KR101223766B1

KR101223766B1 - 슬릿 노즐

Info

Publication number: KR101223766B1
Application number: KR1020060005328A
Authority: KR
Inventors: 신지 다카세; 가즈노부 야마구치; 다쯔히코 나카니시; 아쯔오 가지마
Original assignee: 도쿄 오카 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2005-01-19
Filing date: 2006-01-18
Publication date: 2013-01-17
Also published as: JP2006198501A; CN1806934A; KR20060084378A; CN1806934B; TW200630166A; JP4619139B2; TWI344863B

Abstract

기판 위에 형성되는 도막의 두께를 균일하게 할 수 있는 슬릿 노즐을 제공한다.

노즐 반체(1)의 노즐 반체(2)와의 대향면에는, 도포액의 제1 저류부(4) 및 제2 저류부(5)가 형성되어 있다. 제1 저류부(4)는 폭방향의 중앙부가 가장 높고, 양 끝이 낮아지도록 산형상으로 형성되어, 가장 높아진 중앙부에 있어서 도포액 공급구멍(6)과 연통되어 있다. 또한, 가장 높아진 중앙부에는 공기 빼기 구멍(7)이 연통되어 있다. 제2 저류부(5)는 상기 제1 저류부(4)의 아래쪽에 연속하여 형성되고, 그 깊이는 노즐 반체(1)의 두께방향을 기준으로 하여 상기 제1 저류부(4)보다도 작게 되어 있다. 이 제2 저류부(5)의 하변은 노즐 반체(1)의 폭방향 중앙부가 가장 낮고, 양 끝으로 갈수록 높아지는 V자형상 경사면(8)이 되도록 설계되어 있다.

슬릿 노즐, 노즐 반체, 저류부, 토출구

Description

슬릿 노즐{Slit nozzle}

도 1은 본 발명의 슬릿 노즐의 전체 사시도이다.

도 2는 도 1의 A-A선을 따른 단면도이다.

도 3은 도 2의 B-B 화살표 방향도이다.

도 4는 저류부를 형성한 노즐 반체의 확대 단면도이다.

도 5는 노즐 하단부(下端部)의 확대 단면도이다.

도 6은 종래의 슬릿 노즐에 의한 좋지 않은 상태를 설명한 도면이다.

부호의 설명

1, 2…노즐 반체(半體), 1a, 2a…노즐 반체의 하부 경사면, 3…볼트, 4…제1 저류부(貯留部), 5…제2 저류부, 6…도포액 공급구멍(供級孔), 7…공기 빼기 구멍, 8…V자형상 경사면, 8a…경사면의 단부(端部), 9…평탄면, 10…슬릿형상 토출구(吐出口), 11, 12…단판(端板).

본 발명은, 기판 표면에 일정 폭으로 도포액을 도포하는 슬릿 노즐에 관한 것이다.

유리 기판 등의 표면에 포토레지스트 등의 도포액을 도포하는 방법으로서, 통상의 노즐로부터 기판 표면에 도포액을 적하(滴下)하고, 그 다음 회전함으로써 균일한 두께로 하는 방법이 있지만, 이것으로는 도포된 도포액의 90% 이상이 비산(飛散)되어버려, 낭비되는 양이 많다. 따라서, 슬릿 노즐을 사용하여 기판에 일정 폭으로 도포액을 도포한 후에 어느 정도 회전시켜 도막의 두께를 균일하게 하는 방법, 또는 슬릿 노즐을 사용하여 기판에 일정 폭으로 도포액을 도포하여, 이것으로 도포공정을 종료하는 것이 최근에는 행해지고 있다.

상기와 같이 도포액의 낭비를 적게 하기 위해서는, 가능한 한 기판을 회전시키지 않고, 도막의 두께를 균일하게 하는 것이 조건이 된다. 이를 위해 슬릿 노즐에는, 토출구로부터 토출되는 도포액의 양이 슬릿형상 토출구를 따라 균일한 것이 필요해진다. 이 균일성을 확보하기 위해 종래부터 각종 제안이 이루어지고 있다.

특허문헌 1에는, 슬릿 노즐을 구성하는 한쪽의 반체에, 두개의 도포액 저류부를 상하로 이간(離間)하여 설치하고, 이들 두개의 도포액 저류부를 연통(連通)하는 부분 가운데 슬릿 노즐의 폭방향의 중앙부에 상당하는 개소에 차단부(遮斷部)를 설치하여, 도포량의 균일성을 확보하는 것이 제안되어 있다.

특허문헌 2에는, 슬롯(slot)(슬릿형상 유로(流路)) 안을 도포액의 흐름방향으로 2단의 슬롯 엘리먼트(slot element)로 분할하고, 각각의 슬롯 엘리먼트의 갭(gap)을 달리 하여 도포액의 압력 손실을 제어함으로써, 도포량의 균일성을 확보하는 것이 제안되어 있다.

