JP2008161790A - スリットノズル - Google Patents

Abstract

【課題】長尺であっても反りなどの変形を抑制し、過熱水蒸気を安定に噴射できるスリットノズルを提供する。
【解決手段】スリットノズルは、過熱水蒸気を供給するための流体供給口１０を有する円筒状の内管１と、内管１の軸方向に間隔をおいて形成され、かつ過熱水蒸気を噴出させるための複数の開口部２と、内管１を収容する円筒状の外管３と、外管３内の過熱水蒸気を噴射させるためのスリット状噴射手段とを備えている。スリット状噴射手段は、外管の軸方向に間隔をおいて形成され、かつ外管内の過熱水蒸気を噴出させるための複数の噴射口４と、外管に配設され、噴射口からの過熱水蒸気をスリット状に噴射させるためのプレート状部材７とで構成されている。なお、前記の複数の開口部２は、前記噴射口４と非対向部位に形成され、また、複数の開口部２で構成された開口部列を周方向に間隔をおいて複数列備えていてもよい。
【選択図】図３

Description

本発明は、過熱水蒸気を噴射するのに有用なスリットノズル、例えば、半導体製造装置、液晶表示装置などの表示デバイスなどの基材又は基板などの被処理部材を表面処理するのに有用なスリットノズルに関する。

従来、スリット状のノズルは、例えば、電子工学分野、食品分野などにおいて、製品への流体の塗布、製品の冷却、水切り又は乾燥などの用途に使用されている。

特開２０００−３３４３３４号公報（特許文献１）には、加熱流体を噴射可能なスリット状のノズルが提案されている。このスリット状のノズルでは、一端に流体の供給口を設けた丸パイプと、これを包囲する角パイプとで二重ノズル体を形成し、角パイプのコーナー部に長手方向に沿ってスリット状の噴射部を形成している。さらに、このノズルでは、前記丸パイプの頂部に、丸パイプから角パイプに流体を導くための導入口を形成している。このスリット状のノズルでは、丸パイプからの流体は、導入口を経て、前記導入口に対向する角パイプのコーナー部に衝突して拡散し、丸パイプと角パイプとの間の空間を経て隣接するコーナー部に衝突後、さらに丸パイプと角パイプとの間の空間を経てスリット状の噴射部から噴射される。

しかし、このノズルを用いて過熱水蒸気を噴射させると、ノズルが局部的に加熱され、膨張するためか、反りなどの変形が生じる場合がある。そして、この変形はノズルが長尺になるほど生じやすくなる。そのため、過熱水蒸気を噴射可能なスリットノズルを長尺化することは困難である。

そこで、被噴射範囲が広範囲に亘る場合に、短尺の複数のスリットノズルを組み合わせて使用する場合がある。例えば、短尺のスリットノズルを隣接させて又は間隔をおいて互い違いに配設することが考えられる。しかし、隣接するノズル間で噴射量が重複する領域や噴射されない領域が生じ、噴射される過熱水蒸気が不均一になり、処理ムラが生じる場合がある。そのため、広範囲にわたって均一に過熱水蒸気を噴射するための長尺のスリットノズルが求められている。
特開２０００ー３３４３３４号公報（特許請求の範囲、図４、図５）

従って、本発明の目的は、長尺であっても反りなどの変形を抑制でき、過熱水蒸気を安定に噴射できるスリットノズル及びこのノズルを備えた表面処理装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、過熱水蒸気の噴射する量がばらつくのを低減できるスリットノズル及びこのノズルを備えた表面処理装置を提供することにある。

本発明者らは、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、二重管ノズルにおいて、内管の複数の開口部から過熱水蒸気を噴出させるとき、前記開口部からの過熱水蒸気が衝突する外管の内壁を湾曲させると、過熱水蒸気がノズルに局部的に溜まって反りなどの変形が生じるのを防ぎつつ、長尺化が可能であること、さらに、過熱水蒸気の噴射量のバラツキを低減できることを見いだし、本発明を完成した。

すなわち、本発明のスリットノズルは、過熱水蒸気を供給するための流体供給口を有する中空筒状の内管と、この内管の軸方向に間隔をおいて形成され、かつ過熱水蒸気を噴出させるための複数の開口部と、前記内管を収容し、前記開口部からの過熱水蒸気が衝突する内壁が湾曲した中空筒状の外管と、前記外管内の過熱水蒸気を噴射させるためのスリット状噴射手段とを備えている。なお、必要に応じて、外管を被覆する断熱性外カバー部材を備えていてもよい。前記スリットノズルでは、内管及び外管は、断面形状が同一又は異なる種々の形態を有する筒状であってもよく、例えば、ともに円筒状であってもよい。さらに、内管及び外管は、同軸に配設されていてもよい。また、内管及び外管は、耐熱鋼又は耐熱ガラスなどの耐熱性に優れた材料で構成されていてもよい。

