JP7367446B2 - Coating method and coating device - Google Patents

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Description

本発明は、塗布方法及び塗布装置に関する。 The present invention relates to a coating method and a coating device.

例えば、半導体の製造工程では、半導体ウエハに液体の機能性材料が塗布される。従来、塗布の手段として、スピンコートが用いられる。機能性材料等の液が塗布される基板として、図8に示すように、表面91に複数の溝92が形成されている基板90が存在する。スピンコートによると、基板90の中央に与えられた液99が、その中央から放射方向に即座に広がる。このため、図9に示すように、溝92において気体の逃げ場がなくなる部位が生じ、基板90と塗布した液99との間に気泡93が残りやすい。基板90上に機能性材料による膜を形成する場合、残留する気泡93は欠陥となる。 For example, in a semiconductor manufacturing process, a liquid functional material is applied to a semiconductor wafer. Conventionally, spin coating is used as a coating method. As a substrate to which a liquid such as a functional material is applied, there is a substrate 90 having a plurality of grooves 92 formed on its surface 91, as shown in FIG. According to spin coating, the liquid 99 applied to the center of the substrate 90 immediately spreads in the radial direction from the center. For this reason, as shown in FIG. 9, a portion is created in the groove 92 where there is no place for gas to escape, and air bubbles 93 tend to remain between the substrate 90 and the applied liquid 99. When forming a film of functional material on the substrate 90, the remaining bubbles 93 become defects.

そこで、特許文献1には、表面に溝が形成されている基板に対して、スピンコートにより液を塗布した後、その基板の雰囲気を、大気圧を超える圧力とする技術が開示されている。 Therefore, Patent Document 1 discloses a technique in which a liquid is applied by spin coating to a substrate having grooves formed on its surface, and then the atmosphere of the substrate is brought to a pressure exceeding atmospheric pressure.

特開2014-143341号公報Japanese Patent Application Publication No. 2014-143341

特許文献1に開示の方法によれば、液の塗布後、溝に残存する気泡を消失させることが可能となる。しかし、この場合、基板に液を塗布した後、その基板の雰囲気を高圧とするための設備が必要であり、また、塗布後に溝の気泡を消失させるための処理が必要であり、コストアップの原因となる。なお、液が塗布される表面に溝が形成されている部材(基材)としては、ウエハのような基板の他に、一方向に長いシート状の部材も存在する。 According to the method disclosed in Patent Document 1, it is possible to eliminate air bubbles remaining in the grooves after applying the liquid. However, in this case, after the liquid is applied to the substrate, equipment is required to create a high-pressure atmosphere around the substrate, and treatment is also required to eliminate air bubbles in the grooves after application, which increases costs. Cause. In addition to substrates such as wafers, there are also sheet-like members that are long in one direction as members (substrates) on which grooves are formed on the surface to which the liquid is applied.

そこで、本開示は、表面に溝が形成されている基材に対して、気泡の残存を抑制して液を塗布することが可能となる新たな技術手段を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present disclosure is to provide a new technical means that makes it possible to apply a liquid to a base material having grooves formed on its surface while suppressing the remaining air bubbles.

本開示の塗布方法は、一方向に長いスリットを備え当該スリットの開口から液を吐出可能である塗布器によって、表面に直線状の溝が設けられている基材の当該表面に液を塗布する方法であって、前記開口と前記表面とが接近した状態で、前記基材と前記塗布器とを相対的に移動させながら、当該開口から液を当該表面に対して吐出させる塗布工程を含み、前記塗布工程では、前記開口を前記表面に投影した場合に当該投影した開口の長手方向と、前記溝の長手方向とが傾斜する状態で、前記基材と前記塗布器とを相対的に移動させながら、当該塗布器から液を当該基材に対して吐出させる。 In the coating method of the present disclosure, a liquid is applied to the surface of a base material provided with linear grooves on the surface using an applicator having a long slit in one direction and capable of discharging the liquid from the opening of the slit. The method includes a coating step of discharging a liquid from the opening onto the surface while relatively moving the base material and the applicator while the opening and the surface are close to each other, In the coating step, the base material and the applicator are relatively moved in such a state that when the opening is projected onto the surface, the longitudinal direction of the projected opening and the longitudinal direction of the groove are inclined. At the same time, the liquid is discharged from the applicator onto the base material.

本開示の塗布方法によれば、スリットの開口を基材の表面に投影した場合に当該投影した開口の長手方向と、溝の長手方向とが傾斜する関係にあることで、塗布器から吐出される液が、溝に沿って気泡を追い出すようにして基材の表面に塗布される。よって、気泡の残存を抑制して基材の表面に液を塗布することが可能となる。 According to the coating method of the present disclosure, when the opening of the slit is projected onto the surface of the base material, the longitudinal direction of the projected opening and the longitudinal direction of the groove are inclined, so that the coating is not discharged from the applicator. The liquid is applied to the surface of the substrate along the grooves, expelling air bubbles. Therefore, it becomes possible to apply the liquid to the surface of the base material while suppressing the remaining air bubbles.

また、好ましくは、前記投影した開口の長手方向と、前記基材と前記塗布器との相対的な移動方向と、は直交する関係にあり、前記投影した開口の長手方向及び前記移動方向それぞれは、前記溝の長手方向に対して傾斜する。
この場合、塗布器から吐出される液が溝に沿って気泡を追い出しやすくなる。
Preferably, the longitudinal direction of the projected opening and the relative moving direction between the base material and the applicator are orthogonal to each other, and the longitudinal direction of the projected opening and the moving direction are respectively perpendicular to each other. , inclined with respect to the longitudinal direction of the groove.
In this case, the liquid discharged from the applicator can easily expel air bubbles along the grooves.

