KR100985871B1 - 처리액 공급 시스템 - Google Patents

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Abstract

반도체 기판, 디스플레이 기판, 유리 및 기타의 공업용 막 형성 대상물에 대해 처리액을 도포시키는 데 사용되는 처리액 공급 시스템에 있어서, 처리액 탱크에 연결된 노즐은 노즐 내에 발생하는 부압에 의해 처리액을 처리액 탱크부터 진공 흡인하여 분사하며, 처리액 탱크 내의 압력과 노즐에 발생하는 부압 사이의 차압에 의해 처리액의 공급량의 미소 유량 제어가 수행될 수 있다.
처리액, 처리액 탱크, 노즐, 밸브

Description

처리액 공급 시스템{TREATMENT LIQUID SUPPLY SYSTEM}
도 1은 본 발명에 따른 처리액 공급 시스템의 실시예를 도시한 시스템의 개요도.
도 2는 처리액 공급 시스템의 실시예에서 사용된 노즐의 실시예를 도시한 단면도.
도 3은 도 2의 단면에 직교하는 단면에서의 상기 노즐의 실시예를 도시한 단면도.
도 4는 도 1에 도시된 실시예의 처리액 공급 시스템이 적용되는 시스템의 구성도.
도 5는 도 4에 도시된 시스템에 사용된 처리액 탱크나 노즐 등의 구체적인 형상 및 구조를 도시한 정면 단면도.
도 6은 도 5의 좌측 단면도.
도 7은 종래 기술에 있어서 반도체 기판이나 디스플레이 기판에 얇은 막을 도포시키는 상태를 도시하는 설명도.
도 8은 종래 기술에 있어서 스프레이 코팅에 의해 대상 기판에 처리액을 도포시키는 처리액 공급 시스템을 도시하는 시스템 개요도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
5: 처리액 7: 처리액 공급 파이프
10: 처리액 탱크 11: 노즐
12: 공기 흡인 장치 13: 정압 공급 장치
14: 파이프 라인 17: 고압 기체 공급 파이프
18: 압축기
본 발명은, 반도체 기판, 디스플레이 기판, 유리 등의 공업용 막 형성 대상물에 대해 처리액을 도포시키는 처리액 공급 시스템에 관한 것으로, 특히 처리액을 처리액 탱크로부터 진공 흡인하여 분사시키는 노즐을 이용해 처리액의 공급의 미소 유량 제어를 가능하게 하는 처리액 공급 시스템에 관한 것이다.
반도체 장치, 액정 표시 장치 등의 제조 공정에서 반도체 기판 및 디스플레이 기판 등에 박막을 도포시키는 데에는, 도 7에 도시된 바와 같이, 예를 들어 웨이퍼(1)를 수평 지지해서 고속 회전시키고 웨이퍼의 위로부터 웨이퍼(1)의 중심 구멍(2)에 가까운 위치에 처리액(3)을 적하시키는 종래의 처리액 공급 시스템이 사용되고 있다.
고속 회전하는 웨이퍼(1) 상에 적하된 처리액(3)에 작용하는 원심력에 의해 처리액(3)은 웨이퍼(1)의 표면상에서 방사형으로 퍼져서 웨이퍼(1)의 표면 전체에 박막으로 도포된다.
다른 예로서, 반도체 기판 및 디스플레이 기판 상에 스프레이 코팅에 의해 처리액을 도포시키는 경우에는, 도 8에 도시된 바와 같이, 처리액(5)을 내부에 수용하는 처리액 탱크(6)와, 상기 처리액 탱크(6)에 연결된 처리액 공급 파이프(7)와, 상기 처리액 공급 파이프(7)에 연결되고 상기 처리액 탱크(6)로부터 공급된 처리액(5)을 배출하는 노즐(8)을 포함하는 처리액 공급 시스템이 사용되고 있다. 처리액 공급 파이프(7)의 중간에는 노즐(8)로 공급되는 처리액(5) 공급 유량을 제어하기 위해 일례로 니들 밸브와 같은 유량 조정 밸브(9)가 배치되며, 이에 따라 상기 처리액 탱크(6) 내의 처리액(5)을 가압시키거나 펌프(도시되지 않음)에 의해 공급하면서 유량 조정 밸브(9)로 처리액의 공급 유량을 제어함으로써 노즐(8)로부터 처리액(5)을 배출하여 도포시킨다.
그러나, 도 7에 도시된 종래 장치에 있어서, 웨이퍼(1) 상에 적하된 처리액 (3)의 분량이 너무 적은 경우에는 처리액(3)이 잘 확산되지 않는다. 따라서, 웨이퍼(1)의 전체 표면상에 막을 형성하기 위해서는 처리액(3)을 1Oml/min 이상 적하시켜야 한다. 결과적으로, 처리액(3)은 고속 회전하는 웨이퍼(1)의 원심력에 의해 바깥쪽 방향으로 확산되어서 처리액(3)의 일부분은 웨이퍼(1)의 표면상에 도포되고 나머지 부분은 웨이퍼(1)의 바깥쪽에 떨어진다.
