WO1997026999A1

WO1997026999A1 - Method of and apparatus for applying coating liquid to base plate by die coater and apparatus for supplying coating liquid to die coater

Info

Publication number: WO1997026999A1
Application number: PCT/JP1996/002552
Authority: WO
Inventors: Masahiro Nakamura; Takuya Yokoyama; Tsutomu Nishio
Original assignee: Chugai Ro Co., Ltd.
Priority date: 1996-01-22
Filing date: 1996-09-06
Publication date: 1997-07-31
Also published as: DE69633871D1; KR19990081907A; DE69633871T2; EP0876848B1; KR100379104B1; CA2243388A1; EP0876848A4; EP0876848A1; US6309692B1

Description

明細害ダイコータによる基板への塗布方法及び塗布装置並びにダイコー夕への塗料供袷装置技術分野

本発明はダイコータによる基板への塗布方法及び塗布装置並びにダイコ一夕への塗料供給装置に関する。特に、本発明は、薄い基板に塗料を一定の厚みで塗布するダイコータによる基板への塗布方法及び塗布装置に関する。また、本発明は塗料供給装置に関し、限定的ではないが、ダイコータを有する塗布装置に利用できるものである。発明の背景

特開平 4一 6 1 9 5 5号、特開平 1—1 3 5 5 6 5号には、ガラス基板にフオトレジスト液を塗布する方法（この方法は一般にスピンコーティングと呼ばれる。）が開示されている。このスビンコ一ティングでは、基板は回転可能なチャック上に水平に保持される。フォトレジスト液は基板の中央部に滴下され、スピンチャック及び基板を回転することにより遠心力で外側に広がり、基板表面全体が覆われる。しかし、このスピンコーティングでは、僮か約 5 %のフォトレジスト液だけしか基板上に残らず、その他の約 9 5 %のフォトレジスト液は再利用されることなく廃棄される。そのため、このスピンコーティングは極めて不経済であるという欠点があつまた、特開昭 5 6 - 1 5 9 6 4 6号にはその他のコーティング方法が開示されており、そこでは塗料吐出用スリットノズルを有するダイコータを使用している。このコーティング法によれは、ガラス基板に対してダイコータを相対的に移動させることで、塗料吐出用ノズルから吐出したすベてのフォ卜レジスト液がガラス基板上に塗布されることから、スピンコーティングに比べて経済的である。

ところが、ほとんどのガラス基板は、 3次元的な変形（例えば捩れや反り）や厚みむらを有する。また、ガラス基板を載置するテーブルにも同様の変形がある。したがって、ダイコ一夕でテーブル上に截置された基板上に 1 0 m以下の塗膜を形成すると、基板やテーブルの変形に起因するダイコー夕と基板とのギヤッブ変化により、塗膜に濃淡の縞模様が発生する問題があった。そこで、この問題を解消するために、特開平 7— 3 2 8 5 1 3号には、塗布時に、ダイコー夕に設けた距離測定センサでダイコータのノズルと基板との実際のギャップ（実ギャップ）を測定しながら、その測定結果に基づいて上記実ギヤップを一定に保つべくダイコータを基板に接近又は離反させるダイコータの制御方法が開示されている。しかしながら、この方法では、ノズルと基板との実ギャップを測定する処理と、この実ギャップ（測定値）と基準ギャップ（所望の塗膜厚を得るために予め設定したギャップ）との偏差を演算する処理とを行わなければならない。また、これら 2つの処理を、ダイコータによる塗布を実施しながら行う必要がある。し力、し、上記演算処理は多くの時間を要することから、通常要求されるダイコータの移動速度に上記偏差演算の速度が追從できない。そのため、この方法は、塗布速度が上記演算速度よりも遅いという条件が成立する場合に限り適用可能であり、それは結果的に塗布速度の遅延を招来するものであった。

また、特開平 5— 1 8 5 0 2 2号には別の塗装方法が開示されており、そこでは被塗装部材である金属板の搬送方向に関して塗装位置よりも上流側で金属板の厚みをセンサで測定すると共に、その測定結果に基づいて塗装装置（ダイコータ、ブレード）を金厲板に対して進退させる方法が採られている。この方法では、厚み測定位置と塗布位置とが離れているので、厚み測定位置における金属板搬送基準面と塗装位置における金属板搬送基準面との間で金属板の厚み方向に数ミクロンの誤差（レベル差）が存在しても、この誤差を測定するのは困難である。そのため、金厲板の厚みを測定するセンサの測定基準レベルとダイコー夕の塗布基準レベルとの偏差を補正する零点補正を実施することができないので、制御器により塗装装置を金属板に接近 *離反するモータを駆動させても、塗装装置と金属板とのギヤッブを所望の基準ギャップに設定できない。