また、好ましくは、前記基材の前記表面に液を塗布する方法は、前記塗布器と前記基材との相対的な移動の際、前記塗布器と前記表面との間に液溜まりを形成しつつ、当該塗布器内の液を大気圧に対して負圧として行うキャピラリ塗布である。
キャピラリ塗布の場合、基材の溝表面を伝うようにして液の濡れ広がりが進行して、液は塗布される。このため、その液が気泡を溝に沿って押し出す効果が高い。よって、気泡の残存をより一層抑制して液を塗布することが可能となる。
Preferably, the method for applying a liquid to the surface of the base material includes forming a liquid pool between the applicator and the surface during relative movement between the applicator and the base material. However, this is capillary coating in which the liquid in the applicator is kept at a negative pressure relative to atmospheric pressure.
In the case of capillary coating, the liquid spreads along the groove surface of the base material and is applied. Therefore, the liquid has a high effect of pushing out air bubbles along the grooves. Therefore, it becomes possible to apply the liquid while further suppressing the remaining air bubbles.

本開示の塗布装置は、表面に直線状の溝が設けられている基材の当該表面に液を塗布する装置であって、一方向に長いスリットを備え当該スリットの開口から液を吐出可能である塗布器と、前記基材と前記塗布器とを相対的に移動させる移動機構と、前記スリットの開口を前記表面に投影した場合に当該投影した開口の長手方向に対して前記溝の長手方向が傾斜するように、前記基材を保持するステージと、を備える。
前記塗布装置により、前記塗布方法が可能となる。よって、気泡の残存を抑制して液を塗布することが可能となる。
The coating device of the present disclosure is a device that applies a liquid to the surface of a base material provided with linear grooves on the surface, and includes a long slit in one direction and is capable of discharging the liquid from the opening of the slit. an applicator, a moving mechanism for relatively moving the base material and the applicator, and a longitudinal direction of the groove relative to a longitudinal direction of the projected opening when the opening of the slit is projected onto the surface; and a stage that holds the base material so that the base material is tilted.
The coating device enables the coating method. Therefore, it becomes possible to apply the liquid while suppressing the remaining air bubbles.

また、好ましくは、前記塗布装置は、前記ステージに保持させる前記基材の向きを調整する調整機構を更に備える。
調整機構は、ステージ外に設置されていてもよく、ステージ内に設置されていてもよい。調整機構がステージ外に設置される場合、塗布装置は、更に、調整機構によって向きが調整された基材を、ステージに搬送する搬送装置を備える。前記調整機構によれば、基材への塗布液の塗布の際、基材の表面に投影した開口の長手方向に対して溝の長手方向が傾斜するように、基材はステージに保持された状態となる。
Preferably, the coating device further includes an adjustment mechanism that adjusts the orientation of the base material held on the stage.
The adjustment mechanism may be installed outside the stage or inside the stage. When the adjustment mechanism is installed outside the stage, the coating device further includes a conveyance device that conveys the substrate whose orientation has been adjusted by the adjustment mechanism to the stage. According to the adjustment mechanism, when applying the coating liquid to the substrate, the substrate is held on the stage so that the longitudinal direction of the groove is inclined with respect to the longitudinal direction of the opening projected on the surface of the substrate. state.

本開示の発明によれば、表面に溝が形成されている基材に対して、気泡の残存を抑制して液を塗布することが可能となる。 According to the invention of the present disclosure, it is possible to apply a liquid to a base material having grooves formed on its surface while suppressing the remaining air bubbles.

塗布装置を側方から見た概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the coating device viewed from the side. 塗布装置の一部を示す斜視図である。It is a perspective view showing a part of a coating device. ステージ上の基材、及び塗布器を示す平面図である。It is a top view which shows the base material on a stage, and an applicator. 塗布装置の全体の概略構成を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing the overall schematic configuration of the coating device. 塗布方法の変形例を説明するための図であり、ステージ上の基材、及び塗布器を示す平面図である。It is a figure for explaining the modification of a coating method, and is a top view showing a base material on a stage, and an applicator. 基材が矩形である場合を説明するための図であり、ステージ上の基材、及び塗布器を示す平面図である。It is a figure for demonstrating the case where a base material is a rectangle, and is a top view which shows the base material on a stage, and an applicator. 基材に設けられている溝の他の例を説明する図である。It is a figure explaining other examples of the groove provided in a base material. スピンコートによる塗布方法を説明する平面図である。FIG. 2 is a plan view illustrating a coating method using spin coating. スピンコートによる塗布方法の場合の基材を側方から見た断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a substrate viewed from the side in the case of a coating method using spin coating.

〔塗布装置の構成〕
図1は、塗布装置を側方から見た概略構成図である。図2は、塗布装置の一部を示す斜視図である。図1及び図2に示す塗布装置10は、基材7に液(以下、「塗布液」と称する。)を塗布するための装置である。そのために、塗布装置10は、塗布器12と、基材7を保持するステージ14と、塗布器12とステージ14とを相対的に移動させる移動機構16と、塗布器12と繋がり塗布液を塗布器12に供給するための供給機構18とを備える。塗布器12は、スリットダイとも呼ばれる。
[Configuration of coating device]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the coating device viewed from the side. FIG. 2 is a perspective view showing a part of the coating device. The coating device 10 shown in FIGS. 1 and 2 is a device for coating a liquid (hereinafter referred to as “coating liquid”) on a substrate 7. For this purpose, the coating device 10 includes an applicator 12, a stage 14 that holds the base material 7, a moving mechanism 16 that relatively moves the applicator 12 and the stage 14, and is connected to the applicator 12 and applies the coating liquid. A supply mechanism 18 for supplying to the container 12 is provided. The applicator 12 is also called a slit die.