상술된 바와 같이, 처리액(3)의 적하되는 분량이 많을 뿐만 아니라 웨이퍼 (1)의 바깥쪽에 버려져 낭비되기 때문에, 처리액 도포의 효율이 저하되고 처리액 공급 장치는 비경제적이다. 게다가, 웨이퍼(1)의 바깥쪽에 버려지는 처리액(3)에 의해 장치 주변이 오염될 가능성이 있다.
도 8에 도시된 종래 장치에서는, 노즐(8)에 공급되는 처리액(5)의 유량 제어는 처리액 공급 파이프(7)의 중간에 배치된 니들 밸브와 같은 유량 조정 밸브(9)에 의해 수행되는데, 이러한 유량 조정 밸브(9)로는 처리액(5)의 유량을 1ml/min 이하로 제어하는 것이 불가능하다. 따라서, 1ml/min 이하의 처리액(5)을 공급하여 대상물에 박막을 균일하게 도포시키는 데에는 어려움이 따른다. 또한, 처리액 탱크(6) 내의 처리액(5)에 먼지 및 카본과 같은 이물질이 혼입되어 있으면, 노즐(8)로 이어지는 처리액 공급 파이프(7)에 배치된 유량 조정 밸브(9)에 막힘이 발생되고, 그에 따라 노즐(8)쪽으로의 처리액(5) 공급이 막히게 되어 처리액 도포의 공정이 원활하게 진행되지 못한다.
본 발명은 전술한 문제점들을 감안하여 처리액 탱크로부터의 처리액을 진공 흡인하여 분사시키는 노즐을 이용하여 처리액 공급의 미소 유량 제어를 가능하게 하는 처리액 공급 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 처리액 공급 시스템은, 처리액을 내부에 수용해 기밀되게 밀폐시킬 수 있는 처리액 탱크와; 처리액 공급 파이프를 통해 처리액 탱크에 연결되며, 외부로부터 고압 기체가 공급됨에 따라 내부에 발생되는 부압을 이용하여 처리액 탱크 내의 처리액을 진공 흡인하여 분사시키는 노즐과; 처리액 탱크로부터 노즐의 부근에서 분기되어 처리액 탱크의 상부 면에 연결되며 처리액 탱크의 내부 공간의 공기를 흡인하여 그 탱크 내부에 부압을 발생시키는 공기 흡인 장치와, 처리액 탱크의 내부 공간에 형성된 부압 공간에 소정 압력의 정 압(正壓) 가스를 공급시키는 정압 공급 장치를 포함하고, 상기 노즐에 공급되는 처리액의 공급 유량은 상기 정압 공급 장치에 의해 처리액 탱크에 공급되는 정압 가스의 압력을 조정함으로써 제어되는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구성에 의해, 노즐로 공급되는 처리액의 공급 유량은 다음과 같은 방식으로 제어된다. 즉, 기밀되게 밀폐된 처리액 탱크의 내부에 처리액을 수용하고, 처리액 공급 파이프를 통해 상기 처리액 탱크에 연결된 노즐이 상기 노즐의 외부로부터 공급되는 고압 기체에 의해 상기 노즐 내부에 발생되는 부압을 이용해서 상기 처리액 탱크 내의 처리액을 진공 흡인하여 분사시키고, 상기 처리액 탱크로부터 노즐의 부근에서 분기되어 상기 처리액 탱크의 상부 면에 연결된 공기 흡인 장치가 처리액 탱크의 내부 공간의 공기를 흡인하여 내부 공간에 부압을 발생시키며, 정압 공급 장치가 상기 처리액 탱크 내의 내부 공간에 형성된 부압 공간에 소정 압력의 정압 가스를 공급하며, 상기 정압 공급 장치에 의해 처리액 탱크에 공급되는 정압 가스의 압력을 조정함으로써, 상기 노즐에 공급되는 처리액의 공급 유량이 제어된다.
정압 공급 장치와 처리액 탱크와의 사이에는 처리액 탱크에 공급되는 정압 가스의 압력을 조정하는 압력 제어 장치가 제공되며, 이에 따라 처리액 탱크로 공급되는 정압 가스의 압력이 용이하게 조정된다.
또한, 압력 제어 장치는, 정압 가스의 질량 유량을 측정하여 정압 가스의 유량을 조정하는 질량 유량 제어기로 구성할 수 있는데, 이에 따르면 압력이나 온도 변화의 영향을 받지 않게 되어서 처리액 탱크에 공급되는 정압 가스의 유량이 질량 유량에 비례하여 확실하게 조정되며, 처리액 탱크에 공급되는 정압 가스의 압력이 용이하게 조정된다.
