JP2007330960A - スリットノズル及びそれを備える薬液塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 円滑に薬液を供給しつつ、装備状態を容易に維持しうるスリットノズル及びそれを備える薬液塗布装置を提供する。
【解決手段】 薬液が流入される供給孔が形成された第１胴体部と、第１胴体部と対向して配された第２胴体部と、第１及び第２胴体部の間に配されて第１及び第２胴体部を所定間隔離隔させるスペーサと、を備えるスリットノズル。ここで、スペーサは、第１及び第２胴体部の間に供給孔と連結された吐出口を形成することが望ましい。
【選択図】 図３

Description

本発明は、スリットノズル及びそれを備える薬液塗布装置に係り、さらに詳細には、円滑で均一に薬液を供給して装備の状態を容易に維持するスリットノズル及びそれを備える薬液塗布装置に関する。

平板ディスプレイパネルの製造過程には、多様な薬液を用いてガラス基板の表面を処理する工程がある。例えば、現像工程は、ガラス基板に現像液を均一に供給して現像し、現像設備は、露光されたガラス基板表面に現像液を均一に塗布して一定時間パドル（ｐｕｄｄｌｅ）を形成して現像する。この際、現像工程上必要なスプレーの均一性を得るために低流量（例えば、１分当り約３０リットル以下）の現像液を供給する場合にも、スリットノズルから吐出される現像液により形成されるカーテンが裂けずに一定の形状に保持されねばならない。

また、半導体製造用の現像液は、超高純度を要求するために高価である。したがって、現像工程で可能であれば、最小の使用で基板表面を均一に塗布することが望ましい。

したがって、ガラス基板上の現像液塗布状態及び低流量の現像液供給によるスリットノズルのスプレー均一性の確保が、現像工程では要点となる。

しかし、従来にＳＵＳ材質のスリットノズルの場合、スリットノズル自体が重くて現像液塗布装置に付着して保持するのが相対的に難しい問題がある。また、従来のスリットノズルの場合、現像液が吐出される吐出口の幅が広すぎる場合、現像液が過度に多く出るようになり、一方、吐出口の幅が狭すぎる場合、現像液の吐出速度が速すぎてガラス基板上にバブル（ｂｕｂｂｌｅ）が生じる問題がある。

本発明が解決しようとする技術的課題は、円滑に薬液を供給し、装備状態を容易に維持しうるスリットノズルを提供するところにある。

本発明が解決しようとする他の技術的課題は、このようなスリットノズルを備える薬液塗布装置を提供するところにある。

本発明の技術的課題は、以上で言及した技術的課題に制限されず、言及されていない他の課題は下の記載から当業者に明確に理解されうる。

前記技術的課題を達成するための本発明の一実施形態によるスリットノズルは、薬液が流入される供給孔が形成された第１胴体部と、前記第１胴体部と対向して配された第２胴体部と、前記第１及び第２胴体部の間に配されて、前記第１及び第２胴体部を所定間隔離隔させるスペーサと、を備える。ここで、前記スペーサは、前記第１及び第２胴体部の間に前記供給孔と連結された吐出口を形成することが望ましい。

前記他の技術的課題を達成するための本発明の一実施形態による薬液塗布装置は、薬液を保管する薬液供給源と、前記薬液供給源と連結されて前記薬液を伝達する配管と、前記薬液を基板上に吐出する前記スリットノズルと、を備える。

本発明によるスリットノズル及びこれを備える薬液塗布装置によれば、相対的に軽量で堅固な樹脂系の物質を用いてスリットノズルを形成することによって、薬液塗布装置へのスリットノズルの装着や管理が容易である。

また、スペーサの厚さを調節することによって、スリットノズル内で薬液の吐出速度を容易に制御しうる。

さらに、薬液の吐出口を折り曲げて形成することによって、薬液の吐出速度が過度に上昇して基板上に塗布された薬液に気泡が発生することを防止しうる。

その他の実施例の具体的な事項は詳細な説明及び図面に含まれている。

本発明の利点及び特徴、そしてこれを達成する方法は添付された図面に基づいて詳細に後述されている実施例を参照すれば明確になる。しかし、本発明は以下で開示される実施例に限定されるものではなく、この実施例から外れて多様な形に具現でき、本明細書で説明する実施例は本発明の開示を完全にし、本発明が属する技術分野で当業者に発明の範ちゅうを完全に報せるために提供されるものであり、本発明は請求項及び発明の詳細な説明によってのみ定義される。一方、明細書全体に亙って同一な参照符号は同一な構成要素を示す。

