KR102626046B1 - 노즐 세정 장치 및 도포 장치 - Google Patents

Abstract

분산계 도포액을 토출하는 노즐을 효율적으로 세정하기 위하여, 이 발명에 따른 노즐 세정 장치는, 노즐 하단부를 세정하는 세정액을 저류하는 저류 영역이 형성되는 세정조 하단부 및 저류 영역에서 저류되는 세정액 중에 노즐 하단부를 침지 가능하게 하는 개구부를 갖는 세정조와, 액체를 저류하면서 액체 중에 세정조 하단부를 침지시킨 상태로 세정조의 하방에 설치되는 액체조와, 액체조에 저류된 액체 중에서 초음파 진동을 발생시켜, 액체, 세정조 하단부 및 세정액을 통하여 노즐 하단부에 초음파 진동을 부여하는 초음파 진동자를 구비한다. 세정조 하단부 및 저류 영역은, 제1 수평 방향에서 보았을 때, 초음파 진동자를 향하여 끝이 좁아지는 형상으로 마무리되어 있다.

Description

노즐 세정 장치 및 도포 장치{NOZZLE CLEANING APPARATUS AND COATING APPARATUS}

이 발명은, 안료나 마이크로캡슐 등을 분산시킨 분산계 도포액을 토출하는 노즐을 세정하는 노즐 세정 장치, 및 당해 노즐 세정 장치를 장비하는 도포 장치에 관한 것이다.

액정 표시 디스플레이나 광학 필터 등을 제조하기 위하여, 안료나 마이크로캡슐 등의 분산계 재료를 분산시킨 분산계 도포액을 기재(基材)나 기판 등의 피도포물에 도포하는 도포 장치가 종래보다 수많이 제안되어 있다. 예를 들면 일본국 특허공개 2009-226287호 공보(특허문헌 1)에서는, 본 발명의 노즐의 일례에 상당하는 슬롯 다이의 선단에 형성된 토출구로부터 분산계 도포액이 플라스틱 시트 등의 기재의 표면에 토출되어, 기재 상에 분산계 도포액의 도공막이 형성된다. 또, 일본국 특허공개 2018-149468호 공보(특허문헌 2)에서는, 본 발명의 노즐의 일례에 상당하는 슬릿 노즐의 토출구로부터 분산계 도포액이 직사각형 형상의 기판에 토출되어, 기판 상에 분산계 도포액의 도공막이 형성된다.

이와 같은 도포 장치에서는, 도포액의 도포에 의하여 노즐(슬롯 다이나 슬릿 노즐 등)의 토출구 근방에 잔류물이 부착한다. 즉, 노즐의 선단부는 잔류 부착물로 오염된다. 그 때문에, 예를 들면 특허문헌 2에 기재된 노즐 세정 장치를 이용하여 노즐을 적절히 세정할 필요가 있다. 이 노즐 세정 장치는 세정조를 구비하고 있다. 세정조는 상방으로 개구하고 있고, 린스액(세정액)을 저류한다. 이 린스액은, 노즐에 부착한 잔류 부착물에 대한 용제이다.

상기한 노즐 세정 장치에서는, 세정조는, 수직 단면이 직사각형인 바닥이 있는 박스 형상을 갖고 있어, 비교적 다량의 린스액을 저류 가능하게 되어 있다. 이 때문에, 노즐 세정에 필요로 하는 린스액도 다량이 된다. 이에 기인하여, 러닝 코스트가 증대한다고 하는 문제 및 린스액의 교환에 필요로 하는 시간이 길어져, 노즐 세정의 효율을 저하시키고 있다.

