JP2017188502A - Coating device and coating method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、枚葉の被塗工基板の表面に塗液を塗工する塗工装置および塗工方法に関するものであり、例えば液晶用カラーフィルタのガラス基板にレジストを塗工する塗工装置および塗工方法に関する。 The present invention relates to a coating apparatus and a coating method for applying a coating liquid to the surface of a single substrate to be coated, for example, a coating apparatus for coating a resist on a glass substrate of a color filter for liquid crystal, and It relates to a coating method.
大型サイズの液晶ディスプレイ用カラーフィルタにおける、ガラス基板上へのレジスト等の塗膜の形成法として、スピンレス方式であるスロットダイコータを用いて塗工を行うのが一般的である。 As a method for forming a coating film such as a resist on a glass substrate in a color filter for a large size liquid crystal display, it is common to perform coating using a slotless coater that is a spinless system.
スロットダイコータはスリット上の細長い開口部を備えたスロットダイを持ち、前記スロットダイの開口部から塗液を吐出し前記スロットダイと被塗工基板の間にビード(液だまり)を形成した後、塗液を吐出しながら被塗工基板又は前記スロットダイを移動することにより塗膜を形成する。
スロットダイコータによる塗膜の形成ではスピンコータの場合に比べて、塗液のロスを大幅に削減できるメリットがある。
The slot die coater has a slot die having an elongated opening on the slit, and discharges the coating liquid from the opening of the slot die to form a bead (liquid pool) between the slot die and the substrate to be coated. A coating film is formed by moving the substrate to be coated or the slot die while discharging the coating liquid.
The formation of a coating film by a slot die coater has an advantage that the loss of coating liquid can be greatly reduced as compared with the case of a spin coater.
前述のとおり、スロットダイコータによる塗工では、スロットダイが被塗工基板に対して相対的に停止している状態でビードを形成し、塗液を吐出しながらスロットダイを被塗工基板に対して相対的に移動させることにより塗膜の形成を行っている。この際、塗膜の膜厚や膜厚均一性は塗液の吐出量、吐出圧、スロットダイと被塗工基板の相対速度やそれらの時間変化率などの条件を変えることによって調整されている。 As described above, in the coating by the slot die coater, a bead is formed in a state where the slot die is stopped relatively to the substrate to be coated, and the slot die is applied to the substrate to be coated while discharging the coating liquid. The coating film is formed by relatively moving them. At this time, the film thickness and film thickness uniformity of the coating film are adjusted by changing conditions such as the discharge amount of the coating liquid, the discharge pressure, the relative speed between the slot die and the substrate to be coated, and their rate of change over time. .
塗工対象がガラス基板等のように枚葉の場合、一枚一枚の塗工ごとに塗工開始時のビードを形成する段階が必要になる。このビードを形成する塗工開始部分は塗膜の膜厚制御が難しく膜厚が不安定となり、膜厚均一性を悪化させる要因となっている。
また、この膜厚が不安定な領域により、被塗工基板の有効領域が制限されている。
When the object to be coated is a single wafer such as a glass substrate, a step of forming a bead at the start of coating is required for each coating. The coating start portion for forming the bead is difficult to control the film thickness of the coating film, and the film thickness becomes unstable, which is a factor that deteriorates the film thickness uniformity.
Moreover, the effective area | region of a to-be-coated substrate is restrict | limited by this area | region where film thickness is unstable.
塗膜の膜厚均一性の向上のため、塗布方向の座標に応じて吐出量を変化させながら塗布する方法(特許文献1)や、塗布液の吐出圧と塗布ヘッドと基板の相対速度とを連動させて制御する方法(特許文献2)が提案されているが、要求精度に対して十分な精度が出ているとはいえないため更なる改善が求められている。 In order to improve the film thickness uniformity of the coating film, the method of applying while changing the discharge amount according to the coordinates in the coating direction (Patent Document 1), the discharge pressure of the coating liquid and the relative speed of the coating head and the substrate Although a method of controlling in conjunction (Patent Document 2) has been proposed, it cannot be said that sufficient accuracy has been obtained with respect to the required accuracy, and further improvement is required.
スロットダイコータを用いた枚葉の被塗工基板の表面への塗液の塗工において、特に塗工開始部の塗膜の膜厚均一性を向上し、被塗工基板の有効領域を大きくする塗工装置および塗工方法を提供することを目的とする。 When applying a coating solution to the surface of a substrate to be coated using a slot die coater, the coating film thickness uniformity at the coating start part is improved, and the effective area of the substrate to be coated is increased. An object is to provide a coating apparatus and a coating method.