또한, 상기 정압 공급 장치에는 대기 또는 불활성 가스를 공급한다. 특히, 불활성 가스가 공급되는 경우에는, 처리액 탱크 내의 처리액에 영향을 주지 않아 압력이 안정되게 유지된다.
또한, 고압 기체의 공급에 의해 내부에 부압이 발생되는 노즐은 이 노즐에 연결된 파이프에 대해서 진공 흡인 장치로서 사용된다. 따라서, 진공 흡인 장치로서의 노즐 외에 별도의 진공 펌프를 각각의 파이프에 설치할 필요가 없다.
또한, 처리액 탱크 또는 노즐에 연결되는 세정액 탱크도 설치되는데, 세정액은 노즐에 발생되는 부압에 의해 세정액 탱크로부터 처리액 탱크 또는 노즐로 흡인되어서 이들을 세정한다. 결과적으로, 별도의 세정액 흡인 펌프를 설치하지 않고도 세정이 수행될 수 있으며, 시스템의 비용이 절감될 뿐만 아니라 시스템 구성도 간단해진다.
처리액 탱크, 노즐, 상기 처리액 탱크와 상기 노즐을 연결시키는 파이프, 및 개폐 밸브는 단일 부재로서 일체형으로 형성될 수 있다. 따라서, 처리액 탱크 및 노즐을 작은 크기로 형성시킬 수 있고, 이에 따라 시스템 구성 전체를 소형화할 수 있으며 시스템 구성을 단순화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 처리액 공급 시스템의 실시예를 도시하는 시스템 개요도이다. 이 처리액 공급 시스템은 반도체 기판, 디스플레이 기판, 유리 등의 공 업용 막 형성 대상물에 각종 처리용 처리액을 도포시키기 위하여 처리액을 공급하는 것으로, 처리액 탱크(10), 노즐(11), 공기 흡인 장치(12), 및 정압 공급 장치 (13)를 구비한다.
상기 처리액 탱크(10)는, 공업용 막 형성 대상물 상에 도포된 각종 처리액 (5)을 저장하고, 소정의 크기의 용기로 형성되며, 그 처리액 탱크의 상부 면은 그 처리액 탱크(10) 내에 부압 공간이 형성될 수 있도록 뚜껑으로 기밀되게 밀폐된다. 처리액 탱크(10)의 상부 면에는 처리액 탱크(10) 내에 처리액(5)을 공급하기 위한 파이프 라인(14)이 연결되어 있다. 상기 파이프 라인(14)의 중간에는 파이프 라인 (14)을 개폐하기 위한 밸브(V1)가 배치되어 있다.
처리액 탱크(10)의 저부에는 처리액 공급 파이프(7)가 연결되고, 상기 처리액 공급 파이프(7)의 선단에는 노즐(11)이 연결되어 있다. 처리액 공급 파이프(7)의 도중에는 노즐(11)로 이어지는 공급 통로를 개폐시키는 밸브(V2)가 배치된다. 노즐(11)은, 노즐 외부로부터 고압 기체가 공급됨에 따라 야기된 부압을 이용하여 처리액 탱크(10)부터 처리액 공급 파이프(7)를 통해 공급되는 처리액(5)을 진공 흡인하여 분사한다. 노즐(11)의 측면부에는 처리액 공급 파이프(7)의 선단이 연결되고, 노즐(11)의 축심부에는 고압 기체 공급 파이프(17)가 연결된다. 고압 기체 공급 파이프(17)의 단부에는 압축기(18)가 배치된다.
도 2 및 도 3 각각은, 노즐(11)의 상세한 구조의 실시예를 도시하는 단면도이다. 도 2는 처리액 공급 파이프(7)가 연결되는 부분을 포함하는 종단면도이고, 도 3은 도 2의 단면에 직교하는 종단면도이다.
도 2에 있어서, 노즐(11)의 측면부에는 처리액 입구(19)가 형성되고, 상기 처리액 입구(19)에는 처리액 공급 파이프(7)의 선단이 연결된다. 노즐(11)의 축심부의 후방 단부에는 고압 기체 입구(20)가 형성되고, 상기 고압 기체 입구(20)에는 고압 기체 공급 파이프(17)의 선단이 연결된다.