スリット状噴射手段は、外管の軸方向に間隔をおいて形成され、かつ外管内の過熱水蒸気を噴出させるための複数の噴射口と、外管に配設され、噴射口からの過熱水蒸気をスリット状に噴射させるための一対の部材とで構成されていてもよい。

前記の複数の開口部は、前記噴射口に対応する内管の部位と異なる部位に形成されていてもよい。さらに本発明のスリットノズルにおいて、この複数の開口部は、周方向に間隔をおいて複数列の形態で形成されていてもよく、特に、１つの開口部の列を基準に周方向に等間隔に複数列の形態で形成されていてもよい。例えば、この複数列の開口部は、周方向に６０〜１５０°の範囲で等間隔に形成されていてもよい。

なお、本発明のスリットノズルでは、前記噴射口の口径を、内管の軸方向の両端部に形成された流体供給口から軸方向の中央部に向かって、大きくして、噴射される過熱水蒸気の噴射量を調整することができる。

このような構造のスリットノズルにおいては、過熱水蒸気が外管の湾曲面と衝突するため、外管に局部的に溜まるのを防ぎ、局部的加熱により、ノズルが変形（例えば、反りなど）するのを抑制しつつ、過熱水蒸気（例えば、２００〜１０００℃の過熱水蒸気）を噴射することができる。そのため、ノズルの長尺化が可能となる。例えば、本発明のスリットノズルは、スリット状噴射口の軸方向の長さが、１２００〜３０００ｍｍであってもよい。

なお、本発明のスリットノズルは、被処理部材を過熱水蒸気で処理するのに有用である。

本発明には、前記スリットノズルと、過熱水蒸気により処理される被処理部材を前記スリットノズルに対して相対的に移動させるための移動手段と、前記ノズルの流体供給口に過熱水蒸気を供給するための過熱水蒸気発生源とを備えている表面処理装置も含まれる。この表面処理装置の移動手段において、前記スリットノズルのスリット状噴射手段のスリット状噴射口と被処理部材の表面との距離を０．５〜１０ｍｍに保ちつつ、前記ノズルに対して被処理部材を相対的に移動させてもよい。

さらに本発明には、前記スリットノズルを用いて、内管の開口部からの過熱水蒸気を湾曲した外管の内壁に衝突させて拡散させて、スリット状噴射口から過熱水蒸気を噴射し、被処理部材を処理する方法も含まれる。

本発明では、内管と、内管から噴射される過熱水蒸気が衝突する内壁が湾曲した外管（例えば、円筒状の外管）とを組み合わせ、過熱水蒸気が外管内の局部に溜まることなく噴射できるため、反りなどの変形を抑制しつつ、スリットノズルを長尺化することができる。さらに、前記噴射口の口径を、内管の軸方向の両端部に形成された流体供給口から軸方向の中央部に向かって大きくすることにより、過熱水蒸気の噴射量のバラツキを低減することができる。

以下に必要に応じて添付図面を参照しつつ、本発明を詳細に説明する。

図１は本発明のスリットノズルの一例を示す概略側面図であり、図２は図１に示すスリットノズルの径方向における概略断面図であり、図３は図１に示すスリットノズルのＩ−Ｉ線切断概略斜視図である。なお、以下の説明において、過熱水蒸気を流体と称する場合がある。

この例のスリットノズルは、過熱水蒸気を軸方向の両端部から供給するための流体供給口１０を有する中空円筒状の内管１と、この内管１に形成され、かつ過熱水蒸気を噴出させるための複数の開口部２と、前記内管１を収容する中空円筒状の外管３と、前記外管内の過熱水蒸気を噴射させるためのスリット状噴射手段とで構成されている。スリット状噴射手段は、噴射口４と、前記外管３に配設され、かつ前記噴射口４の対向位置にスリット状噴射口８ａを形成するための一対のプレート状部材７とで構成されている。なお、前記複数の開口部２は、軸方向の同一線上に一列に所定間隔で形成されている。

前記内管１は、周方向に間隔をおいて、複数の開口部２で構成された３つの開口部列を有している。すなわち、このスリットノズルでは、前記噴射口４に対応する内管の部位から周方向に１８０°の部位（頂部）又はその近傍部位に第１の開口部列が形成され、この第１の開口部列から両側の周方向に８５〜１１０°の角度域に第２及び第３の開口部列が形成されている。

前記プレート状部材７は、外管３の外壁に接触して取り付けられ、一対のプレート状部材７の間にスリット状噴射口８ａを形成している。プレート状部材７と外管３との接触部において、軸方向に所定間隔をおいて、ボルト（調整ボルト６ａ）によりプレート状部材７と外管３とを固定している。なお、プレート状部材７のボルト差し込み口を周方向に延びる長孔にすると、外管３に対してプレート状部材７を周方向に相対的にスライドさせることができ、スリット状噴射口８ａの幅を調整することができる。