さらに、上記ダイコータへの塗料供給装置として、塗料が収容された塗料タンクとダイコータとを配管で接続し、該配管の途中に塗料供給用のポンブおよびフィルタを設け、ポンプにより塗料タンクの塗料をダイコータへ供給するものがある。ところが、ポンプにギヤポンプや渦巻ポンプを使用した場合、その吐出側から送り出される塗料中に直径 0 . 1 mm程度の微小気泡が多数含まれる。これらの微小気泡は、配管の内径が 5 mm程度あれば、それが塗料と共にダイコー夕に供給されても塗膜厚の精度に影響を及ぼすことはない。

しかし、上方に向かってカーブしたり折れ曲がつたりした通路部が配管にあると、そこで微小気泡が集まつて直径 1 mm以上の大きな気泡に成長することがある。この大きな気泡は塗料の供耠中に収縮と膨張を繰り返す。そして、配管の内径が約 5 mm程度の場合には、結果として生じる振動によって E管内に塗料供給圧の変動を来し、埜膜厚にむらを生じるという問題があった。特に、目標とする塗膜厚が 1 0 m以下の場合にゥ工ット状態の塗膜厚精度を ± 5 %以下にしょうとすれば、上記圧力変動が大きな問題となる。発明の概要

そこで本発明は、 3次元的な変形（例えば捩れや反り）や厚みむらを有する基板に対して、均一な厚みの塗膜を形成するダイコ一夕による基板への塗布方法及び塗布装置を提供することを主たる目的とする。

また、配管内の塗料中に発生した微小気泡を 1箇所に集めて配管外に容易に排出できるダイコ一夕への塗料供給装置の提供を別の目的とする。上記目的を達成するために、本願のダイコータによる基板への塗布方法では、平面度が 2 m以下であって複数の吸引孔を有する支持面に基板を載置し、上記吸引孔を介して基板を支持面に吸引することにより該支持面に基板を密着し、上記ダイコータを基板に対して相対的に移動しながらダイコー夕から鉛直方向に吐出した塗液を基板に塗布する。

この塗布方法では、上記塗料の粘度、塗料の表面張力、およびダイコー夕の基板に対する移動速度からキヤビラリー数を求め、該キヤビラリー数と無次元最小塗布膜厚との関係に基づき上記キヤビラリー数から、無次元最小塗布膜厚を求め、この無次元最小塗布膜厚から上記ダイコータと墓板とのギャップを決定するのが好ましい。また、上記キヤピラリー数は 0 . 1以下であるのが好ましい。

本発明のダイコータによる基板への塗布装置は、平面度が 2 // m以下で複数の吸引孔を有する支持面と、上記吸引孔を介して支持面に載置された基板を吸引し、これにより基板を支持面に密着させる吸引機棣と、スリツト状の塗料吐出口を鉛直方向に向けて基板に対向させているダイコ—夕と、上記ダイコータを支持面に対して相対的に移動させる移動機構と、上記ダイコータに塗料を供給する塗料供辁機構と、上記ダイコー夕と基板とのギヤッブを調整するギヤッブ調整機構とを有する。

本発明の別のダイコータによる基板への塗布方法では、基板と所定の基準ギヤップをもつて設置したダイコ一夕から基板の塗料塗布面までの距離をその全塗布面について予め測定してダイコータと基板との実ギヤッブを求め、上記実ギャップと基準ギャップとの偏差を演算した後、この偏差に基づいて塗布時にダイコー夕と基板との実ギヤップを調整しながら塗布する。

さらに、本発明の別のダイコータによる基板への塗布装置は、上記基板を水平に支持する支持面と、スリット状の塗料吐出口を鉛直方向に設けて基板に対向させているダイコー夕と、上記支持面に支持されている基板とダイコータとの実ギヤップを全塗布領域について測定するギヤップ測定機構と、上記実ギヤッブと予め決められている基準ギャップとの偏差を演算する演算機構と、上記ダイコータを支持面に対して相対的に移動させる移動機構と、上記ダイコー夕に塗料を供給する塗料供絵機構と、上記偏差に基づいて塗布時にダイコー夕と基板との実ギヤッブを調整するギヤップ調整機構とを有する。

この塗装装置はさらに、上記支持面の平面度を 2 m以下にすると共に該支持面に複数の吸引孔を設け、上記吸引孔を介して支持面に載置された基板を吸引し、これにより基板を支持面に密着させる吸引機構を備えているのが好ましい。

本発明はまた、塗料タンクとダイコー夕とを配管で接続し、該配管途中に設けたポンプにより上記塗料タンクに収容した塗料をダイコー夕へ供給するダイコー夕への塗料供袷装置において、塗料中の気泡を集めて上部に形成した開閉自在の気体排出口から排出する脱気手段を、上記ポンプとダイコー夕との間の配管途中に設けている。図面の簡単な説明

上述の目的及びその他の目的並びに本発明の特徴を、添付図面を参照することにより、好適な実施の形態を記した以下の詳細な説明により明らかにする。なお、以下の添付図面において、同一部分には同一の符号が付してある。