本開示の基材7は、半導体ウエハのような円形の基板である。図3は、ステージ14上の基材7、及び塗布器12を示す平面図である。基材7の表面8に複数の溝9が形成されている。溝9として、表面8に、一方向に長い直線状の第一の溝9aと、他方向に長い直線状の第二の溝9bとが形成されている。この表面8に対して塗布装置10によって塗布液が塗布される。第一の溝9aと第二の溝9bとは交差していて、格子状の溝9となる。図3に示す第一の溝9aと第二の溝9bとが交差する角度は90度であるが、その角度は他であってもよい。第一の溝9aの長手方向を「L方向」と称し、第二の溝9bの長手方向を「M方向」と称する。L方向とM方向とは、表面8上で直交する。各図において「L方向」を矢印(L)で示し、「M方向」を矢印(M)で示している。 The base material 7 of the present disclosure is a circular substrate such as a semiconductor wafer. FIG. 3 is a plan view showing the base material 7 on the stage 14 and the applicator 12. A plurality of grooves 9 are formed on the surface 8 of the base material 7. As the grooves 9, a first linear groove 9a that is long in one direction and a second linear groove 9b that is long in the other direction are formed on the surface 8. A coating liquid is applied to this surface 8 by a coating device 10 . The first groove 9a and the second groove 9b intersect, forming a grid-like groove 9. Although the angle at which the first groove 9a and the second groove 9b intersect shown in FIG. 3 is 90 degrees, the angle may be any other angle. The longitudinal direction of the first groove 9a is called the "L direction", and the longitudinal direction of the second groove 9b is called the "M direction". The L direction and the M direction are perpendicular to each other on the surface 8. In each figure, the "L direction" is indicated by an arrow (L), and the "M direction" is indicated by an arrow (M).

基材7は、円形の基板である以外に、正方形又は矩形の基板であってもよく、また、連続するシート状の部材であってもよい。図6に示すように、基材7が矩形(又は正方形)の基板であってもよく、この場合、その一辺に平行となって第一の溝9aが形成されていて、その他辺に平行となって第二の溝9bが形成されている。 In addition to being a circular substrate, the base material 7 may be a square or rectangular substrate, or may be a continuous sheet-like member. As shown in FIG. 6, the base material 7 may be a rectangular (or square) substrate, in which case the first groove 9a is formed parallel to one side, and the first groove 9a is formed parallel to the other sides. Thus, a second groove 9b is formed.

図1及び図2において、塗布器12は、一方向に長い部材であり、その内部に、塗布液が溜まる液溜め空間40と、スリット42とが形成されている。スリット42の一方側は、液溜め空間40と繋がっていて、他方側は、外部に開口している。液溜め空間40及びスリット42も、塗布器12の長手方向に沿って長く直線状に形成されている。スリット42は、塗布器12の先端面(下端面)13で開口している。先端面13におけるスリット42の開口の符号を「42a」とする。液溜め空間40の塗布液が、スリット42を通じて外部へ吐出される。 In FIGS. 1 and 2, the applicator 12 is a member that is elongated in one direction, and has a liquid reservoir space 40 in which a coating liquid is collected and a slit 42 formed therein. One side of the slit 42 is connected to the liquid reservoir space 40, and the other side is open to the outside. The liquid reservoir space 40 and the slit 42 are also formed in a long straight line along the longitudinal direction of the applicator 12. The slit 42 is open at the tip surface (lower end surface) 13 of the applicator 12. The opening of the slit 42 in the distal end surface 13 is designated by "42a". The coating liquid in the liquid reservoir space 40 is discharged to the outside through the slit 42.

スリット42の長手方向の寸法は、基材7の直径(幅寸法)よりも大きい。塗布器12の長手方向に直交する方向が、塗布器12とステージ14との相対的な移動方向であり、この方向が塗布方向となる。塗布器12の長手方向を「X方向」と称し、塗布方向を「Y方向」と称する。各図において「X方向」を矢印(X)で示し、「Y方向」を矢印(Y)で示している。このように、本開示の塗布器12は、一方向(X方向)に長い直線状のスリット42を備えていて、そのスリット42の開口42aから塗布液を吐出することができる。 The longitudinal dimension of the slit 42 is larger than the diameter (width dimension) of the base material 7. The direction perpendicular to the longitudinal direction of the applicator 12 is the direction of relative movement between the applicator 12 and the stage 14, and this direction is the application direction. The longitudinal direction of the applicator 12 is referred to as the "X direction", and the application direction is referred to as the "Y direction". In each figure, the "X direction" is indicated by an arrow (X), and the "Y direction" is indicated by an arrow (Y). As described above, the applicator 12 of the present disclosure includes a linear slit 42 that is long in one direction (X direction), and can discharge the coating liquid from the opening 42a of the slit 42.

ステージ14は、基材7を例えばエアの吸引によって保持する。ステージ14に、基材7が決まった方向に向いて保持される。具体的に説明すると(図2参照)、後にも説明するが、スリット42の開口42aを基材7の表面8に投影した場合に、その投影した開口(42a)の長手方向に対して、溝(9a,9b)の長手方向が傾斜するように、基材7はステージ14に保持される。 The stage 14 holds the base material 7 by, for example, suctioning air. The base material 7 is held on the stage 14 facing in a fixed direction. To explain specifically (see FIG. 2), as will be explained later, when the opening 42a of the slit 42 is projected onto the surface 8 of the base material 7, a groove is formed in the longitudinal direction of the projected opening (42a). The base material 7 is held on the stage 14 so that the longitudinal direction of (9a, 9b) is inclined.

図4は、塗布装置10の全体の概略構成を示す平面図である。本開示の塗布装置10は、基材7の向きを調整する調整機構20を更に備える。基材7は、複数枚が重なって保管場所に保管されている。調整機構20は、保管場所から取り出された基材7の向きを調整する。基材7には、アライメントマークQが設けられている。本開示では、基材7には、アライメントマークQとしてノッチ(切り欠き)が設けられている。アライメントマークQは、他であってもよく、オリエンテーションフラットと呼ばれる直線部であってもよい。 FIG. 4 is a plan view showing the overall schematic configuration of the coating device 10. As shown in FIG. The coating device 10 of the present disclosure further includes an adjustment mechanism 20 that adjusts the orientation of the base material 7. A plurality of base materials 7 are stored in a storage location in piles. The adjustment mechanism 20 adjusts the orientation of the base material 7 taken out from the storage location. The base material 7 is provided with an alignment mark Q. In the present disclosure, the base material 7 is provided with a notch as an alignment mark Q. The alignment mark Q may be of any other type, and may be a straight line portion called an orientation flat.