以下、添付された図面を参照して本発明の一実施形態によるスリットノズル及びそれを備える薬液塗布装置について詳細に説明する。以下、説明される実施形態では説明の便宜上、薬液塗布装置でとして半導体製造工程で現像液を塗布する現像液塗布装置を例示しているが、本発明はこれに限定されず、基板上に薬液を均一に塗布するために、任意の半導体製造装置を備えることができる。

図１は、本発明の一実施形態による薬液塗布装置を概略的に示す斜視図であり、図２は、図１の薬液塗布装置に含まれたスリットノズルの側面図である。

図１を参照すれば、本発明の一実施形態による薬液塗布装置１００は、基板１０上に薬液を塗布するスリットノズル（ｓｌｉｔ ｎｏｚｚｌｅまたはｐｕｄｄｌｅ ｋｎｉｆｅ）１５０と、薬液を保管する薬液供給源１１０と、薬液供給源１１０に連結されて薬液を伝達する配管１２０、１２２と、スリットノズル１５０と配管１２０、１２２との間に連結されて薬液をスリットノズル１５０に供給する供給ライン１４０とを備える。また、薬液塗布装置１００は、薬液塗布のために基板１０を移動させる基板移送装置２０を備える。

ここで、薬液供給源１１０は、基板１０の表面に塗布される薬液、例えば、現像液（例えば、２．３８％のＴＭＡＨ溶液）を保管している。

配管１２０、１２２は、薬液を伝達する第１配管１２０と、第１配管１２０に供給される薬液内部のエアーを除去するための第２配管１２２とを備える。第１配管１２０は、薬液供給量調節用の第１弁１３０を備え、第１弁１３０の調節を通じて薬液の供給量を調節する。そして、第１配管１２０は、薬液供給源１１０から複数の供給ライン１４０を通じてスリットノズル１５０と連結され、供給ライン１４０を通じてスリットノズル１５０全体に薬液を均一に供給する。この際、第２配管１２２は、第１配管１２０に供給される薬液内部のエアーを除去するために第２弁１３２を備える。

第１弁１３０は、現像液供給量を調節するためにスプレーされる流量を固定的に設定する。第２弁１３２は、第１配管１２０内のエアーを除去するために瞬間大容量弁として備えられ、開閉動作を周期的（例えば、約５秒間隔）に反復させる。例えば、現像工程で、エアー（ａｉｒ、ｍｉｃｒｏｂｕｂｂｌｅ）は、現像液が基板面に均一に塗布されないなど、工程トラブルの原因となるためである。

そして、供給ライン１４０は、例えば、ＰＦＡ（Ｐｅｒｆｌｕｏｒｏａｌｋｏｘｙ）チューブなどで形成され、第１配管１２０から供給される薬液をスリットノズル１５０に迅速で均一に供給するために複数個備えられうる。供給ライン１４０は、配管１２０、１２２内部でのエアーの発生時、スリットノズル１５０に残留せず、配管１２０、１２２側に上がるようにするために、図２に示されたように、供給ライン１４０の長さを‘コ’字状に延ばして、エアーが上がるのに必要とする空間を確保するように構成する。これは稼働初期に最大限多量のエアーを除去することが重要であり、初期に大流量弁を用いてスリットノズル１５０に排出させ、薬液のカーテンが形成された以後のエアーは、スリットノズル１５０に排出され得ないために、動作中に発生するエアーは、スリットノズル１５０内に流入されないように配管１２０、１２２及び／または供給ライン１４０に留まるようにすることが望ましい。

スリットノズル１５０は、基板１０の幅方向に対応して長く形成されたノズルを通じて薬液、例えば、現像液を基板１０の表面に均一に塗布するスリット方式の塗布装置である。本発明の一実施形態による薬液塗布装置１００は、基板１０の表面に薬液を均一に塗布するために薬液の流量または流速の差をおいている１つ以上のスリットノズル１５０を備えうる。