図 1は、本発明に係るダイコータによる基板への塗布方法が適用される塗布装置の断面図である。

図 2は、キヤビラリー数 C aと無次元最小塗布膜厚 tとの関係を示すグラフである。

図 3 Aから図 3 Cは、本発明に係る塗布装置を用いて基板を塗布するブ口セスを説明するための図である。

図 4は、基準ギャップ、実ギャップ、偏差の関係を示す図である。

図 5は、本発明にかかる^料供給装置の概略榱成図である。

図 6は、図 5の塗料供耠装置に用いる脱気手段の拡大断面図である。図 7は、脱気手段への配管接続構造の別形態を示す図である。

図 8 Aと図 8 Bは、ボンブとダイコー夕が同じ高さにある塗料供耠装置における脱気手段の配置を示す。

図 9 Aから図 9 Cは、ポンプよりもダイコー夕が高位にある塗料供辁装置における脱気手段の配置を示す。

図 1 O Aと図 1 0 Bは、ポンプよりもダイコータが低位にある塗料供給装置における脱気手段の配置を示す。好適な発明の実施形態

( 1 ) 第 1の実施形態図 1は本発明に係るダイコータによる塗布装置を示す。全体を苻号 1 0 で示す塗布装置はダイコータ 1 2を備えている。ダイコータ 1 2は、長手方向に伸びるマ二ホールド 1 4と、このマ二ホールド 1 4に塗料例えばフォトレジスト液を供給する一以上の塗料供辁孔 1 6と、マ二ホールド 1 4から塗料を吐出するためにマ二ホールドに沿って形成したスリットノズル 1 8とを有し、スリットノズル 1 8の吐出口 2 0が鉛直下方に向けて配置されている。塗料供耠孔 1 6には後に詳細に説明する塗料供耠装置 2 2が接続されており、この塗料供給装置 2 2から送り出されたフォトレジス卜液が塗料供給孔 1 6、マ二ホールド 1 4、スリットノズル 1 8を介して、吐出口 2 0から吐出するようになっている。

上記ダイコータ 1 2はサポート 2 4に設けてある。サポート 2 4は、ダイコータ 1 2をスリットノズル 1 8に直交する水平方向 Xに移動させる水平移動機構 2 6と、ダイコータ 1 2を鉛直方向 Yに移動させる昇降機構 2 8に駆動連結されている。これらの水平移動機構 2 6と昇降機構 2 8は演算機構 3 0に電気的に接続されており、演算機構 3 0からの出力に基づいてそれぞれ駆動するようにしてある。なお、昇降機構 2 8は、サーボモータと、バックラッシレスの溝を介して互いに係合するボールねじとこれに対応するねじ部材とを有する機構とを備えており、これにより鉛直方向の移動をミクロンオーダで管理できるようにしてある。また、ダイコータ 1 2には非接触式の距離測定センサ 3 2が設けてあり、このセンサ 3 2とその下方に gかれる物体との間隔を測定するようにしてあり、その測定値が演算機構 3 0に入力されるようになっている。

ダイコータ 1 2の下方には、塗布されるガラス基板を支持するためのテ一ブル 3 4が水平に配置されている。このテーブル 3 4の载置面 3 6は 2 μ ιη以下の平面度に加工されている。この截置面 3 6には所定の間隔を置いて格子状に溝 3 8が形成されている。また、テーブル 3 4には、溝 3 8 からテーブル底面 4 2に伸びる多数の莨通孔 4 0が形成されている。そして、テーブル 3 4の下面 4 2は、貫通孔 4 0を囲むようにフード 4 4で覆われている。また、フード 4 4は配管 4 6を介して真空ポンプ 4 8に接铳されている。したがって、テーブル 3 4の載 S面 3 6に被塗布板であるガラス基板 5 0を載置した状態で真空ポンプ 4 8を駆動すると、フード 4 4、貫通孔 4 0、及び溝 3 8の内部が減圧されて、テーブル 3 4にガラス基板 5 0が密着し、ガラス基板 5 0の捩れ、反りなどの変形が矯正される。演算機構 3 0は、 ¾離測定センサ 3 2からの測定値をもとに塗料の吐出 □ 2 0とその下方に配置されるガラス基板 5 0の基準面、すなわちガラス基板 5 0が反り等の変形や厚みむらを持たない理想的な形状と想定した場合の基板の上面（基準面）との実ギャップ（実際のギャップ）を求めるギヤップ演算部 5 2と、後述する方法により求められた基準ギャップと実ギヤップとの偏差を求める偏差演算部 5 4と、必要に応じてそれらのデータを格納する記憧部 5 6とを備えている。そして、演算機構 3 0は、上記偏差を消去すベく昇降機構 2 8を駆動してダイコータ 1 2を上昇又は下降して、吐出ロ2 0とガラス基板 5 0の基準面との間隔を基準ギヤップに設定する。ところで、ガラス基板 5 0の基準面は想定面であって実際に測定することはできない。そこで、実際には載置面 3 6から吐出ロ2 0までの距離を測定し、これにガラス基板 5 0の厚さ（基準面）を偏差として実ギャップを演算すればよい。