또, 특히 분산계 도포액을 이용하는 경우, 분산계 재료는 세정액에 불용해성의 고형물인 경우가 많고, 세정액에 의해서만 노즐의 토출구 근방에 부착하는 분산계 재료를 효율적으로 제거하는 것이 어렵기 때문에, 초음파 진동을 이용하는 것이 생각된다. 즉, 초음파 진동자를 냉각하기 위한 냉각수를 저류한 냉각수 저류조가, 냉각수 저류조에 저류된 냉각수에 세정조의 하면이 침지되는 상태로, 세정조의 하방에 배치된다. 또, 냉각수 저류조의 내저면(內底面)에 초음파 진동자가 배치되고, 냉각수를 통하여 초음파 진동을 세정조에 전파시킨다. 이 초음파 진동은 또한 세정액을 통하여 노즐의 선단부에 부여되어, 노즐의 토출구 근방으로부터 분산계 재료를 효율적으로 제거할 수 있다. 그러나, 초음파 진동의 인가 중에 냉각수 내에서 발생하는 기포가 세정조의 외저면(外底面)에 부착하여 초음파 진동의 전파 효율을 낮추는 경우가 있어, 이것이 노즐 세정의 효율 저하의 주요인 중 하나로 되어 있다.

또한, 상기와 같이 초음파 진동에 의하여 노즐의 토출구 근방으로부터 제거된 분산계 재료는 세정조의 내저부 전체에 퍼져 침전된다. 그 때문에, 세정조로부터 분산계 재료를 린스액에 의하여 효율적으로 배출하는 것이 곤란하여, 노즐 세정의 효율을 저하시키고 있다.

이 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이고, 분산계 도포액을 토출하는 노즐을 효율적으로 세정할 수 있는 노즐 세정 장치 및 도포 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이 발명의 일 양태는, 노즐 하단부에 형성된 제1 수평 방향으로 연장되는 슬릿 형상의 토출구로부터 분산계 도포액을 토출하는 노즐을 세정하는 노즐 세정 장치로서, 노즐 하단부를 세정하는 세정액을 저류하는 저류 영역이 형성되는 세정조 하단부 및 저류 영역에서 저류되는 세정액 중에 노즐 하단부를 침지 가능하게 하는 개구부를 갖는 세정조와, 액체를 저류하면서 액체 중에 세정조 하단부를 침지시킨 상태로 세정조의 하방에 설치되는 액체조와, 액체조에 저류된 액체 중에서 초음파 진동을 발생시켜, 액체, 세정조 하단부 및 세정액을 통하여 노즐 하단부에 초음파 진동을 부여하는 초음파 진동자를 구비하고, 세정조 하단부 및 저류 영역이, 제1 수평 방향에서 보았을 때, 초음파 진동자를 향하여 끝이 좁아지는 형상으로 마무리된 것을 특징으로 하고 있다.

또, 이 발명의 다른 양태는, 도포 장치로서, 노즐 하단부에 형성된 제1 수평 방향으로 연장되는 슬릿 형상의 토출구로부터 분산계 도포액을 노즐로부터 토출하여 피도포물에 분산계 도포액을 도포하는 도포 처리부와, 노즐을 세정하는 상기 노즐 세정 장치를 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.

이와 같이 구성된 발명에서는, 초음파 진동자가 작동함으로써, 초음파 진동자에서 발생한 초음파 진동이, 액체조에 저류된 액체, 세정조 하단부 및 세정조에 저류된 세정액을 통하여 노즐 하단부에 부여된다. 이에 의하여, 노즐의 토출구 근방으로부터 분산계 재료가 제거되고, 저류 영역의 선단 부위에 모아진다. 이 저류 영역이 끝이 좁아지는 형상으로 되어 있는 점에서, 당해 저류 영역에 저류되는 세정액의 양 및 저류에 필요로 하는 시간은, 종래의 직사각형 단면 형상을 갖는 세정조보다 적어져, 러닝 코스트의 저감이나 노즐 세정에 필요로 하는 시간의 단축을 도모할 수 있다.

또, 끝이 좁아지는 형상을 갖는 세정조 하단부에서는, 그 외측면은 세정조 하단부의 선단 부위로부터 비스듬한 상방을 향하여 경사져 있다. 이 때문에, 초음파 진동의 인가 중에 액체조 중의 액체 내에서 발생하는 기포가 세정조 하단부에 도달한 후에 당해 외측면을 따라 액체 중을 더욱 상승하여 액체조로부터 방출된다. 이에 의하여, 세정조에 대한 기포의 부착이 효과적으로 억제되어, 초음파 진동의 전파 효율이 향상된다.

