KR100641026B1 - 슬릿형 노즐을 가지는 혼합 유체 분사 기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 두 종류의 유체를 혼합하여 액정표시장치(LCD), 평판디스플레이(FPD) 또는 반도체 웨이퍼 등의 기판으로 분사하여 기판을 세정하기 위한 슬릿형 분사 기구에 관한 것이다. 본 발명에 따른 분사 기구는 세정 대상물의 폭을 가로질러 세정 대상물의 상측에 배치되고, 공기와 세정액이 혼합되는 혼합 공간이 내부에 길이 방향으로 형성되는 몸체; 몸체의 내부에 길이 방향으로 형성되고, 공기 통로를 통해 혼합 공간의 상단과 연통하여, 공기원으로부터 공급되는 공기를 혼합 공간으로 공급하기 위한 공기 공급로; 몸체의 내부에 길이 방향으로 형성되고, 세정액 통로를 통해 혼합 공간의 하부와 연통하여, 세정액 공급원으로부터 공급되는 세정액을 혼합 공간으로 공급하는 세정액 공급로; 및 혼합 공간에서 혼합된 유체를 기판으로 분사하도록 몸체의 하단을 따라 형성된 슬릿 형상의 노즐을 포함한다. 공기 통로는 공기 공급로의 길이 방향으로 긴 슬릿 형상을 가지며, 세정액 통로는 세정액 공급로의 길이 방향을 따라 소정 간격으로 형성되는 다수의 홀로 이루어진다. 공기 공급로와 세정액 공급로의 양단으로 각각 공기와 세정액이 공급된다.

LCD, 반도체, FPD, 기판, 세정, 분사, 노즐, 슬릿

Description

슬릿형 노즐을 가지는 혼합 유체 분사 기구{Device Having a Slit Type Nozzle for Jetting Mixed Fluid}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 혼합 유체 분사 기구의 사시도.

도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 혼합 유체 분사 기구의 단면도.

도 3은 관의 길이와 구멍 수에 의한 손실률에 따라 관에서 분사되는 유체의 압력 분포를 설명하는 도면.

도 4는 본 발명에 따른 유체 분사 기구의 공기와 세정액 및 혼합 유체의 압력 분포를 도시한 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 혼합 유체 분사 기구 12 : 몸체

14 : 공기 공급로 14a : 공기 통로

16 : 세정액 공급로 16a : 세정액 통로

18 : 혼합 공간 20 : 노즐

본 발명은 액정표시장치(LCD), 평판디스플레이(FPD) 또는 반도체 웨이퍼 등의 기판을 세정하기 위한 장치에 관한 것이고, 구체적으로는 두 종류의 유체를 혼합하여 기판으로 분사하는 슬릿형 분사 기구에 관한 것이다.

액정표시장치나 평판디스플레이 또는 반도체 웨이퍼와 같은 기판을 제조하는 과정에서 기판의 표면에 기계적 또는 화학적인 처리를 가하는 공정들이 있으며, 여기에 더하여 처리된 기판의 표면을 깨끗하게 세정하는 공정이 수반된다.

처리된 기판의 표면을 세정하는 공정은 통상적으로 순수(純水)와 같은 유체를 기판의 표면에 고압으로 분사하여 기판의 표면에 잔류하는 미세 입자나 화학 약품들을 제거하는 것에 의해 이루어진다.

최근, 기판 표면에 대한 세정력을 향상시키기 위해 여러 가지 연구가 이루어지고 있는데, 일 예로 일본 특허공개 평10-156229호는 두 가지 종류의 유체를 혼합하여 분사하는 장치를 개시한다. 이 장치는 두 종류의 유체를 혼합하여 미세 방울을 형성하고 노즐을 통해 이 미세 방울들을 가속하여 기판으로 분사하는 것에 의해 세정력을 향상시킨다.

다른 예로, 일본 특허공개 2000-334334는 슬릿 형상의 노즐을 가지는 세정액 분사 기구를 개시한다. 이 분사 기구는 세정액을 기판의 폭 전체에 걸쳐 균일한 압력으로 분사할 수 있어 기판 전체를 균일하게 세정할 수 있다.