以上の構成を有する塗布装置を操作する場合、被塗布板であるガラス基板 5 0をテーブル 3 4上に載置する。このガラス基板 5 0は、テーブル 3 4の載置面 3 6の溝 3 8を覆う大きさを有する。次に、真空ポンプ 4 8を駆動する。これにより、フード 4 4内が負圧になり、ガラス基板 5 0はテ一ブル 34の載置面 36に密着し、ガラス基板 50の変形（例えば、捩れや反り）が矯正される。続いて、距離測定センサ 32により吐出ロ20とガラス基板 50の基準面との実ギヤップを測定し、演算機構 30はこの測定値をもとに実ギヤッブと基準ギヤッブとの偏差を求め、昇降機構 28を駆動して吐出口 20とガラス基板 50の基準面との間隔を基準ギャップに設定する。そして、上記基準ギャップを保持したまま塗料供給装置 22からフォトレジスト液 58をマ二ホールド 14に供耠するとともに、水平移動機構 26を駆動してダイコータ 12をスリットノズル 18に直交する水平方向（図中の X方向）に移動し、スリット 18を介して吐出口 20から吐出したフォトレジスト液 58をガラス基板 50上に塗布する。

基準ギヤッブの設定について説明する。ダイコータ 12の吐出□ 20とガラス基板 50との基準ギャップは、「Chemi c a l En g i n e e r i n g Sc i en c e、 Vo l. 47、 No. 7 p p 1703 - 1713、 1992J に開示されているリーらの実験から得られたキヤビラリー数と無次元最小塗布膜厚の関係（図 2)、及び下記する式 1、式 2 を用いて決定する。なお、本発明者ら（横山等）はリーらの実験結果を数値解析により検証したところ、この数値解析の結果は実験結果にほぼ一致することが明らかになった（図 2参照）。

上記図 2のグラフにおいて、キヤビラリー数 C aと無次元最小塗布膜厚 (無次元塗布膜厚比） tとは、キヤビラリー數 Caが臨界値である 0. 1 以下の範囲では、ほぼ比例関係にある。したがって、キヤビラリ一数 C a が該比例域にある場合、塗布液の物性値および塗布速度を〔式 1) にあてはめて求めたキヤビラリー数 C aより決まる無次元最小塗布膜厚 tを（式 2) にあてはめて求めた最大ギャップと、キヤピラリー数 C aの臨界値 0. 1から決まる無次元最小塗布膜厚 tを（式 2) にあてはめて求めた最小ギヤッブとの間に基準ギヤッブを設定すれば、この基準ギヤッブに対応した所定の厚みで塗液を塗布できる。

C Ά

…式 1

t =h/H …式 2

ここで、 C aはキヤビラリ一数、 ^は粘度（P a · S) 、 Uは塗布速度（m Zs) 、 σは表面張力（ΝΖιη)、 tは無次元最小塗布膜厚、 hは最小塗布膜厚（ m) 、 Hはギャップ（ m) である。

なお、上記最大ギャップとは、それ以上ギャップを広げると塗布液の表面張力が保持できずダイコ一タと基板との間にメニスカスが形成できなくなる限界値であり、最小ギャップとは、それ以上ギャップを狭めるとギヤッブが狭すぎてメニスカスが形成できなくなる限界値であり、塗料吐出口 2 0とガラス基板 50との距離が最大ギャップと最小ギヤッブとの間であれば、塗布液（メニスカス）の表面張力がショックァブソーバの役目を果たしてギヤッブの変動を吸収して所定の膜厚を形成することになる。

上記最大ギャップと最小ギャップを具体的に求めてみる。いま、フォトレジスト液 58は、粘度 tが 0. 06 P a · s、表面張力 σが 30 x 10 •³N/mとする。また、ガラス基板 50は、大きさを 55 Ommx 650 mm、厚みを 1. lmm±l 0 πιに加工した可撓性の板とする。また、塗布速度 Uを 1 Omm/s、塗布膜厚 hを 10 とする。

まず、上記諸条件のうち、フォトレジスト液 58の粘度^ (0. 06 P a · s) 、表面張力 σ (30 x 1 O^N/m) 、塗布速度 U (1 Omm/ s) を式 1に代入し、キヤビラリ一数 C a (0. 02) を得る。次に、この値をもとに図 2から無次元最小塗布膜厚 t (0. 15) を読み取る。そして、上記式 2に無次元最小塗布膜厚 t (0. 15) と最小塗布膜厚 h (10 u ) を代入して最大基準ギヤッブ（66 ^m) を得る。また、上記のようにキヤビラリー数 C aの臨界値 0. 1付近で基準ギヤップが最小となることから、図 2よりキヤピラリー数 C aが 0. 1のときの無次元最小塗布膜厚 tは約 0. 6となり、塗布膜厚が 10 mであることから（式 2) より最小基準ギャップ Hは約 16 ^zmとなる。