이상과 같이, 제1 수평 방향에서 본, 세정조 하단부 및 저류 영역의 형상이 초음파 진동자를 향하여 끝이 좁아져 있기 때문에, 분산계 도포액을 토출하는 노즐을 효율적으로 세정할 수 있다.

도 1은, 본 발명에 따른 노즐 세정 장치의 일 실시 형태를 장비하는 도포 장치를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는, 도 1에 나타내는 도포 장치를 모식적으로 나타내는 측면도이다.
도 3은, 도 1에 나타내는 도포 장치의 각 부의 배치를 개략적으로 나타내는 상면도이다.
도 4는, 슬릿 노즐을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 5는, 본 발명에 따른 노즐 세정 장치의 일 실시 형태인 세정 유닛의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 6은, 도 5에 나타내는 세정 유닛에 접속되는 배관계 및 전기계의 구성을 나타내는 도면이다.
도 7은, 도 5에 나타내는 세정 유닛에 의한 노즐 세정 동작을 나타내는 플로차트이다.

도 1은, 본 발명에 따른 노즐 세정 장치의 일 실시 형태를 장비하는 도포 장치를 모식적으로 나타내는 사시도이다. 또, 도 2는, 도 1에 나타내는 도포 장치를 모식적으로 나타내는 측면도이다. 또한, 도 3은, 도 1에 나타내는 도포 장치의 각 부의 배치를 개략적으로 나타내는 상면도이다. 또한, 도 1, 도 2, 도 3 및 이후의 각 도면에는, 그들의 방향 관계를 명확하게 하기 위하여, Z방향을 연직 방향으로 하고 XY 평면을 수평면으로 하는 XYZ 직교 좌표계를 적절히 붙임과 더불어, 필요에 따라 각 부의 치수나 수를 과장 또는 간략화하여 그리고 있다. 또, 도 2 및 도 3에서는, 노즐 지지체 등의 일부의 구성을 생략하고 있다.

도포 장치(1)는, 슬릿 노즐(2)을 이용하여 피도포물의 일례인 기판(3)의 표면(31)에 도포액을 도포하는, 슬릿 코터로 불리는 도포 장치이다. 도포액은, 안료나 마이크로캡슐 등의 분산계 재료를 분산시킨 분산계 도포액이다. 또, 슬릿 노즐(2)에 부착하는 분산계 도포액을 세정하는 세정액으로서, 본 실시 형태에서는, PGMEA(propylene glycol monomethyl ether acetate: 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트), 시너(에테르류 용매나 케톤류의 유기 용매 등), PGMEA와 PEGME(polyethylene glycol monomethyl ether: 폴리에틸렌글리콜모노메틸에테르)의 혼합액 등을 이용하고 있다. 또, 기판(3)은 평면에서 보았을 때 직사각형 형상을 갖는 유리 기판이다. 또한, 본 명세서 중에서, 「기판(3)의 표면(31)」이란 기판(3)의 양 주면 중 도포액이 도포되는 측의 주면을 의미한다.

도포 장치(1)는, 기판(3)을 수평 자세로 흡착 유지 가능한 스테이지(4)와, 스테이지(4)에 유지되는 기판(3)에 슬릿 노즐(2)을 이용하여 도포 처리를 실시하는 도포 처리부(5)와, 슬릿 노즐(2)에 대하여 메인터넌스 처리를 실시하는 노즐 메인터넌스 유닛(6)과, 이들 각 부를 제어하는 제어부(100)를 구비한다.

스테이지(4)는 대략 직방체의 형상을 갖는 화강암 등의 석재로 구성되어 있다. 그 상면(+Z측) 중 (-Y)방향측에는, 대략 수평인 평탄면으로 가공되어 기판(3)을 유지하는 유지면(41)을 갖는다. 유지면(41)에는 도시하지 않은 다수의 진공 흡착구가 분산하여 형성되어 있다. 이들 진공 흡착구에 의하여 기판(3)이 흡착됨으로써, 도포 처리 시에 기판(3)이 소정의 위치에 수평으로 유지된다. 또한, 기판(3)의 유지 양태는 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 기계적으로 기판(3)을 유지하도록 구성해도 된다. 또, 스테이지(4)에 있어서 유지면(41)이 점유하는 영역으로부터 (+Y)방향측에는 노즐 조정 영역(RA)이 형성되어 있다. 이 노즐 조정 영역(RA)에 후술하는 바와 같이, 본 발명에 따른 노즐 세정 장치의 일 실시 형태를 갖는 노즐 메인터넌스 유닛(6)이 배치되어 있다.