특허문헌 3에는, 슬릿 노즐을 구성하는 한쪽의 반체에, 도포액의 저류부를 설치하고, 이 저류부의 아래쪽에 정압부(整壓部)를 연속해서 형성하여, 이 정압부를 매개로 하여 토출구에 도포액을 공급함으로써, 도포액이 토출구를 따라 균일하게 토출되는 것이 제안되어 있다.

특허문헌 4에는, 슬릿 노즐을 구성하는 한쪽의 반체에 도포액의 저류부를 설치하고, 이 저류부 중에 노즐 내 유로 형성용 부재(部材)를 배치하여, 균일한 도포량으로 하는 것이 제안되어 있다.

[특허문헌 1] 일본국 특허공개 제(평)7-326564호 공보

[특허문헌 2] 일본국 특허공개 제2000-051777호 공보

[특허문헌 3] 일본국 특허공개 제2002-086045호 공보

[특허문헌 4] 일본국 특허공개 제2002-370057호 공보

특허문헌 2 및 특허문헌 3에 개시되는 슬릿 노즐과 같이, 저류부와 그 아래쪽에 정압부를 설치함으로써, 어느 정도의 균일 도포가 가능해지지만 충분하지 않다.

또한, 특허문헌 1 및 특허문헌 4에 개시되는 슬릿 노즐과 같이, 저류부를 산형상으로 하고, 저류부의 아래에 차단부를 설치하거나 저류부 안에 노즐 내 유로 형성용 부재를 배치한 경우에는, 도 6에 나타내는 바와 같이 폭방향의 중앙부에서의 도포액 유하량(流下量)이 적어져, 중앙부를 벗어난 양 사이드에서의 도포액의 유하량이 많아지고, 더욱 양 단부는 도포액의 유하량이 적어지는 경향이 있다.

상기의 과제를 해결하기 위해 본 발명의 슬릿 노즐은, 두개의 노즐 반체를 결합한 상태에서, 아래쪽을 향하여 개구되는 슬릿형상 토출구가 형성되는 슬릿 노즐에 있어서, 상기 두개의 노즐 반체 중 한쪽에는 도포액의 제1 저류부가 형성되고, 이 제1 저류부에 연속하는 아래쪽에 노즐 반체의 두께방향을 기준으로 하여 제1 저류부보다도 얕은 제2 저류부가 형성되어, 이 제2 저류부에 연속하는 아래쪽에 다른 한쪽의 노즐 반체와의 사이에서 하단이 슬릿형상 토출구가 되는 오리피스(orifice)를 형성하는 평탄면이 설치되고, 상기 제1 저류부는 노즐 반체의 폭방향의 중앙부에 형성한 도포액 공급구멍과 연통되는 개소가 가장 높고, 양 끝이 낮아지도록 산형상으로 형성되며, 또한 상기 제2 저류부의 하변(下邊)은 노즐 반체의 폭방향의 중앙부가 가장 낮고, 양 끝으로 갈수록 높아지는 V자형상 경사면을 이루는 구성으로 하였다.

또한, 바람직하게는 상기 V자형상 경사면의 양 끝의 시점(始点)은, 상기 제2 저류부의 하변을 직선형상으로 한 경우에, 가장 도포액의 유하량이 많이지는 점으로 한다.

상기 구성으로 함으로써, 슬릿형상 토출구로부터 유하하는 도포액의 양이 토출구의 폭방향을 따라 균일해진다. 따라서, 기판 위에 도포되는 도포액의 두께가 균일해지므로, 제품 수율의 향상을 꾀할 수 있다.

이하에 본 발명의 실시 형태를 첨부 도면에 근거하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 슬릿 노즐의 전체 사시도, 도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면도, 도 3은 도 2의 B-B 화살표 방향도, 도 4는 저류부를 형성한 노즐 반체의 확대 단면도, 도 5는 노즐 하단부의 확대 단면도이다.

슬릿 노즐은 좌우의 노즐 반체(1, 2)를 버트 볼트(butt bolt)(3)으로 결합 일체화함으로써 구성되고, 한쪽의 노즐 반체(1)의 노즐 반체(2)와의 대향면에는, 도포액의 제1 저류부(4) 및 제2 저류부(5)가 형성되어 있다.

제1 저류부(4)는 노즐 반체(1)의 두께방향(도 2의 좌우방향)의 약 절반 가까이의 깊이까지 뚫어 설치되고, 그 단면(斷面)형상은 동일폭으로 깊이가 깊어질수록 높아지도록 경사져 있다. 또한 제1 저류부(4)의 노즐 반체(1)의 노즐 반체(2)와의 대향면에 개구되어 있는 부분의 형상은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 폭방향(도 3의 좌우방향)의 중앙부가 가장 높고, 양 끝이 낮아지도록 산형상으로 형성되어, 가장 높아진 중앙부에 있어서 도포액 공급구멍(6)과 연통되어 있다. 또한, 가장 높아진 중앙부에는 공기 빼기 구멍(7)이 연통되어 있다.