以下、図３ないし図５を参照して、本発明の一実施形態によるスリットノズルについて詳細に説明する。図３は、本発明の一実施形態によるスリットノズルの分解斜視図であり、図４は、図３のスリットノズルの結合斜視図であり、図５は、図４のスリットノズルをＡ−Ａ’線に沿って切断した断面図である。

図３ないし図５を参照すれば、本発明の一実施形態によるスリットノズル１５０は、内部に折り曲げられた吐出口２６０を形成するための第１及び第２胴体部２１０、２２０と、第１及び第２胴体部２１０、２２０の間に介在されて吐出口２６０の形成のための空間を提供するスペーサ２３０と、を備える。

ここで、第１胴体部２１０の一面には、供給ライン（図１の図面符号１４０参照）が挿着されて薬液１５を供給される供給孔２４０が形成されている。薬液１５をスリットノズル１５０に迅速で均一に供給させるために、供給ラインの数に対応して供給孔２４０も複数個形成することが望ましい。また、複数の供給孔２４０は、スリットノズル１５０の長手方向に沿って一定の間隔に配列されうる。

供給孔２４０と吐出口２６０は、互いに連結されているので、第１胴体部２１０に流入された薬液１５は、まず供給孔２４０内の空間に一時的に滞留された後、吐出口２６０を通じて基板表面に吐出される。第１胴体部２１０の他面、すなわち、第２胴体部２２０と対向する面には、折り曲げられた吐出口２６０を形成するための溝部２１２が形成されている。

第２胴体部２２０は、スペーサ２３０により所定の間隔をおいて第１胴体部２１０と対向して結合する。第１胴体部２１０と対向する第２胴体部２２０の一面には、第１胴体部２１０の溝部２１２に対応する突出部２２２が形成されている。溝部２１２内に突出部２２２が挿入されて所定間隔に離隔して配されることによって、薬液１５の移動する吐出口２６０が‘コ’字状に折り曲げられた形状を有する。このように、吐出口２６０を折り曲げられた形状に形成することによって、スリットノズル１５０に流入された薬液１５の吐出速度が過度に上昇することを防止しうる。

また、スペーサ２３０の厚さｄにより吐出口２６０の幅ｄが決定される。一般的な流体力学によれば、流体の速度と流体の流れる断面積は、次の式１のような関係が成り立つ。
（式１）
流量＝断面積×流速
したがって、供給孔２４０を通じてスリットノズル１５０に供給される薬液１５の量と吐出口２６０を通じてスリットノズル１５０から吐出される薬液１５の量とが同一なので（すなわち、流量が同一である）、薬液１５の吐出速度は、吐出口２６０の幅ｄにより決定される。

従来には、供給孔２４０の断面積と比較して、吐出口２６０の幅が過度に狭くて（例えば、０．０１〜０．２ｍｍ）、薬液１５の吐出速度が過度に高く、したがって、基板上に塗布された薬液に気泡が発生する問題があった。また、この場合、薬液の塗布特性を均一に維持するために吐出口の細い幅を一定に管理するのに多くの難点があった。しかし、本実施形態では、吐出口２６０の幅ｄ（すなわち、スペーサ２３０の厚さ）を約１〜３ｍｍに形成することによって、薬液１５の吐出速度が過度に増加することを防止して、気泡の発生を防止するだけでなく、相対的に吐出口２６０の幅が広いために、これを一定に維持するように管理しやすい。さらに、前述したように、吐出口２６０を折り曲げられた形状に形成することによって、薬液１５の吐出速度を制御しうる。

第１胴体部２１０、第２胴体部２２０またはスペーサ２３０は、多様な形状の折り曲げられた吐出口２６０を形成するために、樹脂系の物質で形成しうる。例えば、ＰＶＣなどで形成しうる。樹脂系でスリットノズル１５０を形成する場合、スリットノズル１５０の自重が軽くなって、薬液塗布装置へのスリットノズル１５０の装着や管理が容易である長所がある。

本実施形態では、第１胴体部２１０に溝部２１２が、第２胴体部２２０に突出部２２２が形成されているが、本発明はこれに限定されず、折り曲げられた吐出口２６０を形成できる任意の形状の第１胴体部２１０及び第２胴体部２２０を採用しうる。例えば、第１胴体部２１０に突出部が形成され、第２胴体部２２０に、このような突出部が挿入される溝部が形成されうる。