도 4는, 슬릿 노즐을 모식적으로 나타내는 사시도이다. 슬릿 노즐(2)은, 2개의 노즐 보디(23, 25)와, 이들 노즐 보디(23, 25)에 Y방향으로부터 사이에 끼이는 노즐 심(27)을 갖는다. 노즐 보디(23, 25)는 각각 X방향으로 동일한 폭으로 연장 설치된다. 노즐 보디(23)는, YZ 단면에 있어서 사다리꼴 형상의 하단부(23a)와 직사각형 형상의 상단부(23b)를 갖는다. 노즐 보디(25)는, YZ 단면에 있어서 사다리꼴 형상의 하단부(25a)와 직사각형 형상의 상단부(25b)를 갖는다. 노즐 보디(23, 25)의 내측(노즐 심(27)측)의 면은, 각각 ZX 평면에 평행한 평면이다. 한편, 노즐 보디(23, 25)의 하단부(23a, 25a)의 외측(노즐 심(27)의 역측)의 면은, 각각 하방을 향함에 따라 노즐 심(27)에 가까워지도록 경사지는 경사면이다. 따라서, 노즐 보디(23, 25)의 하단부(23a, 25a)로 구성되는 슬릿 노즐(2)의 하단부(2a)(노즐 립부)는 하방으로 끝이 좁아지는 형상을 갖는다. 그리고, 당해 하단부(2a)에 있어서 슬릿 형상의 토출구(21)가 X방향으로 연장 설치되어 있고, 도시 생략된 도포액 공급부로부터 압송되어 오는 도포액이, 상기 토출구(21)로부터 기판(3)의 표면(31)에 토출된다. 이에 의하여, 기판(3)의 표면(31)에 도포액이 도포된다.

도 1로 되돌아가 도포 장치(1)의 구성 설명을 계속한다. 도포 처리부(5)는, 슬릿 노즐(2)을 지지하는 노즐 지지체(51)를 갖는다. 이 노즐 지지체(51)는, 스테이지(4)의 상방에서 X방향에 평행으로 연장 설치된 지지 부재(51a)와, 지지 부재(51a)를 X방향의 양측에서 지지하고 지지 부재(51a)를 승강시키는 2개의 승강 기구(51b)를 갖는다. 지지 부재(51a)는, 카본 파이버 보강 수지 등으로 구성되고, 직사각형의 단면을 갖는 봉 부재이다. 이 지지 부재(51a)의 하면은 슬릿 노즐(2)의 장착 개소(510)로 되어 있고, 지지 부재(51a)는 장착 개소(510)에 슬릿 노즐(2)을 착탈 가능하게 지지한다. 또한, 슬릿 노즐(2)을 지지 부재(51a)의 장착 개소(510)에 착탈하기 위한 기구로서는, 래치 혹은 나사 등의 다양한 체결 기구를 적절히 이용할 수 있다.

2개의 승강 기구(51b)는 지지 부재(51a)의 길이 방향의 양단부에 연결되어 있고, 각각 AC 서보모터 및 볼 나사 등을 갖는다. 이들 승강 기구(51b)에 의하여, 지지 부재(51a) 및 그것에 고정된 슬릿 노즐(2)이 연직 방향(Z방향)으로 승강된다. 이에 의하여, 슬릿 노즐(2)의 하단에서 개구하는 토출구(21)와 기판(3)의 간격, 즉, 기판(3)에 대한 토출구(21)의 상대적인 높이가 조정된다. 또한, 지지 부재(51a)의 연직 방향의 위치는, 예를 들면, 도시를 생략하고 있지만, 승강 기구(51b)의 측면에 설치된 스케일부와, 당해 스케일부에 대향하여 슬릿 노즐(2)의 측면 등에 설치된 검출 센서로 구성되는 리니어 인코더에 의하여 검출할 수 있다.