したがって、ガラス基板 50とダイコー夕 12の吐出口 20との実ギヤップが上記計算により得た基準ギヤッブ 16 mから 66 の範囲内にあり、しかも、ガラス基板 50の厚みむら等による実ギャップの変動があつても上記基準ギャッブ範囲内に入つて t、れば塗布膜厚 10 mが確保できる。

一方、上記ガラス基板 50の反りは、ガラス基板 50がテーブル 34の載置面 36に吸着されて矯正されているため、ガラス基板 50には厚みむら ± 10 mが生じるのみであり、かつ、載置面 36の平坦度は 2 m以下であるため、ガラス基板 50の上面は基準面から ±11 mの差が可能性として生じる。

しかしながら、ダイコー夕 12の吐出口 20とガラス基板 50とのギヤッブは 16 mから 66 mの範囲で調整できるので、基準ギャップを 5 δ にすれば変動により実ギヤッブが大きくなつてガラス基板 50から最も離れても 55+11 =66 / mで上記範囲内にあり、逆にガラス基板 5 0に最も接近しても 55— 11=44 / mとなり、塗布膜厚 10 //mを考慮しても、吐出口 20の下端と塗布膜表面との間に 44一 10 = 34/zm の空間が形成されており、ダイコータ 12とガラス基板 50との間に十分なギャップを確保した状態で塗布が行える。また、基準ギャップの設定値を上記範囲内で最大にしておくことにより、厚みむらの影饗を少しでも小さくすることができる。

なお、上記測定センサ 32は非接触式のものに限らず、接触式であってもよい。また、吸引機構は、テーブル 3 4の下面 4 2をフード 4 4で全面的に覆うようにしたが、テーブル 3 4の各貫通孔 4 0に技配管を直接接続し、この各枝配管を配管 4 6に接続してガラス基板 5 0を吸着するようにしても良い。

以上の説明で明らかなように、上記実施形態では、ガラス基板を平面度 2 // m以下のテーブルに吸着保持するため、ガラス基板の捩れや反りは無視でき、ガラス基板の厚みむらとテーブルの平面度 2 mがダイコ一夕とガラス基板とのギヤッブ変化として現われるのみであり、このギヤッブ変化は比較的小さいので、ダイコー夕の吐出口とガラス基板との間に形成されるメニスカスの表面張力で上記ギヤッブの変化を吸収でき、ギヤッブを一定に保持したままでもガラス基板に所望の薄膜を塗布することができる。また、塗料の粘度、塗料の表面張力および塗布速度から算出されるキヤビラリ一数を 0 . 1以下となるように設定すれば、ダイコー夕とガラス基板とのギャップを大きくとれ、ガラス基板に所望の薄膜を塗布することができる。

( 2 ) 第 2の実施例

上記説明では、基板の厚みむらによる実ギャップの変化に関係なく塗布の始めから終わりまでダイコータと基板の基準面との基準ギヤッブを一定の値に設定しておいたが、上記実ギヤッブはガラス基板の厚みむらに応じて変化させ、実ギャップがガラス基板 5 0の表面に対して常に一定の距離 (基準ギャップ）を維持するようにしてもよい。

この塗布方法について、図 3 Aから 3 C、および図 4を参照して説明する。まず真空ポンプ 4 8を駆動し、テーブル 3 4上に配置されたガラス基板 5 0をテーブル 3 4の載置面 3 6に吸着して捩れや反り等の変形を矯正する。次に、図 3 Aに示すように、吐出口 2 0とガラス基板 5 0の表面とのギヤップを 1 6から 6 6 mの間の任意の基準ギヤップ G 'に設定した後、図 3 Bに示すように、水平移動機構 2 8によりダイコータ 1 2を移動し、ガラス基板 5 0のフォトレジスト液 5 8が塗布される全塗布域について、非接触式の距離測定センサ 3 2により予め実ギヤップ G aを所定間隔ごとに測定し、この測定値をもとに演算機構 3 0のギヤップ演算部 5 2で吐出口 2 0とガラス基板 5 0表面との距離すなわち実ギヤッブ（G a i、 G a _{i + 1}、 G a _{i + 2}、 ···）を求める。さらに、演算機構 3 0の偏差演算部 5 4は、上記測定で得られた実ギャップ G aの各データ（G a G a _{i + 1}、 G a _{i + 2}、 ··'）と上記基準ギャップ G ,との偏差 D ( D D _{i + 1}、 D _{i + 2}、

·'· ) を演算し、その演算結果を演算機構 3 0の記憶部 5 6に格納する。なお、この演算では、塗装時における塗布速度（ダイコー夕の移動速度）とダイコータ 1 2の昇降速度との関係、すなわちダイコータ 1 2の水平移動に対する昇降の遅れ（タイムラグ）が考慮される。また、実ギャップ測定位置でのテーブルの載置面と塗布位置でのテ一ブルの載置面とは同一なので、実ギヤッブ測定位匱と塗布位置とで載置面のレベル差の補正は不要でめる。