이러한 상태에서, 도 1에 도시된 압축기(18)의 운전에 의해 고압 기체 공급 파이프(17)를 통해 공급된 고압 기체가 도 2에 도시된 고압 기체 입구(20)부터 노즐(11)의 축심부 내로 유동하여 소구경의 제 1 기체 분출구(21)를 거쳐 내부 혼합실(22) 내로 들어가게 되면, 도 1에 도시된 처리액 공급 파이프(7)가 연결된 처리액 입구(19)의 위치에 벤투리관(venturi tube)의 원리에 의해 부압이 발생되고, 이에 따라 처리액(5)이 상기 처리액 공급 파이프(7)로부터 내부 혼합실(22)로 흡인된다. 제 1 기체 분출구(21)로부터 분출된 고속 기체는, 처리액 입구(19)로부터 흡인된 처리액(5)을 미립으로 파쇄시킬 뿐만 아니라 넓어진 내부 혼합실(22) 내에서 처리액(5)과 혼합되고, 이에 따라 유속이 감소된 상태에서 노즐 선단의 분출구(23)로부터 분사된다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 고압 기체 입구(20)로부터 노즐(11) 내로 유입된 고압 기체는, 노즐(11) 내의 축심부의 반경 방향 바깥쪽에 형성된 제 2 기체 통로(24)를 통해 노즐(11)의 선단부에서 나선형 형상으로 형성된 제 2 기체 분출구(25)로 흐르고, 상기 제 2 기체 분출구(25)로부터 고속 선회류가 되어 분사된다. 이어서, 고압 기체는 내부 혼합실(22) 내의 처리액(5)과의 제 2 혼합에 의해 처리액(5)을 파쇄 미립화시키고 파쇄 미립화된 처리액(5)을 상기 분출구(23)로부터 전방으로 분사시킨다. 도 2 및 도 3에서는, 선회류를 발생시켜 분사하는 노즐(11)의 예를 나타내었지만, 본 발명은 상기 노즐에 제한되지 않으며, 선회류를 발생시키지 않는 통상의 노즐일 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이 공기 흡인 장치(12)가 처리액 공급 파이프(7)와 처리액 탱크(10)의 상부면 사이에 연결되어 있다. 공기 흡인 장치(12)는, 처리액 공급 파이프(7)에 대해 노즐(11)이 연결된 부위의 근방에서 분기되어 처리액 탱크 (1O)의 상부 면에 연결되며 내부 공간(S)의 공기를 흡인해 부압을 발생시키고, 노즐(11) 내에 발생되는 부압을 처리액 탱크(10)의 내부로 연통하는 피드백 라인을 포함한다.
공기 흡인 장치(12)로서의 피드백 라인의 기부 단부는 밸브(V2)와 노즐(11) 사이의 상기 처리액 공급 파이프(7)에 연결된다. 상기 피드백 라인의 기부 단부의 근방에는 처리액 탱크(10)로 이어지는 피드백 라인을 개폐시키는 밸브(V3)가 배치된다.
처리액 탱크(10)의 상부 면에는 정압 공급 장치(13)가 연결되어 있으며, 상기 정압 공급 장치는 상기 처리액 탱크(10)의 내부 공간에 형성된 부압 공간(S)에 소정 압력의 정압 가스를 공급하고 피드백 라인의 기부 단부에서 1∼2 기압의 불활성 가스, 예를 들면 질소 가스(N2)를 공급하는 질소 가스 봄베(bomb)에 연결된 파이프 라인을 포함한다. 압력 제어기(28)가, 처리액 탱크(10)에 공급된 정압 가스의 압력을 제어하도록, 즉 질소 가스 봄베로부터 공급된 질소 가스의 압력을 제어하도 록 상기 정압 공급 장치(13)와 처리액 탱크(10) 사이에 배치된다.
밸브(V4)가 처리액 탱크(10)로 이어지는 파이프 라인을 개폐시키는 정압 공급 장치(13)로서 파이프 라인의 중간에 배치된다.
정압 공급 장치(13)는 정압 가스의 압력을 조정하는 압력 제어기(28)에 의해 처리액 탱크(10)에 정압 가스를 공급하고, 이에 따라 처리액 탱크(10)에 공급하는 정압 가스의 압력을 용이하게 제어할 수 있다. 따라서, 처리액 탱크(10) 내의 압력 조정에 의해 상기 노즐(11)에 공급되는 처리액을 미소 유량으로 제어할 수 있다.
이어서, 이와 같이 구성된 처리액 공급 시스템의 동작에 대해서 설명한다. 도 1에 있어서, 처리액 탱크(10)의 저부에 연결된 처리액 공급 파이프(7)의 밸브 (V2)를 닫는 동시에 파이프 라인(14)의 밸브(V1)를 열면 처리액(5)의 소정량만이 처리액 탱크(10) 내에 공급된다. 이후에, 상기 밸브(V1)를 닫음과 동시에 정압 공급 장치(13)의 밸브(V4)를 닫음으로써, 상기 처리액 탱크(10)는 밀폐된다.