さらに、外管を断熱して保護するため、スリットノズルは外管３を被覆する断面七角形状の断熱性外カバー部材９ａを備えている。外カバー部材９ａと外管３とは、ノズルの側部に軸方向に所定間隔をおいて備えたボルト（固定又は押えボルト（移動規制ボルト））５ａの先端部と外管３との接触部で相互に移動規制することができる。

このようなスリットノズルでは、過熱水蒸気は、流体供給口１０から内管１の軸方向の中央部に向けて供給され、内管１を経て、内管の開口部２から噴出される。開口部２からの過熱水蒸気は、外管３の湾曲した内壁に衝突するため拡散され、内管１と外管３との間の流路を通過し、スリット状噴射手段から噴射される。

図４は本発明のスリットノズルの他の例を示す概略側面図であり、図５は図４に示すスリットノズルの径方向における概略断面図であり、図６は図４に示すスリットノズルのＩＩ−ＩＩ線切断概略斜視図である。なお、前記図１乃至図３と同一の部材には同一符号を付して説明する。

この例では、スリット状噴射手段を除いて前記図１に示すスリットノズルと同様の構造を有している。すなわち、内管及び外管は前記スリットノズルと同様の構造を有している。

この例でのスリット状噴射手段は、外管３に形成された噴射口４と、前記噴射口４の対応位置に形成され、かつ噴射口４からの過熱水蒸気を噴射させるためのスリット状の吐出口１１ａを備えた断熱性外カバー部材９ｂと、この外カバー部材９ｂの両側部に配設され、かつスリット状噴射口８ｂを形成するための一対のスリット形成部材１２とで構成されている。なお、スリット状噴射口８ｂは噴射口４及び吐出口１１ａと対向して形成されている。

より詳細には、断熱性外カバー部材９ｂは断面四角形状の中空体であって外管３を収容して配設されている。前記外カバー部材９ｂは下端部の中央部に、噴射口４に連通して軸方向に延びるスリット状の吐出口１１ａを設けている。この吐出口１１ａの幅は、噴射口４からの過熱水蒸気を拡散させるため、対応する噴射口４の口径より大きく形成されている。なお、前記外カバー部材９ｂと外管３とは、前記と同様に固定又は押えボルト（移動規制ボルト）５ｂで固定できる。

一対のスリット形成部材１２は、前記外カバー部材９ｂの両側部に装着され、外カバー部材９ｂの側部を覆う形態で配設されている。前記外カバー部材９ｂとスリット形成部材１２とは、上端部において軸方向に所定間隔をおいて、ボルト（調整ボルト６ｂ）で固定されている。なお、スリット形成部材１２のボルト差し込み口を幅方向又は周方向に延びる長孔にすると、外カバー部材９ｂに対して一対のスリット形成部材１２を幅方向又は周方向に相対的にスライドさせることができ、スリット状噴射口８ｂの幅を調整することができる。

図７は、本発明のスリットノズルのさらに他の例を示す概略側面図であり、図８は図７に示すスリットノズルの径方向における概略断面図であり、図９は図７に示すスリットノズルのＩＩＩ−ＩＩＩ線切断概略斜視図である。なお、前記図１乃至図６と同一の部材には同一符号を付して説明する。

この例のスリットノズルは、スリット状噴射手段を除いて前記図１及び図４に示すスリットノズルと同様の構造を有している。すなわち、内管及び外管は前記スリットノズルと同様の構造を有している。

スリット状噴射手段は、噴射口４と、断面四角形状の断熱性外カバー部材９ｃと、この外カバー部材９ｃの下部壁に配設され、かつスリット状噴射口８ｃを形成するための一対のスリット形成部材１３とで構成されている。断熱性外カバー部材９ｃは前記図４に示す形態（９ｂ）と同様の構造を有し、前記外カバー部材９ｃと外管３とは、前記と同様に固定又は押えボルト（移動規制ボルト）５ｃで固定できる。なお、スリット状噴射口８ｃは、噴射口４及び吐出口１１ｂと対向して形成されている。

図１０は、スリット形成部材１３の斜視図である。スリット形成部材１３は、厚みのある平板が屈曲加工され、前記外カバー部材９ｃに取り付けるための第１の板状部１３ａと、スリット状噴射口８ｃを形成するための第２の板状部１３ｂと、第１の板状部１３ａ及び第２の板状部１３ｂを連結するための第３の板状部１３ｃとで構成されている。なお、一対のスリット形成部材１３において、第２の板状部１３ｂは、傾斜して先細状にスリット状噴射口８ｃを形成している。スリット形成部材１３と前記外カバー部材９ｃとは、前記外カバー部材９ｃの下部壁において、軸方向に所定間隔をおいて、ボルト（調整ボルト６ｃ）により固定できる。なお、スリット形成部材１３の第１の板状部１３ａのボルト差し込み口を幅方向又は周方向に延びる長孔にすると、外カバー部材９ｃに対して、スリット形成部材１３を幅方向又は周方向に相対的にスライドさせることができ、スリット状噴射口８ｃの幅を調整することができる。