上記演算が終了したところで、図 3 Cに示すように、ダイコー夕 1 2を水平移動して、塗料供辁装置 2 2からフォ卜レジスト液 5 8をダイコータ 1 2に供耠して塗布を開始する。このとき、上述のように塗布速度と昇降速度との関係も考慮して演算された偏差 Dに基づき、昇降機構 2 8によりダイコータ 1 2を昇降させ、吐出口 2 0とガラス基板 5 0の表面との実ギヤップを常に設定値、すなわち基準ギャップに保ち、一定の厚みの塗膜をガラス基板 5 0上に形成する。

このように、ガラス基板 5 0上の各点における基準ギヤップ G tと実ギヤッブ G aとの偏差 Dの演算は塗布前にすでに終了している。しかも、偏差データは、塗布時におけるダイコータ 1 2の昇降速度と移動速度との関係を考盧して決められているので、ガラス基板 5 0全域にわたって均一な塗膜厚を容易に得ることができる。なお、非接触式の距離測定センサ 3 2により実ギヤップ G aを測定する際には、測定精度を向上させるためにダイコータ 1 2の移勦速度を塗布速度より低速に設定してもよい。

ところで、上記ダイコー夕の塗布方法では、塗布速度と吐出口 2 0の昇降速度との閱係も考慮して演算機構 3 0で演算されているので、ガラス基板 5 0の表面とダイコータ 1 2の吐出□ 2 0との実ギヤップは塗布速度に関係なく常に基準ギヤップに維持される。このためたとえば生産量の增加により塗布速度が速くなつて塗布可能な基準ギヤッブの設定範囲が狭くなり、第 1の実施形態のようにギヤッブを固定して行う塗布方法では実ギヤッブと基準ギヤッブとの偏差が大きくなり、所定の膜厚が得にくいような場合でも、実ギャップは常に基準ギャップと同一に維持できる。すなわち、ダイコータ 1 2 (吐出ロ2 0 ) の昇降速度についても塗布速度との関係（夕ィムラグ）を考盧しているので塗布速度は自由に設定できる。

なお、基板は上記ガラス基板 5 0のように可撓性を有するものに限らず、硬質樹脂等の剛体であってもよい。この場合、基板はテーブル 3 4に吸着しなくてもよい。

さらに、上記ダイコータ 1 2には、昇降機構 2 8及び距離測定センサ 3 2をそれぞれ 1つずつ設けてあるが、昇降機構 2 8はダイコータ 1 2の上部幅方向の両端にそれぞれ 1つずつ計 2つ、距離測定センサ 3 2も 2つの昇降機構 2 8にそれぞれ対応してダイコータ 1 2の側部幅方向の両端近傍に 1つずつ計 2つ取り付けてもよい。この場合、 1つの距離測定センサに 1つの昇降機構が対応するのでガラス基板の幅方向の厚みむらも考慮した塗布が可能である。また、上記説明では、キヤビラリ一数 C aを利用してダイコー夕とガラス基板との基準ギャップを定めたが、基準ギャップは必ずしもキヤピラリ一数 C aから求める必要はなく、例えばガラス基板をテーブル上に吸着保持してガラス基板の捩れや反りを矯正するだけで、ダイコータをキヤビラリー数 C aに関係なく実樓等により得られた基準ギヤップに設定して塗布してもよい。

以上の説明から明らかなように、本実施形態では、従来のように、測定 · 演算 ·吐出口の昇降を同時に行う必要が無いことから、塗布速度が速い場合であっても基準ギヤッブを維持するように吐出口を昇降することができる。したがって、基板が捩れ、反り、厚みむら等の変形を有する場合であつても、塗布速度にかかわらず、基板の表面と吐出口とは常に基準ギャップが維持されるので、塗布膜の厚みが 1 0〃m程度の厚みであって、しかも膜厚の精度が土 5 以内であるような精密な塗布条件下であつても所望の塗布膜を形成することができる。

また、ダイコータに非接触式の距離測定センサがー体的に取り付けてあるので、塗布位置と測定位置のそれぞれの基準面にズレが無く、実ギヤップの測定が正確に行える。

さらに、上記基板が可撓性である場合、吸引機構を備えた平坦なテープルに吸着保持した状態で塗液を塗布するようにすれば、基板の捩れと反りが矮正されるので、基板には、より精密に所望の厚みの塗布膜を形成することができる。

( 3 ) 塗料供耠装置

以下、添付図面を参照して塗料供給装 S 2 2について説明する。図 5に示すように、ダイコータ 1 2への塗料供給装置 2 2では、塗料タンク 6 2 とダイコータ 1 2とが第 1配管 6 4および第 2配管 6 6からなる塗料供耠用の配管 6 8で接統されている。また、第 1配管 6 4と第 2配管 6 6とは脱気手段 7 0を介して連通している。上記第 1配管 6 4には塗料タンク 6 2側からポンプ 7 2およびフィルタ 7 4が設けてあり、第 2配管 6 6にはダイコータ 1 2の近傍に開閉弁 7 6が設けてある。