이와 같이 구성된 노즐 지지체(51)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 스테이지(4)의 좌우(X방향) 양단부에 걸쳐 X방향을 따라 놓여진, 유지면(41)에 걸쳐 있는 가교 구조를 갖고 있다. 도포 처리부(5)는, 이 노즐 지지체(51)를 Y방향으로 이동시키는 슬릿 노즐 이동부(53)를 갖는다. 슬릿 노즐 이동부(53)는, 가교 구조체로서의 노즐 지지체(51)와 이것에 지지된 슬릿 노즐(2)을, 스테이지(4) 상에 유지되는 기판(3)에 대하여 Y방향을 따라 상대 이동시키는 상대 이동 수단으로서 기능한다. 구체적으로는, 슬릿 노즐 이동부(53)는, (±X)측의 각각에 있어서, 슬릿 노즐(2)의 이동을 Y방향으로 안내하는 가이드 레일(52)과, 구동원인 리니어 모터(54)와, 슬릿 노즐(2)의 토출구(21)의 위치를 검출하기 위한 리니어 인코더(55)를 갖는다.

2개의 가이드 레일(52)은, 스테이지(4)의 X방향의 양단부에 설치되고, 노즐 조정 영역(RA) 및 유지면(41)이 설치된 구간을 포함하도록 Y방향으로 각각 연장 설치되어 있다. 그리고, 2개의 가이드 레일(52)이 각각, 2개의 승강 기구(51b)의 이동을 Y방향으로 안내한다. 또, 2개의 리니어 모터(54)는, 스테이지(4)의 양측에 설치되고, 고정자(54a)와 이동자(54b)를 각각 갖는 AC 코어리스 리니어 모터이다. 고정자(54a)는, 스테이지(4)의 X방향의 측면에 Y방향을 따라 설치되어 있다. 한편, 이동자(54b)는, 승강 기구(51b)의 외측에 고정 설치되어 있다. 2개의 리니어 모터(54)는 각각, 이들 고정자(54a)와 이동자(54b)의 사이에 생기는 자력에 의하여, 2개의 승강 기구(51b)를 Y방향으로 구동한다.

또, 각 리니어 인코더(55)는 각각, 스케일부(55a)와 검출부(55b)를 갖고 있다. 스케일부(55a)는 스테이지(4)에 고정 설치된 리니어 모터(54)의 고정자(54a)의 하부에 Y방향을 따라 설치되어 있다. 한편, 검출부(55b)는, 승강 기구(51b)에 고정 설치된 리니어 모터(54)의 이동자(54b)의 더욱 외측에 고정 설치되고, 스케일부(55a)에 대향 배치된다. 리니어 인코더(55)는, 스케일부(55a)와 검출부(55b)의 상대적인 위치 관계에 의거하여, Y방향에 있어서의 슬릿 노즐(2)의 토출구(21)의 위치를 검출한다.

이와 같이 구성된 슬릿 노즐 이동부(53)는, 노즐 지지체(51)를 Y방향으로 구동함으로써, 노즐 조정 영역(RA)의 상방과 스테이지(4) 상에 유지되는 기판(3)의 상방의 사이에서 슬릿 노즐(2)을 이동시킬 수 있다. 그리고, 도포 장치(1)는, 슬릿 노즐(2)의 토출구(21)로부터 도포액을 토출하면서 슬릿 노즐(2)을 기판(3)에 대하여 상대 이동시킴으로써, 기판(3)의 표면(31)에 도포층을 형성한다. 또한, 기판(3)의 각 변의 단부로부터 소정의 폭의 영역(액자 형상의 영역)은, 도포액의 도포 대상이 되지 않는 비도포 영역이 되어 있다. 따라서, 기판(3) 중, 이 비도포 영역을 제외한 직사각형 영역이, 도포액을 도포해야 할 도포 영역(RT)이 되어 있다(도 3). 이 때문에, 슬릿 노즐(2)의 이동 구간 중 기판(3)의 도포 영역(RT)의 상방 구간을 이동하는 토출구(21)로부터 도포액이 토출된다.