なお、上記の例の固定又は押えボルト（移動規制ボルト）５ａ，５ｂ及び５ｃにおいて、前記ボルト５ａは、ボルトの先端部が外管３に接触する長さ程度のボルトであるに止まらず、例えば、先端部が外管３に埋め込まれる長さ程度のボルトであってもよい。また、前記ボルト５ｂ，５ｃは、ボルトの先端部が外管３に埋め込まれる長さ程度のボルトに限られず、例えば、先端部が外管３に埋め込まれることなく、ボルトの先端部が外管３に接触する長さ程度であってもよい。

さらに、前記ボルト５ａ，５ｂ，５ｃ及び６ａで、ボルトの先端部が外管３の内部空間に侵入すると、過熱水蒸気の流れを乱し、整流効果が低減するおそれがあるため、外管３と被固定部材（例えば、プレート状部材７、外カバー部材９ａ，９ｂ，９ｃ）との固定又は移動規制においては、前記ボルト５ａ，５ｂ，５ｃ及び６ａの先端部が外管の厚み内にとどまる長さ又はボルトの先端部が外管に接触する長さ程度のボルトを使用するのが好ましい。

また、調整ボルト６ａ，６ｂ，６ｃのピッチは特に制限されず、スリットノズルの大きさなどに応じて設定することができる。例えば、調整ボルト６ａ，６ｂ，６ｃのピッチは５〜１５０ｍｍ、好ましくは１０〜１００ｍｍ、さらに好ましくは１５〜６０ｍｍ、特に２０〜５０ｍｍ（例えば、１５〜４５ｍｍ）程度であってもよい。また、固定又は押えボルト（移動規制ボルト）５ａ，５ｂ，５ｃのピッチはノズルの変形（例えば、経時的要因による変形など）を防止できる限り特に制限されず、例えば、５０〜５００ｍｍ、好ましくは７５〜４００ｍｍ、さらに好ましくは１００〜３００ｍｍ、特に１２５〜２５０ｍｍ（例えば、１５０〜２００ｍｍ）程度であってもよい。なお、前記固定又は押えボルト（移動規制ボルト）５ａ，５ｂ，５ｃの位置及び数は、ノズルの変形を防止し、安定に過熱水蒸気を噴射できる限り、上記の例に制限されない。

本発明のスリットノズルにおいて、内管の流体供給口は、上記３つの形態と同様に、内管の軸方向の両端に設けていてもよいが、内管の軸方向の一方の端部に設け、流体供給口から内管の軸方向の他方の端部に向けて過熱水蒸気を供給してもよい。また、内管の端部に限らず、１又は複数の流体供給口を、内管の軸方向の途中部の管壁に設けて、流体供給口から軸方向に沿って両側方向に過熱水蒸気を供給してもよい。さらに、内管の流体供給口は、内管の軸方向の一方の端部又は両端部と、内管の軸方向の途中部の管壁とに設けていてもよい。

前記内管の開口部は、孔状や細長状であってもよく、スリット状であってもよい。例えば、開口部が孔状である場合、孔径は内管の内側から外側に向かって大きく又は拡がって形成されていてもよく、均一であってもよい。複数の開口部は、軸方向の同一線上に一列に所定間隔で形成する必要はなく、軸方向に所定間隔で千鳥状列に形成してもよい。複数の開口部は、通常、内管の軸方向に所定間隔をおいて規則的に形成されるが、不規則に間隔をおいて形成してもよい。複数の開口部は、前記噴射口に対応する内管の部位とは周方向に異なる部位（開口部からの過熱水蒸気が噴射口に直接噴射されない部位（非透映部）又は非対向部位）に形成する場合に限られず、内管の管壁に適宜形成してもよい。さらに、前記複数の開口部列は、断面構造において、内管の軸芯を中心に非対称に形成されていてもよく、内管の軸芯を中心に対称に形成されていてもよい。また、前記複数の開口部列において、各列は、１つの開口部の列を基準に周方向に等間隔に形成してもよく、周方向に不規則に間隔をおいて形成されていてもよく、周方向に等間隔に形成してもよい。前記周方向の間隔は、周方向に６０〜１５０°、好ましくは６５〜１３０°、さらに好ましくは７０〜１２０°、特に７５〜１１０°（例えば、８０〜１００°）程度の範囲から選択できる。複数の開口部の列数は、特に制限されず、１以上（例えば、１〜８）、好ましくは２以上（例えば、２〜６）、さらに好ましくは３以上（例えば、３〜５）程度であってもよい。

前記外管の噴射口も、孔状又は細長状であってもよく、スリット状であってもよい。複数の噴射口は、軸方向の同一線上に一列に所定間隔で形成されるに止まらず、軸方向に所定間隔で千鳥状列として形成されていてもよい。通常、外管の軸方向に所定間隔をおいて規則的に形成されるが、不規則に間隔をおいて形成されていてもよい。また、本発明では、噴射口の口径の大きさに応じて過熱水蒸気の噴射量を調整でき、例えば、噴射口が孔状である場合、口径の大きさは、０．０５〜１５ｍｍφ、好ましくは０．１〜１２ｍｍφ、さらに好ましくは０．５〜１０ｍｍφ（例えば、１〜８ｍｍφ）程度であってもよい。