調整機構20は、アライメントマークQを認識する例えばカメラ等の検出部22と、基材7を回転させる回転機構24とを備える。検出部22の検出結果及び回転機構24による基材7の回転により、基材7の向きが調整される。このように、調整機構20は、アライメントマークQに基づいて基材7の向きを調整する。調整された向きで、基材7はステージ14に保持された状態となる。 The adjustment mechanism 20 includes a detection unit 22, such as a camera, that recognizes the alignment mark Q, and a rotation mechanism 24 that rotates the base material 7. The direction of the base material 7 is adjusted by the detection result of the detection unit 22 and the rotation of the base material 7 by the rotation mechanism 24. In this way, the adjustment mechanism 20 adjusts the orientation of the base material 7 based on the alignment mark Q. The base material 7 is held on the stage 14 in the adjusted orientation.

図4に示す形態では、調整機構20は、ステージ14外、つまりステージ14と別の領域に設置されているが、ステージ14内に設置されていてもよい。本開示では、調整機構20がステージ14と別の領域に設置されていることから、塗布装置10は、調整機構20で向きが調整された基材7を、ステージ14に搬送する搬送装置26を更に備える。なお、本実施形態では、調整機構20がステージ14と別の領域に設置される場合を説明するが、調整機構20がステージ14内に設けられていてもよく、この場合、搬送装置26により基材7がステージ14内に配置された後、調整機構20によって基材7の向きが調節される。図4に示すように、調整機構20(及び搬送装置26)により、すべて(図例では4枚)の基材7は、アライメントマークQを一定の決まった向きとして、ステージ14に保持された状態となる。つまり、一つの基材7の第一の溝9aと他の基材7の第一の溝9aとは平行となり、一つの基材7の第二の溝9bと他の基材7の第二の溝9bとは平行となる。図例では、基材7を4枚としているが、これは一例であり、基材7は1枚であってもよく、複数枚であってもよい。 In the form shown in FIG. 4, the adjustment mechanism 20 is installed outside the stage 14, that is, in a separate area from the stage 14, but it may be installed inside the stage 14. In the present disclosure, since the adjustment mechanism 20 is installed in a different area from the stage 14, the coating device 10 includes a conveyance device 26 that conveys the substrate 7 whose orientation has been adjusted by the adjustment mechanism 20 to the stage 14. Prepare more. Note that in this embodiment, a case will be described in which the adjustment mechanism 20 is installed in a separate area from the stage 14, but the adjustment mechanism 20 may also be installed inside the stage 14, and in this case, the adjustment mechanism 20 may be installed in a region different from the stage 14. After the material 7 is placed within the stage 14, the orientation of the substrate 7 is adjusted by the adjustment mechanism 20. As shown in FIG. 4, all (four in the example) substrates 7 are held on the stage 14 by the adjustment mechanism 20 (and the conveyance device 26) with the alignment mark Q in a fixed direction. becomes. In other words, the first groove 9a of one base material 7 and the first groove 9a of another base material 7 are parallel, and the second groove 9b of one base material 7 and the second groove 9a of another base material 7 are parallel to each other. is parallel to the groove 9b. In the illustrated example, there are four base materials 7, but this is just an example, and the number of base materials 7 may be one or multiple.

図1において、本開示の移動機構16は、固定状態にあるステージ14に対して、塗布器12を移動させる構成を備える。具体的に説明すると、移動機構16は、塗布器12を搭載する移動体46と、移動体46を移動させるアクチュエータ47とを備える。アクチュエータ47は、例えばリニアアクチュエータである。 In FIG. 1, a moving mechanism 16 of the present disclosure is configured to move an applicator 12 with respect to a stage 14 that is in a fixed state. Specifically, the moving mechanism 16 includes a moving body 46 on which the applicator 12 is mounted, and an actuator 47 that moves the moving body 46. The actuator 47 is, for example, a linear actuator.

移動機構16により、移動体46に搭載の塗布器12は、基材7の表面8に平行な方向(つまり、矢印(Y)で示す方向)に沿って移動する。また、移動機構16は、塗布器12の先端面13と、ステージ14上の基材7の表面8との間隔(隙間G)を調整するために、塗布器12を表面8に直交する方向に移動させることができる。なお、本開示の場合とは反対に、塗布器12が固定状態であってステージ14が移動してもよい。つまり、移動機構16は、基材7と塗布器12とを相対的に移動させる構成であればよい。以上より、塗布器12は、基材7の表面8に対して相対移動しながら、塗布液をスリット42から吐出して、後にも説明するが、キャピラリ塗布を行うことができる。 The moving mechanism 16 moves the applicator 12 mounted on the moving body 46 along a direction parallel to the surface 8 of the base material 7 (that is, the direction indicated by the arrow (Y)). Further, the moving mechanism 16 moves the applicator 12 in a direction perpendicular to the surface 8 in order to adjust the distance (gap G) between the tip surface 13 of the applicator 12 and the surface 8 of the base material 7 on the stage 14. It can be moved. Note that, contrary to the case of the present disclosure, the applicator 12 may be in a fixed state and the stage 14 may be moved. That is, the moving mechanism 16 may be configured to move the base material 7 and the applicator 12 relatively. As described above, the applicator 12 can perform capillary coating by discharging the coating liquid from the slit 42 while moving relative to the surface 8 of the base material 7, as will be described later.

供給機構18は、塗布器12に塗布液を供給することができる。供給機構18は、塗布液を溜めているタンク32と、タンク32と塗布器12とを繋ぐ配管34とを有する。塗布器12から塗布液が吐出されると、つまり、塗布液が消費されると、タンク32から塗布液が塗布器12に供給される(補充される)。本開示の塗布装置10が行う基材7への塗布液の塗布は、後にも説明するキャピラリ塗布である。このために、供給機構18は、タンク32に溜められている塗布液の圧力を調整する調整部36を有する。 The supply mechanism 18 can supply the coating liquid to the applicator 12. The supply mechanism 18 includes a tank 32 that stores a coating liquid, and a pipe 34 that connects the tank 32 and the applicator 12. When the coating liquid is discharged from the applicator 12, that is, when the coating liquid is consumed, the coating liquid is supplied to the applicator 12 from the tank 32 (replenished). The coating of the coating liquid onto the substrate 7 performed by the coating device 10 of the present disclosure is capillary coating, which will be described later. For this purpose, the supply mechanism 18 includes an adjustment section 36 that adjusts the pressure of the coating liquid stored in the tank 32.