본 발명은, 상술한 두 기구의 장점들을 통합할 수 있도록 개발된 것으로, 높은 세정력을 가지면서도 기판의 폭 전체에 걸쳐 균일한 분사 압력을 유지할 수 있 는 슬릿형 노즐을 가지는 혼합 유체 분사 기구를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적은, 세정 대상물의 폭을 가로질러 세정 대상물의 상측에 배치되고, 공기와 세정액이 혼합되는 혼합 공간이 내부에 길이 방향으로 형성되는 몸체; 몸체의 내부에 길이 방향으로 형성되고, 공기 통로를 통해 혼합 공간의 상단과 연통하여, 공기원으로부터 공급되는 공기를 혼합 공간으로 공급하기 위한 공기 공급로; 몸체의 내부에 길이 방향으로 형성되고, 세정액 통로를 통해 혼합 공간의 하부와 연통하여, 세정액 공급원으로부터 공급되는 세정액을 혼합 공간으로 공급하는 세정액 공급로; 및 혼합 공간에서 혼합된 유체를 기판으로 분사하도록 몸체의 하단을 따라 형성된 슬릿 형상의 노즐을 포함하는 본 발명에 따른 혼합 유체 분사 기구에 의해 달성된다.

바람직하게는, 공기 통로는 공기 공급로의 길이 방향으로 긴 슬릿 형상을 가지며, 세정액 통로는 세정액 공급로의 길이 방향을 따라 소정 간격으로 형성되는 다수의 홀로 이루어진다.

또한 바람직하게는, 공기 공급로와 세정액 공급로의 양단으로 각각 공기와 세정액이 공급된다.

더욱 바람직하게는, 세정액 통로는 혼합 공간에 대해 40° 내지 50°의 각도를 이루도록 형성된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명 한다. 물론, 이하의 실시예는 단순히 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 하나의 예에 지나지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이하의 실시예에 구애됨이 없이 첨부된 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 얼마든지 다양하게 본 발명을 변경 실시할 수 있다는 것은 자명한 사실이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 혼합 유체 분사 기구(10)는 고정 브라켓(2)에 의해 세정 대상물(S)이 이송되는 이송 경로의 상측에 설치되며, 세정 대상물(S)의 폭 전체를 한꺼번에 세정할 수 있도록 세정 대상물(S)의 폭과 대략 동일한 길이를 가진다.

도 2를 참조하면, 몸체(12)는 전방 부재(12a)와 후방 부재(12b)의 두 부분으로 이루어져 있다. 공기 공급로(14)가 몸체(12)의 길이 방향으로 몸체(12)를 관통한다. 공기 공급로(14)는 대략 원형 단면을 가진다. 이 공기 공급로(14)는 몸체(12)의 양측에서 공기 호스(미도시)를 통해 공기원(미도시)과 연결된다. 따라서, 공기원의 공기는 몸체(12)의 양측으로부터 공기 공급로(14)로 공급된다. 공기 공급로(14)의 하측에는 세정액 공급로(16)가 구비된다. 이 세정액 공급로(16) 역시 원형 단면을 가지며, 몸체(12)의 길이 방향으로 몸체(12)를 관통한다. 세정액 공급원(미도시)은 세정액 공급 호스(미도시)를 통해 세정액 공급로(16)의 양단과 연결된다. 따라서, 세정액 공급원의 세정액도 몸체(12)의 양측에서 세정액 공급로(16)로 공급된다. 여기서, 세정액으로는 순수(純水)가 사용되는 것이 바람직하다.

공기 공급로(14)와 세정액 공급로(16)의 전방, 즉 도면에서 왼쪽으로 공기와 세정액을 혼합하기 위한 세정액 혼합 공간(18)이 형성된다. 이 혼합 공간(18)은 공기 공급로(14) 및 세정액 공급로(16)와 평행하게 형성되며, 수직 방향으로 가늘고 긴 단면을 가진다.

공기 공급로(14)는 공기 통로(14a)를 통해 혼합 공간(18)의 상단과 연통한다. 여기서, 공기 통로(14a)는 몸체(12)의 길이 방향을 따라 긴 슬릿 형상을 가질 수도 있고, 몸체(12)의 길이 방향을 따라 소정 간격으로 형성되는 다수의 홀로 이루어질 수도 있으나, 바람직하게는 슬릿 형상을 가진다. 그리고, 혼합 공간(18)과 공기 통로(14a)는 대체로 직교한다. 세정액 공급로(16)는 세정액 통로(16a)를 통해 혼합 공간(18)의 하부와 연통한다. 세정액 통로(16a)도 몸체(12)의 길이 방향을 따라 긴 슬릿 형상으로 이루어지거나 몸체(12)의 길이 방향을 따라 소정 간격으로 형성되는 다수의 홀(hole)로 이루어질 수 있으나, 세정액 통로(16a)의 경우 다수의 홀들로 이루어지는 것이 바람직하다. 이 홀들은 혼합 공간(18)에 대해 대체로 40° 내지 50°, 바람직하게는 45°의 각도를 이룬다. 이와 같이, 홀들이 혼합 공간(18)에 대해 경사를 이룸으로써, 혼합 공간(18) 내에서의 공기와 세정액의 혼합이 더 잘 이루어질 수 있다.