前記口径の大きさは、軸方向に同一又は異なっていてもよいが、流体供給口が内管の軸方向の両端部に形成されている場合、軸方向の中央部において、過熱水蒸気の圧力の損失が生じやすいため、前記口径の大きさを、流体供給口から軸方向の中央部に向かって大きくするのが好ましい。特に、前記口径の大きさを、流体供給口から軸方向の中央部に向かって前記範囲において順に大きくするのが好ましい。なお、本発明のスリットノズルには、前記口径の大きさが、流体供給口付近である軸方向の両端部では２〜５ｍｍφ、軸方向の中央部では、４〜８ｍｍφ程度のスリットノズルも含まれる。また、軸方向の中央部の口径の大きさと、軸方向の両端部の口径の大きさとの差は、０．０１〜１０ｍｍ、好ましくは０．１〜８ｍｍ、さらに好ましくは０．２〜６ｍｍ、特に０．３〜５ｍｍ（例えば、０．５〜４ｍｍ）程度であってもよい。上記の通り、前記口径の大きさを流体供給口から軸方向の中央部に向かって大きくすると、過熱水蒸気の噴射量のバラツキが低減され、過熱水蒸気を均一の噴射量で噴射することが可能となる。

本発明のスリットノズルにおいて、内管は、円筒状に限らず、中空筒状であって、断面が楕円形状、多角形状（例えば、三角形、四角形、五乃至八角形状など）などであってもよい。また、外管は、過熱水蒸気が外管内に局部的に滞留するのを防ぐため、前記開口部からの過熱水蒸気が少なくとも衝突する内壁が湾曲していることが好ましい。外管の内壁は湾曲面で形成するのが好ましく、円筒状に限られず、例えば、断面楕円形状などであってもよい。さらに、内管及び外管の組み合わせは、断面形状が相似関係（例えば、内管と外管との組み合わせが円と円との組み合わせなど）にある組み合わせに限られず、非相似関係（例えば、内管と外管との組み合わせが六角形と円との組み合わせなど）にあってもよい。内管及び外管は、通常、ほぼ同軸に配設されるが、外管が内管を収容している限り、内管及び外管の配置関係は特に制限されず、完全に同軸に配設することなく、軸芯が異なっていてもよい。

内管及び外管の大きさ（内径、長さなど）は、過熱水蒸気の噴射量や噴射範囲に応じて選択でき、少なくとも外管は、内管を収容可能であって、かつ過熱水蒸気が内管と外管との間を流通可能であることが好ましい。

スリット状噴射手段は、過熱水蒸気をスリット状に噴射可能であれば、別途設けることなく、例えば、前記外管の噴射口が外管の軸方向に形成された１又は間隔をおいて形成された複数のスリットである場合、前記外管の噴射口をスリット状噴射手段としてもよい。スリット状噴射手段は、前記噴射口と、一対の部材（例えば、プレート状部材、スリット形成部材）と、必要に応じて断熱性外カバー部材とを組み合わせて構成されていてもよく、前記噴射口と他の部材又は要素などと組み合わせて構成されていてもよい。なお、前記一対の部材は、外管に対して固定されていてもよく、スリット幅を調整するため可動であってもよい。スリット状噴射手段のスリット状噴射口は、通常、前記噴射口（及び前記吐出口）に対応する位置（対向位置）に形成されるが、非対向位置に形成されてもよい。スリット状噴射口の幅（スリット幅）は、０．０１〜５ｍｍ、好ましくは０．０５〜４ｍｍ、さらに好ましくは０．１〜３ｍｍ、例えば、０．２〜２ｍｍ程度であってもよい。

また、本発明のスリットノズルにおいて、噴射する流体（特に、過熱水蒸気）の温度を保つために、断熱材、例えば、前記外カバー部材と外管との間に配された断熱材を備えていてもよい。断熱材としては、例えば、耐熱又は耐火性断熱材、炭素繊維、耐火レンガ、雲母、スラグウールなどで形成された断熱材が挙げられる。これらの成分は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。なお、前記外カバー部材の形状は、断面が四角形状及び七角形状に制限されず、断面が他の多角形状（例えば、五角形、六角形、八角形状など）であってもよい。