또, 도포 장치(1)와 외부 반송 기구의 기판(3)의 수도(受渡) 기간(기판(3)의 반입·반출 기간) 등, 스테이지(4) 상에서 도포 처리가 행해지지 않는 기간에는, 슬릿 노즐(2)은, 기판(3)의 유지면(41)으로부터 (+Y)방향측으로 벗어난 노즐 조정 영역(RA)으로 대피한다(도 1에 나타내는 상태). 그리고, 노즐 조정 영역(RA)에 위치하는 슬릿 노즐(2)에 대하여, 노즐 메인터넌스 유닛(6)이 각종 메인터넌스를 실행한다.

노즐 메인터넌스 유닛(6)은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 유지면(41)이 점유하는 영역에서 (+Y)방향측(동 도면의 우수(右手)측)의 노즐 조정 영역(RA)에 설치되어 있다. 노즐 메인터넌스 유닛(6)은, 슬릿 노즐(2)을 클리닝하여, 슬릿 노즐(2)에 부착한 부착물을 제거하는 기능을 갖고 있다. 여기서, 제거 대상이 되는 부착물로서는, 슬릿 노즐(2)에 부착할 수 있는 다양한 물질을 들 수 있다. 예를 들면, 이 부착물은 도포액 자체, 도포액의 용질이 건조·고화된 고화 재료, 및 분산 재료 등을 포함한다. 특히, 분산 재료는 도포액에 분산하여 존재하고 있고, 세정액에 대하여 불용해성이라고 하는 물성을 갖고 있다.

도 5는, 본 발명에 따른 노즐 세정 장치의 일 실시 형태인 세정 유닛의 구성을 나타내는 사시도이다. 도 6은, 도 5에 나타내는 세정 유닛에 접속되는 배관계 및 전기계의 구성을 나타내는 도면이다. 세정 유닛(62)은, 세정 유닛(61)에 의해서는 다 제거하지 못한 잔류 부착물을 세정액과 초음파 진동을 이용하여 슬릿 노즐(2)로부터 제거하기 위한 장치이다. 세정 유닛(62)은 세정 유닛(61)에 대하여 (+Y)방향측에 배치되어 있다(도 2 및 도 3 참조).

세정 유닛(62)은, 세정조(66)와, 액체조(67)와, 초음파 진동자(68)를 갖고 있다. 세정조(66)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 상방 개구의 박스 구조를 갖고 있고, 그 내부에서 슬릿 노즐(2)의 하단부(2a)를 세정하는 세정액을 저류 가능하게 되어 있다. 보다 상세하게는, 이하와 같이 구성되어 있다.

세정조(66)는, X방향에서 보았을 때 대략 L자 형상 또는 대략 V자 형상의 단면을 가짐과 더불어 X방향으로 연장 설치된 앵글 형상의 바닥벽(661)을 갖고 있다. 바닥벽(661)은 X방향으로 연장되는 평판 부재의 Y방향 중앙부를 절곡하여 성형된 것이고, 당해 절곡 부위의 외측, 즉 산절(山折) 부위(661a)를 (-Z)방향을 향한 상태로 배치되어 있다. 절곡 각도는, 슬릿 노즐(2)의 하단부(2a)의 YZ 평면에 있어서의 각도 θ(도 4 참조)와 거의 같은 값으로 설정되어 있다. 예를 들면 상기 각도 θ가 90°인 경우, 산절 부위(661a)의 각도도 약 90°이며, 바닥벽(661)은 등변 산형 형상의 외관을 갖고 있다. 또, 바닥벽(661)에서는, (+X)방향에서 보았을 때, 시계 방향으로 약 45°만큼 기립한 비스듬한 상방에 날개 부위(661b)가 산절 부위(661a)로부터 연장 설치됨과 더불어 반시계 방향으로 약 45°만큼 기립한 비스듬한 상방에 날개 부위(661c)가 산절 부위(661a)로부터 연장 설치되어 있다. 그리고, 날개 부위(661b, 661c)의 상단부는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 슬릿 노즐(2)의 폭(Y방향 사이즈)(W2)보다 약간 넓은 거리(W6)만큼 Y방향으로 이격하고 있다. 또, 날개 부위(661b, 661c)의 길이(X방향 사이즈)(L6)는 슬릿 노즐(2)의 길이(X방향 사이즈)(L2)보다 약간 길다.