すなわち、請求項1に記載の発明は、スロットダイが被塗工基板に対し一方向に相対的に移動する間、スロットダイのスロット先端から塗液を吐出して塗工を行う塗工装置であ
って、スロットダイが被塗工基板に対して相対的に移動する方向に前記スロットダイを複数設置し、前記複数台のスロットダイに対してそれぞれ独立に塗液の吐出および吐出条件を制御する機構を有することを特徴とする塗工装置である。
That is, the invention described in
次に、請求項2に記載の発明は、前記複数台のスロットダイが被塗工基板に対してそれぞれ独立に移動する機構を有することを特徴とする請求項1に記載の塗工装置である。
Next, the invention according to
次に、請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の塗工装置をもちいて、前記複数のスロットダイのうち少なくとも一つのスロットダイが基板に対して相対的に移動を始める前にビードを形成せずに塗工を開始する、前記複数のスロットダイが同じ領域を塗工することを特徴とする塗工方法である。
Next, the invention according to claim 3 uses the coating apparatus according to
本発明によれば、塗膜の膜厚変動が大きい塗工開始部分の膜厚変動を低減することにより被塗工基板の有効領域を拡大でき、被塗工基板を有効に活用することが可能となる。また、塗膜の有効領域が増えるため、被塗工基板に一定領域の有効領域を得るために必要な塗工面積を低減できる。これらの効果はコストの削減効果にもつながる。塗膜の膜厚均一性向上は高精細のカラーフィルタへの対応を可能とする。 According to the present invention, it is possible to expand the effective area of the substrate to be coated by reducing the film thickness variation at the coating start portion where the coating film thickness variation is large, and it is possible to effectively utilize the substrate to be coated. It becomes. Further, since the effective area of the coating film increases, the coating area necessary for obtaining a certain area of effective area on the substrate to be coated can be reduced. These effects also lead to cost reduction effects. Improvement of the film thickness uniformity of the coating makes it possible to cope with high-definition color filters.
以下に本発明の実施の形態について図面をもちいて説明する。以下では一実施の形態として、2つのスロットダイを有する塗工装置について説明するが3つ以上のスロットダイを有してもかまわない。
図1は本発明の塗工装置の一実施の形態の概略図である。本発明の一実施の形態の塗工装置は被塗工基板1を載置、固定するステージ2、2つのスロットダイ11、21、およびそれぞれのスロットダイへの塗液の供給機構を有している。
前記塗液の供給機構は公知の構造を使用でき、塗液の供給の開始・停止、塗液の供給圧、塗液の供給量およびそれらの時間変化率を制御できるものである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following, a coating apparatus having two slot dies will be described as an embodiment, but three or more slot dies may be provided.
FIG. 1 is a schematic view of an embodiment of a coating apparatus of the present invention. A coating apparatus according to an embodiment of the present invention includes a
The coating liquid supply mechanism can use a known structure and can control the start / stop of the supply of the coating liquid, the supply pressure of the coating liquid, the supply amount of the coating liquid, and their rate of change over time.
図1には塗液の供給機構の一例が図示されているが、塗液12、22をストックする貯留槽13、23と、前記貯留槽13、23から塗液12、22を排出する排出パイプ14、24と、前記排出パイプ14、24より排出される塗液12、22をスロットダイに圧送する為の加圧用パイプ15、25と塗液の供給・遮断を制御するバルブ16、26およびフィルター17、27を備える。
FIG. 1 shows an example of a coating liquid supply mechanism.
また、2つのスロットダイ11、21は、被塗工基板1に対して相対的に移動することができ、それぞれのスロットダイは互いに連動するようにしてかまわないが、同一直線上の向きではあるが独立に移動することができることが好ましい。
そのために、図示はしていないが、ステージおよび2つのスロットダイはそれぞれが移動のための駆動装置を有している。
Further, the two slot dies 11 and 21 can move relative to the
Therefore, although not shown, each of the stage and the two slot dies has a driving device for movement.
よって、2つのスロットダイ11、21は、それぞれ独立に被塗工基板に対して相対的に移動でき、それぞれ独立に塗液の供給が可能なため、被塗工基板に対するスロットダイの移動速度、塗液の吐出圧や吐出量、およびそれらの変化率などの塗工条件をスロットダイごとに設定することができる。 Therefore, since the two slot dies 11 and 21 can move independently with respect to the substrate to be coated and can supply the coating liquid independently, the moving speed of the slot die with respect to the substrate to be coated, Coating conditions such as the discharge pressure and discharge amount of the coating liquid, and the rate of change thereof can be set for each slot die.