本発明のスリットノズルでは、内管から開口部を通じて噴射された過熱水蒸気が衝突する外管の内壁が湾曲しているため、内管からの過熱水蒸気は外管の内壁に衝突して拡散され、内管と外管との間の流路を通過し、スリット状噴射手段から噴射される。特に、円筒状の内管及び外管を組み合わせたスリットノズルでは、過熱水蒸気がスリットノズル内に局部的に滞留するのを防ぐことができ、スリットノズルの長尺化が可能となる。例えば、本発明のスリットノズルは、スリット状噴射口の軸方向の長さが１００００ｍｍ以下（例えば、１００〜７０００ｍｍ）、好ましくは７５００ｍｍ以下（例えば、５００〜６０００ｍｍ）、さらに好ましくは５０００ｍｍ以下（例えば、１０００〜４０００ｍｍ）、特に１２００〜３０００ｍｍ（例えば、２０００〜２６００ｍｍ）程度であってもよい。

本発明のスリットノズルにおいて、内管及び外管は、耐熱鋼、耐熱ガラスなどの耐熱性に優れた材料で構成されることが好ましい。さらに、スリット状噴射手段も前記耐熱性に優れた材料で構成されていてもよい。例えば、耐熱鋼としては、低クロム耐熱鋼、高クロム耐熱鋼、高アルミ耐熱鋼などのフェライト系耐熱鋼や、オーステナイト系ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３０４など）、析出硬化型ステンレス鋼などのオーステナイト系耐熱鋼などが挙げられ、耐熱ガラスとしては、ホウケイ酸ガラス、ホウケイ酸低アルカリガラス（例えば、アルミノケイ酸塩ガラスなど）、高ケイ酸ガラス（例えば、バイコールガラスなど）、石英ガラス、ガラスセラミックスなどが挙げられる。これらの耐熱鋼及び耐熱ガラスのうち、オーステナイト系ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ３１６など）、石英ガラスなどが好適である。

なお、本発明のスリットノズルでは、流体は、加圧流体として供給してもよい。さらに、前記流体の温度は特に制限されず、本発明のスリットノズルでは、広汎な温度の流体を噴射することができるが、特に、本発明のスリットノズルの形態では、過熱水蒸気を噴射するのに有用である。過熱水蒸気としては、通常、２００℃以上の水蒸気（飽和水蒸気）、特に、３００℃以上の過熱水蒸気が使用できる。過熱水蒸気は通常、２００℃以上（例えば、２００〜１２００℃）、好ましくは２５０〜１１００℃（例えば、３００〜１０００℃）、さらに好ましくは３２０〜９００℃（例えば、３５０〜８５０℃）、特に３６０〜８００℃（例えば、４００〜７５０℃）程度の飽和又は過熱水蒸気が使用される。また、本発明で使用される過熱水蒸気は、例えば、２００〜１０００℃の飽和又は過熱水蒸気であってもよい。このような過熱水蒸気は、慣用の方法、例えば、ボイラなどにより発生させた飽和水蒸気を、誘導加熱などの過熱手段、電磁波、バーナなどの種々の過熱手段を利用して過熱し、生成してもよい。

本発明のスリットノズルは、被処理部材（例えば、半導体製造装置、液晶表示装置などの表示デバイスなどの基材又は基板など）に過熱水蒸気を噴射して処理するのに有用である。このような表面処理装置は、通常、前記スリットノズルと、過熱水蒸気により処理される被処理部材を前記ノズルに対して相対的に移動させるための移動手段と、前記ノズルの流体供給口に過熱水蒸気を供給するための過熱水蒸気発生源とを備えている。このような表面処理装置において、前記移動手段は、前記スリットノズルのスリット状噴射手段のスリット状噴射口と被処理部材の表面との距離を一定距離に保ちつつ、前記ノズルに対して被処理部材を相対的に移動可能であってもよい。例えば、移動手段は、スリットノズルの両端部を支持しつつ、ガイドレールに沿って移動可能な手段（ベルト、ギアなどで構成された移動手段）であってもよく、スリットノズルに対して移動可能なコンベア手段（過熱水蒸気が透過可能なメッシュ又はロール状コンベア手段など）であってもよい。移動手段は、基板の両端側部をガイド部材で案内しつつ、基板の端部などの適所をチャッキングして牽引して往復動させてもよく、基板の両端側部で一対のロールで狭持しつつ往復動させてもよい。さらに必要であれば、被処理部材の両面を処理するため、スリットノズルは被処理部材の両面に配してもよい。前記スリットノズルのスリット状噴射手段のスリット状噴射口と被処理部材の表面との距離は、例えば、０．１〜３０ｍｍ、好ましくは、０．２〜２５ｍｍ、さらに好ましくは０．３〜２０ｍｍ、特に０．５〜１０ｍｍ（例えば、１〜５ｍｍ）程度であってもよい。本発明のスリットノズル及び表面処理装置を用いると、過熱水蒸気を１０ｇ／ｈ〜５００ｋｇ／ｈ（例えば、５０ｇ／ｈ〜３００ｋｇ／ｈ）程度噴射することができ、噴射される過熱水蒸気の噴射量は、例えば、１００ｇ／ｈ〜２００ｋｇ／ｈ、好ましくは２００ｇ／ｈ〜１８０ｋｇ／ｈ（例えば、３００ｇ／ｈ〜１５０ｋｇ／ｈ）、さらに好ましくは５００ｇ／ｈ〜１２０ｋｇ／ｈ（例えば、７５０ｇ／ｈ〜１００ｋｇ／ｈ）、特に１〜８０ｋｇ／ｈ（例えば、５〜７５ｋｇ／ｈ）程度であってもよく、通常、１０〜１００ｋｇ／ｈ程度である。前記基材又は基板としては、セラミックス類（例えば、石英ガラスなどのガラス、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニアなどの金属酸化物、炭化ケイ素などの金属ケイ化物、窒化アルミニウム、窒化チタンなどの金属窒化物、金属炭化物、ホウ化物など）、金属類（例えば、シリコン、チタン、アルマイト、アルミニウム、ゲルマニウムなど）などが例示できる。