調整部36は、エアを吸引するポンプ(真空ポンプ)及びレギュレータを有する。調整部36は、タンク32の塗布液を大気圧に対して負圧とする。これにより、塗布器12内の塗布液も大気圧に対して負圧となる。調整部36のレギュレータは、塗布器12内の塗布液の圧力が所定の値(負圧)に保たれるように、タンク32に溜めている塗布液の圧力を調整する。この構成により、塗布器12によるキャピラリ塗布が可能となる。 The adjustment unit 36 includes a pump (vacuum pump) that sucks air and a regulator. The adjustment unit 36 sets the coating liquid in the tank 32 to a negative pressure with respect to atmospheric pressure. As a result, the coating liquid in the applicator 12 also has a negative pressure with respect to atmospheric pressure. The regulator of the adjustment unit 36 adjusts the pressure of the coating liquid stored in the tank 32 so that the pressure of the coating liquid in the applicator 12 is maintained at a predetermined value (negative pressure). This configuration enables capillary coating using the applicator 12.

〔キャピラリ塗布について〕
塗布器12は、ステージ14上の基材7の表面8に対して、移動しながら塗布液をスリット42から吐出する。この塗布器12によってキャピラリ塗布が行われる。本開示の塗布方法は、下向きのキャピラリ塗布方法となる。
[About capillary coating]
The applicator 12 discharges a coating liquid from the slit 42 onto the surface 8 of the base material 7 on the stage 14 while moving. Capillary coating is performed by this applicator 12. The coating method of the present disclosure is a downward capillary coating method.

キャピラリ塗布について更に説明する。塗布開始の前、調整部36は、タンク32の塗布液の圧力が大気圧よりも低い圧力となるように調整している。このため、塗布器12内の塗布液の圧力も負圧であり、スリット42から塗布液は吐出されない。塗布器12の先端面13と、ステージ14上の基材7の表面8とを接近させた状態とする。調整部36は、タンク32の塗布液の圧力が大気圧よりも僅かに高い圧力となるように調整する。すると、タンク32から塗布器12に塗布液が供給されると共に、スリット42の開口42aから塗布液が吐出される。塗布器12から吐出させた塗布液が基材7の表面8に接触すると、図1の拡大図に示すように、先端面13と表面8との隙間Gに塗布液の液溜まりB(「ビードB」ともいう。)が形成される。この処理は、液付け工程と称される。液付け工程では、基材7の一部(塗布の開始位置)の直上に塗布器12は位置していて、その塗布器12は停止した状態にある。 Capillary coating will be further explained. Before the start of coating, the adjustment unit 36 adjusts the pressure of the coating liquid in the tank 32 to be lower than atmospheric pressure. Therefore, the pressure of the coating liquid in the applicator 12 is also negative, and the coating liquid is not discharged from the slit 42. The distal end surface 13 of the applicator 12 and the surface 8 of the base material 7 on the stage 14 are brought close to each other. The adjustment unit 36 adjusts the pressure of the coating liquid in the tank 32 to be slightly higher than atmospheric pressure. Then, the coating liquid is supplied from the tank 32 to the applicator 12 and is discharged from the opening 42a of the slit 42. When the coating liquid discharged from the applicator 12 comes into contact with the surface 8 of the base material 7, a liquid pool B ("bead") of the coating liquid is formed in the gap G between the tip end surface 13 and the surface 8, as shown in the enlarged view of FIG. B) is formed. This process is called a liquid application process. In the liquid application step, the applicator 12 is located directly above a part of the base material 7 (the application start position), and the applicator 12 is in a stopped state.

前記隙間Gに液溜まりBが形成されると直ぐに、調整部36は、タンク32の塗布液の圧力が大気圧よりも低い圧力となるように調整する。これにより、スリット42からの塗布液の吐出が一旦停止される。その後、調整部36は、塗布器12内の塗布液の圧力が大気圧よりも低い所定の圧力となるように調整する。そして、移動機構16が、基材7に対して塗布器12を移動させる。この移動に伴って、前記液溜まりB(ビードB)を継続して形成するため、塗布液が隙間Gに満たされるように塗布器12から引き出され、基材7の表面8に対して連続的に塗布液が塗布される。塗布の間、消費される量の塗布液が、供給機構18から塗布器12に補充される。 As soon as the liquid pool B is formed in the gap G, the adjusting section 36 adjusts the pressure of the coating liquid in the tank 32 to be lower than atmospheric pressure. As a result, the discharge of the coating liquid from the slit 42 is temporarily stopped. Thereafter, the adjustment unit 36 adjusts the pressure of the coating liquid in the applicator 12 to a predetermined pressure lower than atmospheric pressure. Then, the moving mechanism 16 moves the applicator 12 with respect to the base material 7. Along with this movement, in order to continuously form the liquid pool B (bead B), the coating liquid is drawn out from the applicator 12 so as to fill the gap G, and is continuously applied to the surface 8 of the base material 7. The coating liquid is applied to the surface. During application, the applicator 12 is replenished from the supply mechanism 18 with the amount of application liquid that is consumed.

このようにキャピラリ塗布は、塗布器12からの塗布液が基材7の表面8に付着した後、塗布液が、先端面13と表面8との間における毛細管現象(表面張力)や、塗布中の液溜まりBに作用するせん断力によって塗布器12から引き出される。これにより、基材7の表面8に塗布液が塗布される。図1の場合、塗布動作の際の塗布器12の移動方向は、右から左であり、その右から左へ向かう矢印(Y)に示す方向が「塗布方向」となる。 In this way, in capillary coating, after the coating liquid from the applicator 12 adheres to the surface 8 of the base material 7, the coating liquid is affected by capillary action (surface tension) between the tip surface 13 and the surface 8, and during coating. is pulled out from the applicator 12 by the shear force acting on the liquid pool B. As a result, the coating liquid is applied to the surface 8 of the base material 7. In the case of FIG. 1, the moving direction of the applicator 12 during the coating operation is from right to left, and the direction shown by the arrow (Y) from right to left is the "coating direction."