이러한 상태에서, 처리액 공급 파이프(7)로부터 분기된 피드백 라인(12)의 밸브(V3)를 개방하고, 압축기(18)로부터 고압 기체 공급 파이프(17)를 통해 노즐(11)에 고압 기체를 공급한다. 그러면, 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이 노즐 (11)의 처리액 입구(19)에서 부압(예를 들어, 0.1∼0.4 기압)이 발생되고, 상기 부압은 피드백 라인(12)을 통해 처리액 탱크(10)의 내부 공간(S)에 연통되고, 그로 인해 내부 공간(S)의 공기가 흡인된다. 공기 흡인에 의해, 처리액 탱크(10)의 내부 공간(S)의 압력은 부압(P2)(예를 들어, O.1∼O.4 기압)으로 된다. 이러한 상태에서, 피드백 라인(12)의 밸브(V3)는 닫힌다.
다음으로, 밸브(V2)를 여는 동시에, 도 1에 도시된 압축기(18)로부터 고압 기체 공급 파이프(17)를 통해 노즐(11)에 고압 기체가 공급된다. 따라서, 상술된 바와 같이, 노즐(11) 내의 처리액 입구(19)의 위치에서 부압(예를 들어, 0.1∼0.4 기압)이 발생하여 처리액 공급 파이프(7)로부터 처리액(5)이 흡인된다. 이때, 처리액 탱크(10)의 내부 공간(S)의 압력이 부압이므로, 노즐(11) 내에 발생하는 부압 (P1)과 처리액 탱크(1O)의 내부 공간(S)의 부압(P2)은 동일해지도록 조절된다. 압력 (P1)을 계측하는 압력계가 밸브(V2)의 하류 쪽의 처리액 공급 파이프(7)에 장착될 수 있고, 처리액 탱크(10)의 내부 공간(S)의 압력(P2)을 계측하는 압력계가 장착될 수 있다.
P1 = P2인 경우에, 처리액(5)은 흐르지 않고, 처리액(5)은 처리액 공급 파이프 내에 정지되어 안정될 수 있다. 이러한 상태는 처리액 공급의 초기 상태로 결정되고, 이 상태에서 처리액 공급 공정이 시작된다. 이어서, 처리액(5)의 흐름은 도 2에 도시된 노즐(11) 내의 처리액 입구(19)의 부근에서 정지되기 때문에, 노즐(11)에 이르는 경로가 건조되지 않는다. 따라서, 이후에 처리액(5)은 빠르게 노즐(11)로부터 분사될 수 있다.
다음으로, 노즐(11)의 분출구(23)가 처리액(5)의 도포 대상물을 지향하도록 설정되고, 압축기(18)는 상기한 바와 같은 방식으로 고압 기체 공급 파이프(17)를 통해 노즐(11)로 고압 기체를 공급한다. 그러나, 이 때에 P1 = P2이기 때문에, 처리액(5)은 노즐(11)로부터 분사되지 않는다. 따라서, 처리액 탱크(10)에 공급된 정압 가스의 압력은, 도 1에 도시된 정압 공급 장치(13)에 배치된 밸브(V4)를 열고 압력 제어기(28)를 적절하게 조정함으로써 조절된다. 결과적으로, 처리액 탱크(10) 내의 압력이 변화하여 압력(P2)이 증가함으로써, P1과 P2 사이의 차압을 야기한다. 처리액(5)은 차압으로 인해 처리액 탱크(10)로부터 노즐에 공급된다. 이에 따라 처리액(5)이 노즐(11)로부터 분사된다.
P1과 P2 사이의 차압은 압력 제어기(28)의 미세한 압력 조정에 의해 미세하게 조정되며, 이에 따라 노즐(11)에 공급되는 처리액(5)의 공급 유량을 미소하게 제어할 수 있다. 예를 들어, 처리액(5)의 공급량을 종래 장치에서는 불가능한 1ml/min 이하의 범위(예를 들어, 0.1∼0.9 ml/min)로 제어할 수 있다. 따라서, 처리액(5)의 공급은 처리액 탱크(10) 내의 압력과 노즐(11)에 발생하는 부압의 차이에 의해 미소 유량으로 제어될 수 있으며, 이에 따라 대상물에 대해 처리액(5)을 균일하게 도포시킬 수 있다.
게다가, 처리액(5)의 사용량을 감소시킴으로써, 처리액의 도포 효율뿐만 아니라 경제성도 향상시킬 수 있다. 또한, 시스템 전체 구성은, 진공 펌프를 사용하지 않고 처리액 탱크(10)의 내부 공간 내의 부압을 발생시킴으로써 간략화될 수 있다.