本発明のスリットノズルは、様々な用途、例えば、被処理部材の洗浄、殺菌、水切り及び乾燥などに利用できる。特に、本発明のスリットノズルは、過熱水蒸気を、例えば、半導体製造装置、液晶表示装置などの表示デバイスなどの基材又は基板などの被処理部材に噴射し、前記被処理部材を表面処理又は表面改質（例えば、親水性及び／又は帯電防止性を付与など）するためのノズルとして利用できる。

以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。

実施例１
図１乃至図３に示すスリットノズルを用いて過熱水蒸気を噴射させ、スリットノズルの軸方向の反りの大きさを測定した。なお、このスリットノズルは、流体供給口を軸方向の両端部に備えている円筒状の内管（長さ２５００ｍｍ、内径３５．５ｍｍφ、厚み３．６ｍｍ）と、この内管を収容し、内管と同軸に配設された円筒状の外管（長さ２３４０ｍｍ、内径５７．３ｍｍφ、厚み９．５ｍｍ）と、スリット状噴射手段とを備えている。

内管の管壁に、軸方向の同一線上にピッチ３０ｍｍで７５個の開口部（口径５ｍｍφ）で構成される開口部列（第１の開口部列）を形成し、さらに前記列を基準に周方向の両側部に９０°の角度位置にさらに２つ（第２の開口部列及び第３の開口部列）、合計３つの開口部列を形成した。外管の管壁には、軸方向の同一線上にピッチ５０ｍｍで４５個の噴射口を形成した。噴射口の口径は、３〜８ｍｍφの範囲で流体供給口から軸方向の中央部に向けて順に大きく設定した。前記噴射口と第１の開口部列とを、周方向に１８０°間隔をおいて配設した。なお、スリット状噴射口の軸方向の長さを２３００ｍｍとし、幅を０．５ｍｍに調整した。

実施例１のスリットノズルにおいて、内管、外管、外カバー部材及びプレート状部材の材料は、ＳＵＳ３１６を使用した。

このスリットノズルに、流体供給口から過熱水蒸気（温度５００℃、圧力０．４ＭＰａ）を供給し、スリット状噴射口から７０ｋｇ／ｈの噴射量で噴射させ、１時間後のスリットノズルの軸方向の反りの大きさを測定した。ここで、反りの大きさは、過熱水蒸気の噴射前後におけるノズルの軸方向の中間点のずれの大きさを表す。

実施例２
内管の材料が石英ガラスであり、スリット状噴射口の軸方向の長さが１２００ｍｍである以外は実施例１と同様のスリットノズルを用いて、実施例１と同様にスリットノズルの軸方向の反りの大きさを測定した。

比較例１
図１１及び図１２に示すスリットノズルを用いて過熱水蒸気を噴射させ、スリットノズルの軸方向の反りの大きさを測定した。なお、このスリットノズルは、軸方向の両端部に流体供給口３０を備えた実施例１と同様の内管２１（長さ２２００ｍｍ、内径３５．５ｍｍφ、厚み３．６ｍｍ）と、この内管２１を包囲する部材（第１部材２３ａ及び第２部材２３ｂ）と、第１部材２３ａと第２部材２３ｂとの間に、前記部材内の過熱水蒸気を噴射させるためのスリット状噴射口２８（軸方向の長さ２１００ｍｍ、スリット幅０．５ｍｍ）とを備えている。

比較例１のスリットノズルにおいて、内管２１、第１部材２３ａ、第２部材２３ｂ及び外カバー部材２９の材料としては、ＳＵＳ３１６を使用した。

比較例１のスリットノズルに、流体供給口３０から過熱水蒸気（温度５００℃、圧力０．４ＭＰａ）を供給し、スリット状噴射口２８から７０ｋｇ／ｈの噴射量で噴射させ、１５分（０．２５時間）後のスリットノズルの軸方向の反りの大きさを測定した。

比較例２
スリット状噴射口の軸方向の長さが１０００ｍｍである以外は比較例１と同様の構造を有するスリットノズルについて、比較例１と同様にスリットノズルの軸方向の反りの大きさを測定した。