第１胴体部２１０、スペーサ２３０及び第２胴体部２２０は、各々に形成された結合孔２５２、２５４、２５６及びスクリュー２５０を用いて締結されうる。但し、本発明はこれに限定されず、粘着剤、接着剤、フック結合など多様な結合手段により第１胴体部２１０、スペーサ２３０及び第２胴体部２２０を結合固定しうる。

以下、図６を参照して本発明の他の実施形態を説明する。図６は、本発明の他の実施形態によるスリットノズルの断面図である。説明の便宜上、前述した実施形態の図面（図１ないし図５）に示した各部材と同一機能を有する部材は、同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。本実施形態のスリットノズル６５０は、図６に示したように、前述した実施形態のスリットノズルと次の説明を除いては基本的に同じ構造を有する。

すなわち、図６に示されたように、第１胴体部２１０には、２つの溝部２１２、２１４が形成されており、第２胴体部２２０には、前記溝部２１２、２１４に対応する２つの突出部２２２、２２４が形成されている。このように２対の溝部２１２、２１４と突出部２２２、２２４とを形成することによって、薬液１５の吐出速度をさらに円滑に制御しうる。すなわち、薬液１５の吐出速度が過度に上昇することを防止しうる。

本実施形態では、２対の溝部と突出部を例として説明しているが、本発明はこのような突出部と溝部の数に限定されず、１つ以上の突出部及び溝部をスリットノズルに形成しうる。

以上、添付図を参照して本発明の実施例を説明したが、 本発明が属する技術分野で当業者ならば本発明がその技術的思想や必須特徴を変更せずとも他の具体的な形に実施されうるということが理解できるであろう。したがって、前述した実施例は全ての面で例示的なものであって、限定的なものではないと理解せねばならない。

本発明は、スリットノズル及びそれを備える薬液塗布装置に関連した技術分野に好適に適用されうる。

本発明の一実施形態による薬液塗布装置を概略的に示す斜視図である。 図１の薬液塗布装置に含まれたスリットノズルの側面図である。 本発明の一実施形態によるスリットノズルの分解斜視図である。 図３のスリットノズルの結合斜視図である。 図４のスリットノズルをＡ−Ａ’線に沿って切断した断面図である。 本発明の他の実施形態によるスリットノズルの断面図である。

符号の説明

１０ 基板
１５ 薬液
２０ 基板移送装置
１００ 薬液塗布装置
１１０ 薬液供給源
１２０、１２２ 配管
１３０、１３２ 弁
１４０ 供給ライン
１５０ スリットノズル
２１０ 第１胴体部
２１２、２１４ 溝部
２２０ 第２胴体部
２２２、２２４ 突出部
２３０ スペーサ
２４０ 供給孔
２５０ スクリュー
２５２、２５４、２５６ 結合孔
２６０ 吐出口

Claims (6)

1. 薬液が流入される供給孔が形成された第１胴体部と、
   前記第１胴体部と対向して配された第２胴体部と、
   前記第１及び第２胴体部の間に配されて前記第１及び第２胴体部を所定間隔離隔させるスペーサと、を備えるが、
   前記スペーサは、前記第１及び第２胴体部の間に前記供給孔と連結された吐出口を形成するスリットノズル。
2. 前記吐出口は、前記第１胴体部及び前記第２胴体部内で折り曲げられた形状を有する請求項１に記載のスリットノズル。
3. 前記第１胴体部は、前記第２胴体部と対向する一面に形成された１つ以上の溝部を備え、前記第２胴体部は、前記溝部と対応して形成された１つ以上の突出部を備え、前記溝部と前記突出部は、所定間隔離隔して結合することによって前記折り曲げられた吐出口を形成する請求項２に記載のスリットノズル。
4. 前記スペーサの幅は約１〜３ｍｍである請求項１に記載のスリットノズル。
5. 前記第１胴体部、前記第２胴体部または前記スペーサは、ＰＶＣ材質からなる請求項１に記載のスリットノズル。
6. 薬液を保管する薬液供給源と、
   前記薬液供給源と連結されて前記薬液を伝達する配管と、
   前記薬液を基板上に吐出する請求項１ないし５のうち、何れか１項に記載の前記スリットノズルと、を備える薬液塗布装置。

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