처리액(5)의 점도가 높을지라도, 처리액(5)은 노즐(11) 내의 부압과 처리액 탱크(1O) 내의 압력 사이의 차이(P2와 P1 사이의 차압)에 의해 노즐(11)에 공급될 수 있다. 니들 밸브와 같은 유량 조정 밸브가 노즐(11)에 이르는 처리액 공급 파이프(7)에 배치되지 않기 때문에, 노즐 내에 이물질이 쌓이지 않아서 처리액(5)을 노즐(11)에 원활하게 공급할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 압력 제어기(28)는 정압 공급 장치(13)를 위한 압력 제어 장치로서 배치되지만, 본 발명은 이것에 제한되지 않으며, 정압 가스의 질량 유량을 측정하여 유량을 조정하는 질량 유량 제어기가 사용될 수 있다. 이 경우에, 처리액 탱크(10)에 공급된 정압 가스의 유량은 정압 가스의 압력 및 온도 변화에 영향을 받지 않아서 질량 유량에 비례하여 안정되게 조정되어서, 처리액 탱크 (10)에 공급되는 정압 가스의 압력이 용이하게 조정된다. 따라서, 처리액 탱크(10) 내의 압력은 용이하고 안정되게 조정되어서, 노즐(11)로 공급되는 처리액의 공급이 미소 유량으로 제어될 수 있다. 또한, 정압 공급 장치(13)에 질소 가스를 공급하는 대신에 공기가 공급될 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 실시예에 의한 처리액 공급 시스템의 상세한 실시예를 나타낸다. 이러한 실시예에서, 처리액 공급 탱크(31)와 제 1 세정액 탱크(32a)는 처리액 및 세정액을 처리액 탱크(10)에 공급하도록 처리액 탱크(10)에 연결된다. 제 2 세정액 탱크(32b)는 세정액을 노즐(11)에 공급하도록 처리액 공급 파이프(7)에 연결된다. 처리액 흡인 파이프(33)는, 처리액 공급 탱크(31) 내에 삽입되고, 파이프 라인(14)과 처리액 흡인 파이프(33) 사이의 연결을 개폐시키는 밸브(V1)를 통해 처리액(5)을 처리액 탱크(10)에 공급하도록 파이프 라인(14)에 연결된다. 세정 액 흡인 파이프(35)는, 제 1 세정액 탱크(32a) 내에 삽입되고, 파이프 라인과 상기 세정액 흡인 파이프 사이의 연결을 개폐시키는 밸브(V5)를 통해 파이프 라인(14)에 연결된다. 세정액 흡인 파이프(36)는, 제 2 세정액 탱크(32b) 내에 삽입되고, 세정액을 노즐(11)에 공급하도록 밸브(V6)를 통해 다른 파이프 라인(38)에 연결된다.
처리액 공급 탱크(31)의 상부 면에는 처리액 보충 파이프(37)가 연결되고, 상기 처리액 보충 파이프(37)의 처리액 보충구의 앞에는 액체 보충구를 개폐시키기 위한 밸브(V7)가 배치된다. 제 1 세정액 탱크(32a)의 상부 면에는 세정액 보충 파이프(39)가 연결되고, 상기 세정액 보충 파이프(39)의 세정액 보충구의 앞에는 세정액 보충구를 개폐시키기 위한 밸브(V8)가 배치된다. 제 2 세정액 탱크(32b)의 상부 면에는 다른 세정액 보충 파이프(40)가 연결되고, 상기 세정액 보충 파이프(40)의 세정액 보충구의 앞에는 밸브(V9)가 배치된다.
이러한 구성에 따라서 처리액을 처리액 탱크(10)에 공급하기 위해서는, 먼저 세정액 흡인 파이프(35)의 밸브(V5)를 닫고 처리액 흡인 파이프(33)의 밸브(V1)를 열고 정압 공급 장치(13)의 밸브(V4)를 닫으며, 또한 처리액 탱크(10)의 처리액 공급 파이프(7)의 밸브(V2)를 닫는다.
다음으로, 피드백 라인(12)의 밸브(V3)를 열고, 압축기(18)로부터 고압 기체 공급 파이프(17)를 거쳐 노즐(11)에 고압 기체를 보낸다. 그러면, 노즐 내에 부압이 발생하여, 상기 부압이 피드백 라인(12)을 통해 처리액 탱크(10)의 내부 공간 (S)에 연통되고, 처리액 탱크(10)의 내부 공간(S)의 공기를 흡인하여 부압을 발생시킨다.
따라서, 처리액(5)은 내부 공간(S)의 부압에 의해 처리액 공급 탱크(31)로부터 흡인되어 파이프 라인(14)을 통해 처리액 탱크(10) 내로 공급된다. 그 후에, 밸브(V1)를 닫아 처리액(5)의 공급을 종료하면, 처리액 탱크(10)의 내부 공간(S)의 압력이 부압으로 유지된다.
이와 같이 처리액이 공급될 때에, 처리액 공급 파이프(7)의 밸브(V2)를 여는 동시에 고압 기체를 압축기(18)로부터 고압 기체 공급 파이프(17)를 통해 노즐(11)에 공급하게 됨으로써, 도 1을 참조하여 설명된 것과 동일한 방식으로 처리액이 노즐(11)로부터 분사된다.