또, 날개 부위(661b, 661c)의 상단부에 대하여, 직사각형 단면을 가짐과 더불어 슬릿 노즐(2)의 길이(X방향 사이즈)(L2)보다 약간 긴 거리(L6)만큼 연장 설치된 한 쌍의 봉 형상 부재(662b, 662c)가 각각 접속되어 있다. 보다 상세하게는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 봉 형상 부재(662b)의 우하변부가 날개 부위(661b)의 상단부와 접속되는 한편, 봉 형상 부재(662c)의 좌하변부가 날개 부위(661c)의 상단부와 접속되어 있다.

이와 같이 접속된 바닥벽(661)과 봉 형상 부재(662b, 662c)를 X방향으로부터 끼워 넣도록 한 쌍의 측벽(663, 663)이 배치되어 있다. 따라서, 세정조(66)의 하단부(이하 「세정조 하단부(664)」라고 한다)에서는, 바닥벽(661), 봉 형상 부재(662b, 662c) 및 측벽(663, 663)으로 둘러싸인 영역에서 슬릿 노즐(2)의 하단부(2a)를 세정하는 세정액을 저류 가능하게 되어 있고, 당해 영역이 본 발명의 「저류 영역」의 일례로서 기능한다. 또한, 이하에 있어서는, 당해 영역을 「저류 영역(665)」이라고 칭한다. 저류 영역(665)의 최하단부에 해당되는 선단 부위(665a)는, X방향과 직교하는 YZ 평면에 있어서 호상(弧狀)의 오목부로 마무리된 상태로 X방향으로 연장 설치된 홈 형상의 구조로 되어 있다.

또, 도 6에 나타내는 바와 같이, 세정조(66)의 (+X)측의 측벽(663)에 설치된 인렛(도시 생략)에 대하여 공급 배관(691)의 한쪽 끝이 접속됨과 더불어, 세정조(66)의 바닥벽(661)에 설치된 아웃렛(도시 생략)에 대하여 배액 배관(692)의 한쪽 끝이 접속되어 있다. 그리고, 공급 배관(691)의 다른 쪽 끝은, 도포 장치(1)가 설치되는 공장의 유틸리티 중 하나인 세정액 공급원과 접속되어 있다. 공급 배관(691)에는, 밸브(693)가 개재 삽입되어 있다. 이 때문에, 제어부(100)로부터의 지령에 따라 밸브(693)가 열리면, 세정액 공급원으로부터 세정액이 공급 배관(691)을 통하여 세정조(66)에 공급되고, 저류 영역(665)에서 저류된다.

저류 영역(665)에서의 세정액의 저류량을 컨트롤하기 위하여, 바닥벽(661)으로부터 오버플로관(666)이 세워 설치되어 있다. 이 오버플로관(666)은 배액 배관(694)을 통하여 배액 회수부(도시 생략)와 접속되어 있다. 이 배액 배관(694)에는, 밸브(695)가 개재 삽입되어 있다. 이 때문에, 제어부(100)로부터의 지령에 따라 밸브(695)가 열리면, 저류 영역(665)으로부터 오버플로관(666)을 통하여 잉여의 세정액이 제거되고, 저류 영역(665)에 있어서 일정량의 세정액을 저류할 수 있고, 항상 적당량의 세정액에 의하여 슬릿 노즐(2)의 하단부(2a)를 세정할 수 있다. 한편, 노즐 세정 처리에 이용된 세정액을 배액할 때에는, 배액 배관(692)에 개재 삽입된 밸브(696)가 제어부(100)로부터의 지령에 따라 열리고, 사용 완료된 세정액이 배액 배관(692)을 통하여 배액 회수부로 회수된다.