제2 저류부(5)는 상기 제1 저류부(4)의 아래쪽에 연속하여 형성되고, 그 깊이는 노즐 반체(1)의 두께방향을 기준으로 하여 상기 제1 저류부(4)보다도 작게 되어 있다. 이 제2 저류부(5)의 하변은 노즐 반체(1)의 폭방향의 중앙부가 가장 낮고, 양 끝으로 갈수록 높아지는 V자형상 경사면(8)이 되도록 설계되어, 중앙부가 경사면(8)의 양 끝(8a, 8a)보다도 0.5~3 ㎜ 낮게 형성되어 있다.

상기 V자형상 경사면(8)의 양 끝은 노즐의 양 끝까지 늘여도 되지만, 이 실시예에서는 경사면(8)의 양 끝(8a, 8a)를 노즐의 양 끝으로부터 안쪽에 위치시키고 있다. 구체적으로는, 양 끝(8a, 8a)는, 종래 기술로서 도 6에서 나타낸 유하량의 대소 관계로부터 유하량이 많아지는 점을 제2 저류부(5)의 하변을 수평으로 한 경 우에 가장 도포액의 유하량이 많아지는 점에 선정하고 있다. 이와 같이 함으로써, 보다 균일한 도포가 가능해진다.

또한, 제2 저류부(5)의 아래쪽에는 다른 쪽의 노즐 반체(2)와의 사이에서 오리피스를 형성하는 평탄면(9)가 연속하여 형성되고, 이 오리피스의 하단이 슬릿형상 토출구(10)이 된다.

또한, 제1 저류부(4), 제 2 저류부(5) 및 오리피스로부터의 도포액이 새는 것을 방지하기 위해, 노즐의 양 끝에는 단판(11, 12)가 장치되고, 또한, 노즐 반체(1, 2)의 하부 경사면(1a, 2a)의 각도는 수평면과의 이루는 각이 약 30~60°가 되도록 설정되어 있다.

이상에 있어서, 도포액 공급구멍(6)으로부터 제1 저류부(4)에 유입된 도포액은, 종래의 경우 중앙부에 집중되기 쉬웠던 도포액은, 제1 저류부(4)가 산형상이므로 좌우로 평등하게 분배되고, 추가로 제2 저류부(5)에 유입된다.

그리고, 이 제2 저류부(5)의 하변이 수평이면, 양 사이드에 있어서 유하량이 다른 개소보다도 많아지는 경향이 있지만, 제2 저류부(5)의 하변을 V자형상 경사면으로 함으로써, 유하량이 균일해진다.

이상에 설명한 바와 같이 본 발명의 슬릿 노즐에 의하면, 노즐의 폭방향으로 늘어나는 슬릿형상 토출구로부터의 도포액 유하량이 어느 개소에 있어서도 같아지므로, 기판 위에 형성되는 도막의 두께가 균일해진다.

특히, 10~20 ㎛의 범위에서 레지스트막의 두께를 정확하게 조절할 수 있으므 로, 예를 들면, IC 패턴면 위에 정확한 높이의 펌프(돌기형상 전극)를 집적회로(集積回路) 형성기술을 응용하여 간단히 형성할 수 있다. 또한, 와이어 본딩(wire bonding) 대신이 되는 금속기둥(金屬柱)을 칩에 설치하는 것에도 이용할 수 있다.

Claims

두개의 노즐 반체를 결합한 상태에서, 아래쪽을 향하여 개구되는 슬릿형상 토출구가 형성되는 슬릿 노즐에 있어서, 상기 두개의 노즐 반체 가운데 한쪽에는 도포액의 제1 저류부가 형성되고, 이 제1 저류부에 연속하는 아래쪽에 노즐 반체의 두께방향을 기준으로 하여 상기 제1 저류부보다도 얕은 제2 저류부가 형성되고, 이 제2 저류부에 연속하는 아래쪽에 다른 한쪽의 노즐 반체와의 사이에서 하단이 슬릿형상 토출구가 되는 오리피스를 형성하는 평탄면이 설치되어, 상기 제1 저류부는 노즐 반체의 폭방향 중앙부에 형성한 도포액 공급구멍과 연통되는 개소가 가장 높고, 양 끝이 낮아지도록 산형상으로 형성되고, 또한 상기 제2 저류부의 하변은 노즐 반체의 폭방향 중앙부가 가장 낮으며, 양 끝으로 갈수록 높아지는 V자형상 경사면을 이루고, 또한 상기 V자형상 경사면의 양 끝의 시점은, 상기 제2 저류부의 하변을 직선형상으로 한 경우에, 가장 도포액의 유하량이 많아지는 점으로 한 것을 특징으로 하는 슬릿 노즐.
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