図 6に示すように、胶気手段 7 0は略円錐形をなし、その上部に気体排出口 7 8が形成されている。この気体排出口 7 8は、手動式または電磁式の開閉弁 8 0によって開閉自在となっている。また、気体排出口 7 8に溜まった大きい気泡の収縮による圧力変動の影響を十分に緩和するため、脱気手段 7 0の容積は、大き、気泡の体積に比べて十分に大きくなるように形成してある。すなわち、脱気手段 7 0の内部に収容される塗料の体積は、気泡の体積に比べて十分に大きいものである。さらに、第 1配管 6 4は、脱気手段 7 0内部の上端近くまで延びており、一方の第 2配管 6 6は脱気手段 7 0の底部に連結されている。この配管構造によって、第 1配管 6 4 から流入した塗料中に含まれる微小気泡 8 2が気体排出口 7 8にたまり易くするとともに、微小気泡 8 2を含んだ塗料が第 2配管 6 6に送り出されることがないようにしている。

なお、脱気手段 7 0の位置は、脱気手段 7 0が無いとした場合におけるポンプ 7 2とダイコータ 1 2間の配管 6 8に屈曲部があり、ポンプから配管が上方に延びる場合、またはポンプから側方に延びる配管が最初に上方に屈曲する場合には、次に配管が水平方向あるいは下方に屈曲する該屈曲部またはその近傍に配置するのが好ましく、その反対に、ポンプから側方に延びる管が最初に下方に屈曲する場合には、この最初の屈曲部またはその近傍に上記脱気手段を配置するのが好ましい。その理由は、このような屈曲部またはその近傍の配管内に気泡が最も溜まりやすいことによる。脱気手段 7 0の位 Sについて具体的に説明すると、ポンプ 7 2とダイコ一夕 1 2との位置関係は、一般に、両者が同じ高さにある場合、ポンプ 7 2に対しダイコータ 1 2が高位にある場合または低位にある場合の 3つの場合がある。

両者が同じ高さにあって、図 8 Aに示すように、ポンプ 7 2とダイコータ 1 2が側方へ直線状に延びる配管 6 8で接続されている場合、脱気手段 7 0の位置はいずれでもよいが、図 8 Bに示すように、障害物の回避等の理由から複数の屈曲部がある配管 6 8で接続されている場合には、ポンプ 7 2から側方へ直線状に延びる配管 6 8が最初に上方に屈曲し、次に配管が水平方向に屈曲する該屈曲部 8 4またはその近傍に脱気手段 7 0を配置する。

また、ダイコータ 1 2がポンプ 7 2よりも高位にある場合も同様であり、図 9 Aから 9 Cに示すように、屈曲部 8 4またはその近傍に脱気手段 7 0 を配置する。

—方、ダイコータ 1 2がポンプ 7 2よりも低位にある場合、図 1 0 Aに示すように、ポンプ 7 2から側方へ直線状に延びる配管 6 8が下方に屈曲する最初の屈曲部 8 4に脱気手段了 0を配置する。これに対し、図 1 0 B に示すように、ポンプ 7 2から延びる配管 6 8が障害物回避等の理由から一旦上方に屈曲させてあるような場合には、上述したように次に E管 6 8 が水平方向に屈曲する屈曲部 8 4またはその近傍に脱気手段 7 0を配置する。

以上の構成からなるダイコータ 1 2への塗料供給装置 2 2では、図に示すように、まず始めに、開閉弁 7 6を開状態、開閉弁 8 0を閉状態に設定し、ボンブ 7 2を駆動して第 1配管 6 4、脱気手段 7 0および第 2配管 6 6の内部に塗料を充満させて塗布準備をし、その間に脱気手段 7 0の気体排出ロ 7 8に溜まった気泡を排出するため開閉弁 8 0を一旦開放して閉じる。

その後、ポンプ 7 2を連铳的に駆動して塗布作業を行う。ポンプ 7 2からフィルタ 7 4を介して脱気手段 7 0に流入する塗料には、図 6に示すように、微小気泡 8 2が含まれている。この微小気泡 8 2は、第 1配管 6 4 を出たところでその浮力によつて塗料中を浮上して集まり、やがて気体排出口 7 8で大きな気泡 8 6を形成する。この大きな気泡 8 6は、開閉弁 8 0を定期的に開くことにより、塗料に押し出されるようにして排出される。一方、このようにして微小気泡 8 2がほぼ除去された塗料は、塗料供給圧によって第 2配管 6 6に送り出される。この際、脱気手段 7 0には、その容積を大きくしてあることにより第 1配管 6 4から流入する塗料の脈勦を緩和する効果もあるので、より一層安定した圧力で塗料が送り出される。そして、ダイコ一タ 1 2に供給された塗料がガラス基板 5 0に塗布される。なお、被塗布部材として基板を用いて説明したが、被塗布部材は基板等の単板に限らず連続塗布される蒂状部材でも良いことは言うまでもない。また、上記脱気手段 7 0の形状は円錐形に限らないが、塗料中の微小気泡 8 2を気体排出口 7 8に確実に集められるように上部で横断面積が小さくなつた形状であることが好ましい。