다음으로, 소정의 처리액(5)의 도포를 종료한 이후에 처리액 탱크(10) 및 처리액 공급 파이프(7)를 세정할 때에, 처리액(5)은 처리액 탱크(10)로부터 배출되고, 세정액은 제 1 세정액 탱크(32a)로부터 처리액 탱크(10)에 공급된다. 처리액 흡인 파이프(33)의 밸브(V1)를 닫는 동시에 세정액 흡인 파이프(35)의 밸브(V5)를 열고, 처리액 탱크(10)의 처리액 공급 파이프(7)의 밸브(V2)를 닫아 놓는다.
이어서, 피드백 라인(12)의 밸브(V3)를 열고, 압축기(18)로부터 고압 기체 공급 파이프(17)를 통해 노즐(11)에 고압 기체를 공급한다. 그러면, 노즐(11) 내에 부압이 발생하고, 상기 부압이 피드백 라인(12)을 통해 처리액 탱크(10)의 내부 공간(S)에 연통되어서, 처리액 탱크(10)의 내부 공간(S)의 공기를 흡인하여 부압을 발생시킨다.
따라서, 세정액은 내부 공간(S)의 부압에 의해 제 1 세정액 탱크(32a)로부터 흡인되고, 상기 세정액은 파이프 라인(14)을 통해 처리액 탱크(10) 내로 공급된다.
상술한 바와 같이, 세정액이 처리액 탱크(10) 내에 가득 채워진 상태에서 고압 기체를 노즐(11)에 계속 공급하여 부압을 발생시키면, 세정액은 처리액 탱크(10)로부터 피드백 라인 (12)를 통해 흡인되고 상기 노즐(11)로부터 외부로 배출된다.
따라서 세정액은 처리액 탱크(10), 피드백 라인(12), 노즐(11)로 흘러가서 이들을 세정시킨다. 그 후에, 노즐(11)에 공급되는 고압 기체의 공급을 정지시킴으로 인해 피드백 라인(12)에 의한 흡인이 정지되고 세정은 종료된다.
처리액이 처리액 탱크(10) 내에 존재하는 동안 노즐(11) 및 노즐과 연통하는 일부의 처리액 유로만을 세정하려면, 세정액을 제 2 세정액 탱크(32b)부터 노즐(11)에 공급한다. 우선 세정액 흡인 파이프 (36)의 밸브(V6)를 열고, 처리액 탱크(10)의 처리액 공급 파이프(7)의 밸브(V2)를 닫는 동시에, 피드백 라인(12)의 밸브(V3)를 닫는다. 고압 기체 공급 파이프(7)를 통해 노즐(11)에 고압 기체를 보내면, 상술한 바와 같이 노즐(11) 내에 부압이 발생하고, 그 부압은 파이프 라인(38)을 통해 제 2 세정액 탱크(32b) 내로 연통한다. 이에 따라 세정액은, 제 2 세정액 탱크(32b)부터 흡인되고 파이프 라인(38)을 통해 노즐(11)에 공급되며, 외부로 배출된다. 즉, 세정액은 노즐(11) 내에 흘러서 노즐 (11)만을 세정할 수 있으며, 그 후에 노즐(11)쪽으로의 고압 기체 공급을 정지시킴으로써, 세정이 종료된다.
도 4에 도시된 시스템 구성에 있어서, 상기 압축기(18)로부터 고압 기체를 공급함으로써 내부에 부압이 발생하는 노즐(11)은, 상기 노즐(11)에 연결된 각종 파이프에 대한 진공 흡인 장치로서 사용된다. 따라서 진공 펌프가 각각의 파이프에 배치되지 않기 때문에, 시스템 구성이 간략화될 수 있을 뿐만 아니라 비용 절감이 가능하다.
도 5 및 도 6은, 도 4에 도시된 시스템 구성에서 사용된 처리액 탱크(10) 및 노즐(11) 등의 상세한 형상 및 구조를 나타내는 정면 단면도 및 좌측 단면도이다. 이 실시예에서, 처리액 탱크(10)와, 노즐(11)과, 상기 처리액 탱크와 노즐을 연결하는 파이프들과, 밸브(V1∼V6)는 단일 부재로서 일체형으로 형성된다.
철 또는 알루미늄 등의 금속으로 제조된 직방체상의 블럭 부재를 절삭하여, 처리액 탱크(10)로서 보어 부분과, 처리액 탱크(10)부터 노즐(11)까지 연장되는 처리액 공급 파이프(7)로서의 파이프와, 상기 처리액 탱크(10)부터 밸브(V3)를 거쳐 처리액 공급 파이프(7)까지 이어지는 피드백 라인(12)으로서 파이프를 형성시킨다.
