差する溝を有
   し、前記溝内に前記レジスト吐出管の開口端を位置させ
   ることにより前記溝に沿ってレジスト溶液を循環させて
   当該溝内に存在する異物を排出することを特徴とするレ
   ジスト塗布装置。
2. 【請求項２】前記レジスト吐出管の開口端を前記溝のレ
   ジスト溶液流の上流で当該レジスト塗布ロールの長手方
   向塗布領域から外れた部位に位置させたことを特徴とす
   る請求項１に記載のレジスト塗布装置。
3. 【請求項３】前記レジスト吐出管の開口端を前記溝のレ
   ジスト溶液流の下流で当該レジスト塗布ロールの長手方
   向塗布領域から外れた部位に位置させたことを特徴とす
   る請求項１に記載のレジスト塗布装置。