〔ステージ14における基材7の向きについて〕
ここで、図3に示す二点鎖線は、基材7の上に塗布器12を位置させ、その塗布器12のスリット42の開口42aを基材7の表面8に投影した場合に、その投影した開口42aの長手方向に沿った仮想線Kである。
[About the orientation of the base material 7 on the stage 14]
Here, the two-dot chain line shown in FIG. This is an imaginary line K along the longitudinal direction of the opening 42a.

前記のとおり、調整機構20によって、基材7はアライメントマークQを一定の向きとしてステージ14に保持される。その向きは、次に説明するとおりである。すなわち、図3に示すように、基材7の表面8に投影した開口42aの長手方向となる仮想線Kに対して、溝9の長手方向が傾斜するように、基材7はステージ14に保持される。
本開示の場合、溝9には、交差する第一の溝9aと第二の溝9bとが含まれる。これら第一の溝9a及び第二の溝9bそれぞれが仮想線Kに対して傾斜するように、基材7はステージ14に保持される。仮想線Kに対して第一の溝9aの長手方向は45度で傾斜していて、仮想線Kに対して第二の溝9bの長手方向は45度で傾斜している。
As described above, the adjustment mechanism 20 holds the base material 7 on the stage 14 with the alignment mark Q in a fixed direction. The direction is as explained below. That is, as shown in FIG. 3, the base material 7 is placed on the stage 14 so that the longitudinal direction of the groove 9 is inclined with respect to the virtual line K that is the longitudinal direction of the opening 42a projected onto the surface 8 of the base material 7. Retained.
In the case of the present disclosure, the groove 9 includes a first groove 9a and a second groove 9b that intersect. The base material 7 is held on the stage 14 so that each of the first groove 9a and the second groove 9b is inclined with respect to the imaginary line K. The longitudinal direction of the first groove 9a is inclined at 45 degrees with respect to the imaginary line K, and the longitudinal direction of the second groove 9b is inclined at 45 degrees with respect to the imaginary line K.

このように、調整機構20によれば、基材7への塗布液の塗布の際、スリット42の開口42aを基材7の表面8に投影した場合に、その投影した開口の長手方向に対して、溝(9a,9b)の長手方向が傾斜するように、基材7の向きが予め調整される。そして、向きが調整された基材7が、決まった向きとなってステージ14に保持される。 In this manner, according to the adjustment mechanism 20, when the opening 42a of the slit 42 is projected onto the surface 8 of the base material 7 when applying the coating liquid to the base material 7, the projected opening 42a is adjusted in the longitudinal direction of the projected opening. The orientation of the base material 7 is adjusted in advance so that the longitudinal direction of the grooves (9a, 9b) is inclined. Then, the base material 7 whose orientation has been adjusted is held on the stage 14 in a fixed orientation.

〔塗布方法について〕
前記構成を備える塗布装置10が行う塗布方法について説明する。その塗布方法には、基材7がステージ14に保持された状態となる準備工程と、その基材7に対して塗布液を塗布する塗布工程とが含まれる。前記準備工程において、前記調整機構20が機能する。前記塗布工程は、図1及び図2に示すように、塗布器12のスリット42の開口42aと、基材7の表面8とが接近した状態で、基材7に対して塗布器12を移動させながら、その開口42aから塗布液を表面8に対して吐出させる工程である。
[About the application method]
A coating method performed by the coating device 10 having the above configuration will be described. The coating method includes a preparation step in which the substrate 7 is held on the stage 14, and a coating step in which the coating liquid is applied to the substrate 7. In the preparation step, the adjustment mechanism 20 functions. In the coating step, as shown in FIGS. 1 and 2, the applicator 12 is moved relative to the base material 7 in a state where the opening 42a of the slit 42 of the applicator 12 and the surface 8 of the base material 7 are close to each other. This is a step in which the coating liquid is discharged onto the surface 8 from the opening 42a.

更に塗布工程では、前記仮想線K(図3参照)に沿った方向である投影した開口42aの長手方向と、溝(9a,9b)それぞれの長手方向とが傾斜する状態で、基材7に対して、塗布器12を矢印(Y)に示す方向に移動させながら、塗布器12から塗布液を基材7に対して吐出させる。 Furthermore, in the coating process, the base material 7 is coated in such a manner that the longitudinal direction of the projected opening 42a, which is the direction along the virtual line K (see FIG. 3), and the longitudinal direction of each of the grooves (9a, 9b) are inclined. On the other hand, the coating liquid is discharged from the applicator 12 onto the base material 7 while moving the applicator 12 in the direction shown by the arrow (Y).

この塗布方法では、前記のとおり、スリット42の開口42aを基材7の表面8に投影した場合に、その投影した開口42aの長手方向と、溝9a,9bそれぞれの長手方向とが傾斜する関係にある。このため、塗布器12から吐出される塗布液が、溝9a,9bそれぞれに沿って気泡を追い出すようにして基材7の表面8に塗布される。よって、気泡の残存を抑制して基材7の表面8に塗布液を塗布することが可能となる。溝9a,9bそれぞれに沿って、気泡が追い出される方向を、図3では矢印Gで示している。 In this coating method, as described above, when the opening 42a of the slit 42 is projected onto the surface 8 of the base material 7, the longitudinal direction of the projected opening 42a and the longitudinal direction of each of the grooves 9a and 9b are inclined. It is in. Therefore, the coating liquid discharged from the applicator 12 is applied to the surface 8 of the base material 7 along each of the grooves 9a and 9b so as to expel air bubbles. Therefore, it becomes possible to apply the coating liquid to the surface 8 of the base material 7 while suppressing the remaining air bubbles. The direction in which bubbles are expelled along each of the grooves 9a and 9b is indicated by an arrow G in FIG.