さらに、脱気手段 7 0への配管接続構造も気泡の捕集作用を果たす部位であればよく、例えば図 7に示すように、第 1配管 6 4を脱気手段 7 0の上部側面に、第 2配管 6 6をその下部側面に連結してもよい。

以上の説明から明らかなように、本発明にかかるダイコー夕への塗料供給装置では、脱気手段により塗料中の微小気泡を 1箇所に集めて配管外に容易に排出できるので、配管内に大きな気泡が溜まることはない。また、気体排出口に一時的に形成される大きな気泡の体積は脱気手段内部の塗料体積に比べて +分に小さいので、塗料供辁圧によつて上記大きな気泡が収縮しても配管内の塗料の圧力変動はほとんど生じない。したがって、本発明によれば安定した圧力で塗料をダイコータへ供給でき、ダイコー夕のマ二ホールド内の圧力分布を均一にでき、その結果、精密塗布が可能になる。以上、本発明の特定の実施形態について説明したが、本発明の基本思想の範囲から逸脱することなく種々改良や変更をしてもよいことは当業者にとって明らかである。また、本発明は、添付されている請求の範囲を除いて、上述した特定の実施の形態に限定されるものではない。

Claims

請求の範囲

1 . ダイコー夕による基板への塗布方法において、

平面度が 2 ^ ΙΉ以下であって複数の吸引孔を有する支持面に基板を載置し、上記吸引孔を介して基板を支持面に吸引することにより該支持面に基板を密着し、上記ダイコータを基板に対して相対的に移動しながらダイコ一夕から鉛直方向に吐出した塗液を基板に塗布する、ダイコータによる基板への塗布方法。

2. 請求項 1の塗布方法において、上記塗料の粘度、塗料の表面張力、およびダイコー夕の基板に対する移動速度からキヤビラリー数を求め、該キヤビラリー数と無次元最小塗布膜厚との関係に基づき上記キヤビラリー数から、無次元最小塗布膜厚を求め、この無次元最小塗布膜厚から上記ダイコ一夕と基板とのギヤップを決定する。

3. 請求項 2の塗布方法において、上記キヤピラリー数は 0. 1以下である。

4. ダイコータによる基板への塗布装置において、平面度が 2 / m以下で複数の吸引孔を有する支持面と、上記吸引孔を介して支持面に載置された基板を吸引し、これにより基板を支持面に密着させる吸引機構と、スリツト状の塗料吐出口を鉛直方向に向けて基板に対向させているダイコ一夕と、上記ダイコータを支持面に対して相対的に移動させる移動機構と、上記ダイコー夕に塗料を供給する塗料供袷機構と、上記ダイコー夕と基板とのギヤッブを調整するギャップ調整機構とを有する、ダイコー夕による基板への塗布装置。

5 . ダイコータによる基板への塗布方法において、基板と所定の基準ギヤッブをもって設置したダイコー夕から基板の塗料塗布面までの距離をその全塗布面について予め測定してダイコー夕と基板との実ギヤッブを求め、上記実ギヤッブと基準ギヤッブとの偏差を演算した後、この偏差に基づいて塗布時にダイコー夕と基板との実ギヤップを調整しながら塗布する、ダイコータによる基板への塗布方法。

6. ダイコータによる基板への塗布装置において、

上記基板を水平に支持する支持面と、スリッ卜状の塗料吐出口を鉛直方向に設けて基板に対向させているダイコータと、上記支持面に支持されている基板とダイコ一夕との実ギヤップを全塗布領域について測定するギヤッブ測定機棣と、上記実ギヤッブと予め決められている基準ギヤッブとの偏差を演算する演算機構と、上記ダイコータを支持面に対して相対的に移動させる移動機構と、

上記ダイコータに塗料を供給する塗料供辁機構と、上記偏差に基づいて塗布時にダイコータと基板との実ギヤッブを調整するギヤップ調整機構とを有する、ダイコータによる基板への塗布装置。

7. 請求項 8の塗布装置は、

上記支持面の平面度を 2 m以下にすると共に該支持面に複数の吸引孔を設け、上記吸引孔を介して支持面に載置された基板を吸引し、これにより基板を支持面に密着させる吸引機構を備えている。

8. 塗料タンクとダイコー夕とを配管で接続し、該配管途中に設けたポンプにより上記塗料タンクに収容した塗料をダイコー夕へ供辁するダイコータへの塗料供給装置において、塗料中の気泡を集めて上部に形成した開閉自在の気体排出口から排出する脱気手段を、上記ポンプとダイコ一夕との間の配管途中に設けた。