몸체(12)의 하단에는 혼합 공간(18)에서 혼합된 유체를 몸체(12) 외부로, 다시 말하면 세정 대상물로 분사하기 위한 노즐(20)이 형성된다. 이 노즐(20)은 몸체(12)의 길이 방향을 따라 긴 슬릿 형상을 가진다.

몸체(12)의 양측에서 공기 공급로(14)로 공급되는 공기는 공기 통로(14a)를 통해 혼합 공간(18)으로 공급된다. 그리고, 몸체(12)의 양측에서 세정액 공급로(16)로 공급되는 세정액은 세정액 통로(16a)를 통해 혼합 공간(18)으로 공급된다. 혼합 공간(18)으로 공급된 세정액은 공기와 혼합되며, 이 과정에서 공기에 의해 가속되고 또 그 압력이 상승된 상태에서 슬릿 형상의 노즐을 통해 세정 대상물로 분사된다.

여기서, 관(여기서는 세정액 공급로(16))의 길이와 분기공(여기서는 세정액 통로(16a))의 수에 따른 관으로부터 분기공을 통해 분사되는 유체의 압력 분포는 도 3에 도시된 바와 같이 형성된다. 그리고, 손실률(Loss Ratio)은 (분기공들의 총 단면적/관의 단면적)²으로 구해지며, 본 실시예에서 세정액 공급로(16)의 반경을 7cm, 세정액 통로(16a)의 반경을 1cm, 세정액 통로(16a)의 수를 133개로 설정할 경우, 손실률은 ((133×1×1×π)/(7×7×π))²=7.3으로서 하이 브랜치 손실률(high branch loss ratio)에 해당하며, 세정액이 세정액 공급로(16)의 양측에서 공급되기 때문에 세정액의 압력 분포는 도 4에서와 같이 중앙부의 압력이 가장 높고 양측으로 가면서 낮아지는 분포를 이루고 있다.

공기 공급로(14) 및 공기 통로(14a)에서도 마찬가지로 도 4에 도시된 바와 같이 중앙부가 가장 높고 양측에서 낮은 분포를 이룬다. 이에 따라, 혼합 공간(18)에서 공기와 세정액이 혼합될 때 중앙부의 세정액이 공기의 압력에 의해 양측으로 밀려나게 되므로, 노즐(20)에서는 노즐(20) 전체에 걸쳐 혼합 유체가 균일하게 분사될 수 있다. 만약 세정액 통로(16a)가 슬릿으로 이루어진다면 손실률 이 대략 400 내지 600으로 매우 커지기 때문에 공기의 압력으로 세정액의 압력 분포를 변화시키기가 어려워 노즐(20)에서 혼합 유체가 균일하게 분사되기 어렵다.

상기된 바와 같이 본 발명에 따른 슬릿형 노즐을 가지는 혼합 유체 분사 기구는 세정액과 공기를 혼합하여 분사함으로써 세정력이 높을 뿐만 아니라 슬릿형 노즐을 통해 혼합 유체가 세정 대상물의 폭 전체에 걸쳐 균일하게 분사될 수 있다.

Claims (4)

1. 공기와 세정액을 혼합하여 세정 대상물의 표면에 분사하는 기구로서,

   세정 대상물의 폭을 가로질러 배치되고, 공기와 세정액이 혼합되는 혼합 공간이 내부에 길이 방향으로 형성되는 몸체;

   상기 몸체의 내부에 길이 방향으로 형성되고, 공기 통로를 통해 상기 혼합 공간과 연통하여, 공기원으로부터 공급되는 공기를 상기 혼합 공간으로 공급하기 위한 공기 공급로;

   상기 몸체의 내부에 길이 방향으로 형성되고, 세정액 통로를 통해 상기 혼합 공간과 연통하여, 세정액 공급원으로부터 공급되는 세정액을 상기 혼합 공간으로 공급하는 세정액 공급로; 및

   상기 혼합 공간에서 혼합된 유체를 기판으로 분사하도록 상기 몸체의 하단을 따라 형성된 슬릿 형상의 노즐을 포함하는 혼합 유체 분사 기구.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 공기 통로는 상기 공기 공급로의 길이 방향으로 긴 슬릿 형상을 가지며, 상기 세정액 통로는 상기 세정액 공급로의 길이 방향을 따라 소정 간격으로 형성되는 다수의 홀로 이루어지는 것을 특징으로 하는 혼합 유체 분사 기구.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 공기 공급로와 세정액 공급로의 양단으로 각각 공기 와 세정액이 공급되는 것을 특징으로 하는 혼합 유체 분사 기구.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 세정액 통로는 상기 혼합 공간에 대해 40° 내지 50°의 각도를 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는 혼합 유체 분사 기구.

Images