特に図3に示す方法では、基材7の表面8に投影した開口42aの長手方向と、基材7の表面8における塗布器12の移動方向と、は直交する関係にある。つまり、前記仮想線K(図3参照)に沿った方向と、塗布方向である矢印(Y)に示す方向とは平面視において直交する関係にある。そして、基材7の表面8に投影した開口42aの長手方向(前記仮想線Kに沿った方向)及び表面8における前記移動方向(矢印(Y)に示す方向)それぞれは、溝(9a,9b)の長手方向に対して傾斜している。このため、塗布器12から吐出される塗布液が溝(9a,9b)に沿って気泡を追い出しやすくなる。 In particular, in the method shown in FIG. 3, the longitudinal direction of the opening 42a projected onto the surface 8 of the base material 7 and the moving direction of the applicator 12 on the surface 8 of the base material 7 are orthogonal to each other. That is, the direction along the virtual line K (see FIG. 3) and the direction indicated by the arrow (Y), which is the coating direction, are orthogonal in plan view. The grooves (9a, 9b ) is inclined with respect to the longitudinal direction. Therefore, the coating liquid discharged from the applicator 12 can easily expel air bubbles along the grooves (9a, 9b).

なお、図5に示すように、開口42aの長手方向は、矢印(Y)に示す塗布方向、つまり、塗布器12の移動方向と、直交していなくてもよい。ただし、この場合であっても、基材7の表面8に投影した開口42aの長手方向(仮想線K)と、溝(9a,9b)それぞれの長手方向とが傾斜する関係にあり、その関係を維持して、塗布器12は移動する。
この場合においても、スリット42の開口42aを基材7の表面8に投影した場合に、その投影した開口42aの長手方向と、溝(9a,9b)の長手方向とが傾斜する関係にあることで、塗布器12から吐出される塗布液が、溝(9a,9b)に沿って気泡を追い出すようにして基材7の表面8に塗布される。よって、気泡の残存を抑制して基材7の表面8に塗布液を塗布することが可能となる。
Note that, as shown in FIG. 5, the longitudinal direction of the opening 42a does not have to be orthogonal to the coating direction shown by the arrow (Y), that is, the moving direction of the applicator 12. However, even in this case, the longitudinal direction (imaginary line K) of the opening 42a projected onto the surface 8 of the base material 7 is in an inclined relationship with the longitudinal direction of each of the grooves (9a, 9b). The applicator 12 moves while maintaining .
Also in this case, when the opening 42a of the slit 42 is projected onto the surface 8 of the base material 7, the longitudinal direction of the projected opening 42a and the longitudinal direction of the grooves (9a, 9b) are in an inclined relationship. Then, the coating liquid discharged from the applicator 12 is applied to the surface 8 of the base material 7 along the grooves (9a, 9b) so as to expel air bubbles. Therefore, it becomes possible to apply the coating liquid to the surface 8 of the base material 7 while suppressing the remaining air bubbles.

また、本開示では、基材7の表面8に塗布液を塗布する方法は、キャピラリ塗布である。キャピラリ塗布は、塗布器12と基材7との相対的な移動の際、塗布器12と基材7の表面8との間に液溜まりB(図1の拡大図参照)を形成しつつ、塗布器12内の塗布液を大気圧に対して負圧として行う方法である。このようなキャピラリ塗布によれば、基材7の溝9a,9bの表面を伝うようにして、基材7の表面8において塗布液の濡れ広がりが進行して、塗布液は塗布される。このため、その塗布液が気泡を溝9a,9bに沿って押し出す効果が高い。よって、気泡の残存をより一層抑制して塗布液を塗布することが可能となる。 Further, in the present disclosure, the method of applying the coating liquid to the surface 8 of the base material 7 is capillary coating. In capillary coating, when the applicator 12 and the base material 7 move relative to each other, a liquid pool B (see the enlarged view of FIG. 1) is formed between the applicator 12 and the surface 8 of the base material 7. This is a method in which the coating liquid in the applicator 12 is kept at a negative pressure with respect to atmospheric pressure. According to such capillary coating, the coating liquid spreads on the surface 8 of the substrate 7 as it spreads along the surfaces of the grooves 9a and 9b of the substrate 7, and is applied. Therefore, the coating liquid has a high effect of pushing out air bubbles along the grooves 9a and 9b. Therefore, it becomes possible to apply the coating liquid while further suppressing the remaining air bubbles.

また、キャピラリ塗布によれば、塗布液の塗り幅が変化するような基材7の場合に有利である。つまり、図3に示すように、基材7が円形であって塗布の対象となる塗り幅が変化する場合に、キャピラリ塗布であるのが好ましい。図6に示すように、基材7が矩形であって、その基材7の一辺と第一の溝9aの長手方向とが平行であり、その基材7の他辺と第二の溝9bとが平行となっている場合に、キャピラリ塗布であるのが好ましい。 Further, capillary coating is advantageous in the case of a substrate 7 where the coating width of the coating liquid varies. That is, as shown in FIG. 3, when the base material 7 is circular and the coating width to be coated varies, capillary coating is preferable. As shown in FIG. 6, the base material 7 is rectangular, one side of the base material 7 is parallel to the longitudinal direction of the first groove 9a, and the other side of the base material 7 is parallel to the longitudinal direction of the first groove 9b. When the two are parallel, capillary coating is preferred.

図6に示す基材7の場合、矢印(Y)で示す塗布方向に対して、基材7(長辺)の方向を傾けるようにして、その基材7をステージ14に保持させることで、基材7の表面8に投影した開口42aの長手方向と、溝9a,9bの長手方向とが傾斜する関係となる。この関係で、基材7と塗布器12とを相対的に移動させながら、塗布器12から塗布液を基材7に対して吐出させることができる。 In the case of the base material 7 shown in FIG. 6, by tilting the direction of the base material 7 (long side) with respect to the coating direction shown by the arrow (Y) and holding the base material 7 on the stage 14, The longitudinal direction of the opening 42a projected onto the surface 8 of the base material 7 and the longitudinal direction of the grooves 9a and 9b are inclined. With this relationship, the coating liquid can be discharged from the applicator 12 onto the base material 7 while moving the base material 7 and the applicator 12 relatively.

しかも、前記各形態では、キャピラリ塗布によることで、塗布膜の厚さを均一にすることが可能となる。また、キャピラリ塗布によるために、スピンコートの場合のように塗布液を無駄に消費しないで済む。 Moreover, in each of the above embodiments, by capillary coating, it is possible to make the thickness of the coating film uniform. Furthermore, since capillary coating is used, there is no need to waste the coating liquid as in the case of spin coating.