2つのスロットダイの設置位置については、前述の被塗工基板に対する相対的な移動方向に並んで設置されている。 The two slot dies are installed side by side in the direction of relative movement with respect to the substrate to be coated.
塗工装置がこれらの構造を持つことにより、複数のスロットダイがそれぞれ異なった塗膜の膜厚分布を形成することができ、時間的間隔をあけずに重ねて塗工することも可能になる。 By having these structures in the coating apparatus, a plurality of slot dies can form different coating thickness distributions, and it is also possible to perform coating without overlapping time intervals. .
次に塗工方法について説明をする。
図2は2つのスロットダイ11、21がスロットダイ11、スロットダイ12の順にステージ上に載置、固定された被塗工基板1に塗工を行う様子を示したものである。図2(a)に示したようにまずスロットダイ11が被塗工基板1に対して移動していない状態でビード18を形成する。その後、スロットダイ11が被塗工基板1に対して相対的に白抜き矢印の方向に移動ながら塗工を行う。次に、図2(b)に示したように、スロットダイ21は被塗工基板1に対して相対移動を開始する前にはビード形成を行わずに塗工を開始する。スロットダイ21はスロットダイ11が形成した塗膜19の上に重ねて塗膜29を形成する。
スロットダイ21による塗工の開始はスロットダイ11による塗工が完了した後であっても、塗工中であってもかまわない。
Next, the coating method will be described.
FIG. 2 shows a state where two slot dies 11 and 21 are coated on the
The start of coating by the
複数のスロットダイのうち、被塗工基板1に対して相対移動を開始する前にビードを形成しないスロットダイの数および塗工順については、少なくとも1つのスロットダイが被塗工基板1に対して相対移動をする前にビードを形成しないという条件以外には制限はない。
Among the plurality of slot dies, the number of slot dies that do not form a bead before starting relative movement with respect to the
それぞれのスロットダイによる塗工において、スロットダイの被塗工基板1に対する相対移動速度および塗工条件を独立に設定することができるため、スロットダイごとに塗膜の膜厚分布を変えることができる。
In the coating with each slot die, the relative movement speed of the slot die with respect to the
スロットダイ11による塗工では被塗工基板1に対する相対移動開始前にビード18の形成を行うため塗工開始部分で塗膜の膜厚が厚くなる。一方、スロットダイ21による被塗工基板1に対する相対移動開始前にビードを形成しない塗工では塗工開始部分にビードの影響による膜厚が厚くなる部分が形成されない。吐出圧、吐出量、被塗工基板に対するスロットダイの移動速度およびそれらの変化率などの塗工条件を適切に設定することで塗膜の膜厚を制御し、複数回の塗工をあわせることで塗工開始部での膜厚変動を低減させることができる。
In the coating by the
図3は2つのスロットダイ11、21によるそれぞれの塗膜の膜厚分布を概念的に示したものである。破線は被塗工基板1に対する相対移動開始前にビードを形成するスロットダイ11による塗膜の膜厚分布である。一点鎖線は被塗工基板1に対する相対移動開始前にビードを形成しないスロットダイ21による塗膜の膜厚分布である。実線が前記スロットダイ11による塗膜の膜厚と前記スロットダイ21による塗膜の膜厚をあわせたものである。
FIG. 3 conceptually shows the film thickness distribution of each coating film by the two slot dies 11 and 21. A broken line is a film thickness distribution of the coating film by the
本発明を用いることにより、塗工開始部に形成される塗膜の膜厚不安定部分の膜厚の安定化がはかれ、高精度な膜厚制御が可能となる。また、被塗工基板の有効領域を拡大することができるため被塗工基板の有効活用や塗工面積の低減がはかれる。 By using the present invention, the film thickness of the unstable part of the coating film formed at the coating start part is stabilized, and the film thickness can be controlled with high accuracy. Moreover, since the effective area | region of a to-be-coated substrate can be expanded, the effective utilization of a to-be-coated substrate and reduction of a coating area can be aimed at.
1 被塗工基板
2 ステージ
11 スロットダイ
12 塗液
13 貯留槽
14 排出パイプ
15 加圧用パイプ
16 バルブ
17 フィルター
18 ビード
19 塗膜
21 スロットダイ
22 塗液
23 貯留槽
24 排出パイプ
25 加圧用パイプ
26 バルブ
27 フィルター
29 塗膜
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JP2016074290A JP2017188502A (en) | 2016-04-01 | 2016-04-01 | Coating device and coating method |
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CN113075861A (en) * | 2021-04-01 | 2021-07-06 | 青岛天仁微纳科技有限责任公司 | Novel nano-imprinting equipment and imprinting method thereof |
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