比較例３
スリット幅を調整するため、突き合わせにより流体供給口を形成可能な一対のブロック状スリット形成部材の間にテフロン（登録商標）シートを介在させ、スリット幅が０．５ｍｍであるスリットノズルについて、スリットノズルの軸方向の反りの大きさの測定を試みたが、テフロン（登録商標）シートが熱で炭化したため、測定することができなかった。

実施例及び比較例の結果を表１に示す。

表１から明らかなように、比較例に比べ、実施例では長尺のスリットノズルであっても、反りなどの変形を抑制可能であり、過熱水蒸気を安定に噴射できることがわかった。

図１は本発明のスリットノズルの一例を示す概略側面図である。 図２は図１に示すスリットノズルの径方向における概略断面図である。 図３は図１に示すスリットノズルのＩ−Ｉ線切断概略斜視図である。 図４は本発明のスリットノズルの他の例を示す概略側面図である。 図５は図４に示すスリットノズルの径方向における概略断面図である。 図６は図４に示すスリットノズルのＩＩ−ＩＩ線切断概略斜視図である。 図７は本発明のスリットノズルのさらに他の例を示す概略側面図である。 図８は図７に示すスリットノズルの径方向における概略断面図である。 図９は図７に示すスリットノズルのＩＩＩ−ＩＩＩ線切断概略斜視図である。 図１０は図７に示すスリットノズルのスリット形成部材の斜視図である。 図１１は従来のスリットノズルの概略側面図である。 図１２は図１１に示すスリットノズルのＩＶ−ＩＶ線切断概略斜視図である。

符号の説明

１…内管
２…開口部
３…外管
４…噴射口
５ａ，５ｂ，５ｃ…固定又は押えボルト（移動規制ボルト）
６ａ，６ｂ，６ｃ…調整ボルト
７…プレート状部材
８ａ，８ｂ，８ｃ…スリット状噴射口
９ａ，９ｂ，９ｃ…外カバー部材
１０…流体供給口
１１ａ，１１ｂ…吐出口
１２，１３…スリット形成部材
１３ａ…第１の板状部
１３ｂ…第２の板状部
１３ｃ…第３の板状部

Claims (14)

1. 過熱水蒸気を供給するための流体供給口を有する中空筒状の内管と、この内管の軸方向に間隔をおいて形成され、かつ過熱水蒸気を噴出させるための複数の開口部と、前記内管を収容し、前記開口部からの過熱水蒸気が衝突する内壁が湾曲した中空筒状の外管と、前記外管内の過熱水蒸気を噴射させるためのスリット状噴射手段とを備えているスリットノズル。
2. 内管及び外管が、それぞれ同軸に配設された円筒状である請求項１記載のスリットノズル。
3. スリット状噴射手段が、外管の軸方向に間隔をおいて形成され、かつ外管内の過熱水蒸気を噴出させるための複数の噴射口と、外管に配設され、噴射口からの過熱水蒸気をスリット状に噴射させるための一対の部材とで構成されている請求項１記載のスリットノズル。
4. 内管の軸方向に間隔をおいて形成されている複数の開口部が、噴射口に対応する内管の部位と異なる部位に形成され、かつ周方向に間隔をおいて複数列の形態で形成されている請求項１記載のスリットノズル。
5. 内管に形成されている複数の開口部の複数の列が、１つの開口部の列を基準に周方向に
   ６０〜１５０°の範囲で等間隔に形成されている請求項４記載のスリットノズル。
6. 内管の軸方向の両端部に形成された流体供給口から軸方向の中央部に向かって、噴射口の口径が大きく形成されている請求項１記載のスリットノズル。
7. 外管を被覆する断熱性外カバー部材を備えている請求項１記載のスリットノズル。
8. ２００〜１０００℃の過熱水蒸気を噴射可能である請求項１記載のスリットノズル。
9. スリット状噴射口の軸方向の長さが、１２００〜３０００ｍｍである請求項１記載のスリットノズル。
10. 内管及び外管が、耐熱鋼又は耐熱ガラスで構成される請求項１記載のスリットノズル。
11. 被処理部材を過熱水蒸気で処理するための請求項１〜１０のいずれかの項に記載のスリットノズル。
12. 請求項１記載のスリットノズルと、過熱水蒸気により処理される被処理部材を前記ノズルに対して相対的に移動させるための移動手段と、前記ノズルの流体供給口に過熱水蒸気を供給するための過熱水蒸気発生源とを備えている表面処理装置。
13. 移動手段が、請求項１記載のスリットノズルのスリット状噴射手段のスリット状噴射口と被処理部材の表面との距離を０．５〜１０ｍｍに保ちつつ、前記ノズルに対して被処理部材を相対的に移動させる請求項１２記載の表面処理装置。
14. 請求項１記載のノズルを用いて、内管の開口部からの過熱水蒸気を、湾曲した外管の内壁に衝突させて拡散させて、スリット状噴射口から過熱水蒸気を噴射し、被処理部材を処理する方法。

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