前記実施形態では、基材7に、格子状の溝9が設けられている場合について説明した。溝9の形態は他であってもよい。例えば、図7(A)に示すように、一方向に延びる溝9が(交差せず)複数並んで配置されていてもよい。図7(A)では、ハッチが付されている領域が凸部6であり、その領域以外が溝9となっている。または、図示しないが、溝9は、複数でなく、一本のみが一方向に延びて基材7に形成されていてもよい。
また、図7(B)に示すように、ハッチが付されている領域が線形状の凸部(凸条5)であり、その領域以外が溝9であってもよい。つまり、基材7に一方向に延びる凸条5が複数並んで形成されていて、凸条5の間が溝9となっている。
更に、図7(C)に示すように、ハッチが付されている領域が凸部4であり、その凸部4以外の領域が溝9であってもよい。図7(C)に示す溝9は、意図的に形成された溝というよりも、基材7に複数の凸部4が格子状の配置で設けられていて、これら凸部4の間が溝9となっている。
In the embodiment described above, a case has been described in which the base material 7 is provided with lattice-shaped grooves 9. The grooves 9 may have other shapes. For example, as shown in FIG. 7(A), a plurality of grooves 9 extending in one direction may be arranged side by side (without intersecting each other). In FIG. 7A, the hatched area is the convex portion 6, and the area other than that area is the groove 9. Alternatively, although not shown, only one groove 9 may be formed in the base material 7 instead of a plurality of grooves 9 extending in one direction.
Further, as shown in FIG. 7(B), the hatched area may be a linear convex portion (convex strip 5), and the area other than that area may be a groove 9. That is, a plurality of protrusions 5 extending in one direction are formed side by side on the base material 7, and the grooves 9 are formed between the protrusions 5.
Further, as shown in FIG. 7C, the hatched area may be the convex portion 4, and the area other than the convex portion 4 may be the groove 9. The groove 9 shown in FIG. 7(C) is not an intentionally formed groove, but rather a plurality of convex portions 4 provided in a lattice-like arrangement on the base material 7, and the grooves between these convex portions 4 are formed. It is 9.

今回開示した実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲に記載された構成と均等の範囲内での全ての変更が含まれる。 The embodiments disclosed herein are illustrative in all respects and are not restrictive. The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes all modifications within the scope of equivalents to the configurations described in the scope of the claims.

7:基材 8:表面 9:溝
9a:第一の溝 9b:第二の溝 10:塗布装置
12:塗布器 14:ステージ 16:移動機構
20:調整機構 42:スリット 42a:開口
B:液溜まり
7: Base material 8: Surface 9: Groove 9a: First groove 9b: Second groove 10: Coating device 12: Applicator 14: Stage 16: Movement mechanism 20: Adjustment mechanism 42: Slit 42a: Opening B: Liquid Accumulation

Claims (5)

一方向に長いスリットを備え当該スリットの開口から液を吐出可能である塗布器によって、表面に直線状の溝が設けられている基材の当該表面に液を塗布する方法であって、
前記開口と前記表面とが接近した状態で、前記基材と前記塗布器とを相対的に移動させながら、当該開口から液を当該表面に対して吐出させる塗布工程を含み、
前記塗布工程では、前記開口を前記表面に投影した場合に当該投影した開口の長手方向と、前記溝の長手方向とが傾斜する状態で、前記基材と前記塗布器とを相対的に移動させながら、当該塗布器から液を当該基材に対して吐出させる、塗布方法。
A method of applying a liquid to the surface of a base material provided with linear grooves on the surface using an applicator having a long slit in one direction and capable of discharging the liquid from the opening of the slit, the method comprising:
a coating step of discharging a liquid from the opening onto the surface while relatively moving the base material and the applicator in a state where the opening and the surface are close to each other;
In the coating step, the base material and the applicator are relatively moved in such a state that when the opening is projected onto the surface, the longitudinal direction of the projected opening and the longitudinal direction of the groove are inclined. A coating method in which a liquid is discharged from the applicator onto the substrate.
前記投影した開口の長手方向と、前記基材と前記塗布器との相対的な移動方向と、は直交する関係にあり、
前記投影した開口の長手方向及び前記移動方向それぞれは、前記溝の長手方向に対して傾斜する、
請求項1に記載の塗布方法。
The longitudinal direction of the projected opening and the relative movement direction of the base material and the applicator are orthogonal to each other,
Each of the longitudinal direction of the projected opening and the moving direction are inclined with respect to the longitudinal direction of the groove.
The coating method according to claim 1.
前記基材の前記表面に液を塗布する方法は、前記塗布器と前記基材との相対的な移動の際、前記塗布器と前記表面との間に液溜まりを形成しつつ、当該塗布器内の液を大気圧に対して負圧として行うキャピラリ塗布である、
請求項1又は2に記載の塗布方法。
The method of applying a liquid to the surface of the base material includes forming a liquid pool between the applicator and the surface when the applicator and the base material move relative to each other, and applying the liquid to the surface of the base material. It is a capillary application in which the liquid inside is under negative pressure relative to atmospheric pressure.
The coating method according to claim 1 or 2.
表面に直線状の溝が設けられている基材の当該表面に液を塗布する装置であって、
一方向に長いスリットを備え当該スリットの開口から液を吐出可能である塗布器と、
前記基材と前記塗布器とを相対的に移動させる移動機構と、
前記スリットの開口を前記表面に投影した場合に当該投影した開口の長手方向に対して前記溝の長手方向が傾斜するように、前記基材を保持するステージと、を備える塗布装置。
A device for applying a liquid to the surface of a base material having linear grooves on the surface,
an applicator having a long slit in one direction and capable of discharging a liquid from the opening of the slit;
a movement mechanism that relatively moves the base material and the applicator;
A coating device comprising: a stage that holds the base material so that when the opening of the slit is projected onto the surface, the longitudinal direction of the groove is inclined with respect to the longitudinal direction of the projected opening.
前記ステージに保持させる前記基材の向きを調整する調整機構を更に備える、請求項4に記載の塗布装置。 The coating device according to claim 4, further comprising an adjustment mechanism that adjusts the orientation of the base material held on the stage.
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