상기 절삭된 블록 부재의 하부에는 노즐(11)이 커플링을 통해 처리액 공급 파이프(7)와 결합되게 연결된다. 상기 블록 부재의 측면부에는 각각 밸브(V1∼V6)가 처리액 공급 파이프(7), 피드백 라인(12) 등과 결합되게 연결된다. 도 6에 있어서, 연결부(41a, 42b)에는 처리액 탱크(10) 내에 수용된 처리액(5)의 분량을 계측하기 위한 투명 파이프로 구성된 액면계(level indicator)가 장착된다.
이러한 구성에서, 도 1 또는 도 4에 도시된 처리액 탱크(10)와, 노즐(11)과, 상기 처리액 탱크와 노즐을 연결하는 파이프들과, 밸브(V1∼V6)는 일체형으로 형성된다.
따라서, 처리액 탱크(10) 및 노즐 등을 작은 크기로 형성시킬 수 있으며, 이에 따라 시스템 구성 전체의 소형화가 가능하며 시스템 구성의 단순화가 가능하게 된다.

Claims (9)

  1. 처리액을 내부에 수용해 밀폐시킬 수 있는 처리액 탱크와,
    처리액 공급 파이프를 통해 처리액 탱크에 연결되며 외부로부터의 고압 기체의 공급에 의해 내부에 발생되는 부압을 이용하여 처리액 탱크 내의 처리액을 진공 흡인하여 분사시키는 노즐과,
    처리액 공급 파이프로부터 분기되어 처리액 탱크의 상부 면에 연결되며 내부 공간의 공기를 흡인하여 부압을 발생시키는 공기 흡인 장치와,
    처리액 탱크의 내부 공간에 형성된 부압 공간에 소정 압력의 정압 가스를 공급시키는 정압 공급 장치를 포함하고,
    상기 정압 공급 장치에 의해 처리액 탱크에 공급되는 정압 가스에 의해 조정된 부압 공간 내의 압력과 상기 노즐 내의 압력간의 차압에 기초하여 상기 노즐로 공급되는 처리액의 공급 유량이 제어되는 처리액 공급 시스템에 있어서,
    내부에 세정액을 수용하는 세정액 탱크를 더 포함하며, 상기 노즐에 고압 기체가 공급되어 노즐 내에 부압이 발생하고, 시스템 내에 구비된 복수의 밸브가 연동 동작되어 상기 처리액 탱크와 노즐의 연통이 차단되고 상기 세정액 탱크와 노즐이 연통됨으로써, 상기 세정액 탱크 내의 세정액이 노즐 내에 흡인되고, 처리액을 수용한 상태에서도, 노즐 내부 및 노즐과 연통하는 일부의 처리액 유로만이 세정 가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 처리액 공급 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 처리액 탱크에 공급된 정압 가스의 압력을 조정하기 위하여 정압 공급 장치와 처리액 탱크 사이에 배치된 압력 제어 장치도 더 포함하는 것을 특징으로 하는 처리액 공급 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 압력 제어 장치는, 정압 가스의 질량 유량을 측정하 여 정압 가스의 유량을 조정하는 질량 유량 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 처리액 공급 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 정압 공급 장치에는 대기 또는 불활성 가스가 공급되는 것을 특징으로 하는 처리액 공급 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, 고압 기체의 공급에 의해 내부에 부압이 발생하는 노즐이, 그 노즐에 연결된 처리액 공급 파이프를 포함하는 파이프에 대한 진공 흡인 장치로서 사용되는 것을 특징으로 하는 처리액 공급 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서, 처리액 탱크에 연결된 별도의 세정액 탱크도 더 포함하고, 세정액이 노즐 내에 발생되는 부압에 의해 세정액 탱크부터 흡인되어서 상기 처리액 탱크와 상기 노즐이 세정되는 것을 특징으로 하는 처리액 공급 시스템.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 처리액 탱크와, 노즐과, 각 파이프와, 각 파이프의 개폐 밸브가 단일 부재로 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 처리액 공급 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 밸브는, 상기 처리액 공급 파이프의 도중에 배치되어 처리액 탱크와 노즐의 연통을 개폐하는 제1 개폐 밸브(V2)와, 상기 공기 흡인 장치의 도중에 배치되어 처리액 탱크의 상면과 노즐의 연통을 개폐하는 제2 개폐 밸브(V3)와, 노즐과 제1 개폐 밸브 사이의 처리액 공급 파이프 부위와 상기 세정액 탱크를 연통시키는 세정액 파이프(36, 38)의 도중에 배치되어 세정액 탱크와 노즐의 연통을 개폐하는 제3 밸브(V6)를 포함하며,
    제1 개폐 밸브(V2)와 제2 개폐 밸브(V3)가 닫히고 제3 개폐 밸브(V6)가 열리도록 연동 동작되어, 상기 처리액 탱크와 노즐의 연통이 차단되고 상기 세정액 탱크와 노즐이 연통되는 것을 특징으로 하는 처리액 공급 시스템.
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