이러한 세정액에 의한 노즐 세정에 더하여, 세정 유닛(62)은 초음파 진동을 추가로 부가함으로써 세정 성능을 높이고 있다. 그 때문에, 액체조(67) 및 초음파 진동자(68)가 설치되어 있다. 액체조(67)는, (+Z)방향에서 본 평면 사이즈가 세정조(66)보다 한층 더 큰 장방형을 이루는 바닥벽과, 바닥벽의 주위로부터 기립하는 4개의 측벽으로 구성된 상방 개구의 박스 구조를 갖는다. 액체조(67)의 내부(671)에서는, 초음파 진동자(68)가 수납됨과 더불어, 초음파 진동자(68)를 냉각하기 위한 냉각수(672)가 저류되어 있다. 액체조(67)에서는, 내부(671)의 상방에서 개구부(673)가 (+Z)방향에서 보았을 때 세정조(66)보다 한층 더 크게 개구하고 있다. 그리고, 도 6에 나타내는 바와 같이, 세정조(66)의 세정조 하단부(664)가 액체조(67)에 저류된 냉각수(672)에 침지되어 있다.

초음파 진동자(68)는 진동자 구동부(681)와 전기적으로 접속되어 있다. 이 때문에, 제어부(100)로부터의 지령에 따라 진동자 구동부(681)가 초음파 진동자(68)를 구동하면, 초음파 진동자(68)에서 발생하는 초음파 진동이 냉각수(672)를 통하여 세정조(66)에 부여된다. 또, 당해 세정조(66)의 저류 영역(665)에 저류되어 있는 세정액에 슬릿 노즐(2)의 하단부(2a)가 침지되면, 상기 초음파 진동은 상기 세정액을 통하여 하단부(2a)에 부여된다. 그 결과, 세정액에 의한 세정 작용에 더하여, 초음파 진동이 슬릿 노즐(2)의 하단부(2a)의 외면에 부여된다. 그 결과, 하단부(2a)에 부착하는 분산 재료(DM) 등의 잔류 부착물이 효과적으로 슬릿 노즐(2)로부터 제거된다.

세정 유닛(62)에 의한 노즐 세정 동작(세정액과 초음파 진동을 조합한 노즐 세정)에 대해서는, 세정 유닛(61)에 의한 노즐 세정 동작(스크레이퍼(65)에 의한 긁어냄 처리)을 1회 행할 때마다 실행해도 되고, 복수 회만큼 실행한 후에 행해도 된다. 요컨대, 세정 유닛(61)에 의한 노즐 세정 동작 후에 있어서 잔류하고 있는 잔류 부착물의 양에 따라, 세정 유닛(62)에 의한 노즐 세정의 실행 타이밍을 결정할 수 있다. 또, 이 세정 유닛(62)에 의한 노즐 세정 동작은, 제어부(100)의 기억부(도시 생략)에 미리 기억되어 있는 세정 프로그램에 따라 제어부(100)가 장치 각 부를 이하와 같이 제어함으로써 실행된다.

도 7은, 도 5에 나타내는 세정 유닛에 의한 노즐 세정 동작을 나타내는 플로차트이며, 그 세정 동작의 일 공정을 모식적으로 나타내는 도면을 포함하고 있다. 제어부(100)는, 세정 유닛(61)에 의한 노즐 세정 동작 후에 있어서도 잔류하고 있는 잔류 부착물의 양이 적은 동안, 세정 유닛(62)에 의한 노즐 세정은 불필요하다고 판단한다(단계 S1에서 「NO」). 한편, 제어부(100)는, 세정액과 초음파 진동을 조합한 노즐 세정이 필요하다고 판단하면(단계 S1에서 「YES」), 이하의 공정(단계 S2~S10)을 실행하여 세정 유닛(62)에 의한 노즐 세정 동작을 실행한다. 여기에서는, 단계 S1을 실행하는 단계에서, 저류 영역(665)에 소정량의 세정액이 저류됨과 더불어, 밸브(693, 695, 696)가 모두 닫혀 있고, 세정액과 초음파 진동에 의한 노즐 세정의 준비가 완료되어 있는 것으로 가정하고 동작 설명을 계속한다.

단계 S2에서는, 제어부(100)는, 진동자 구동부(681)에 의하여 초음파 진동자(68)를 구동하여 초음파 진동자(68)로부터 초음파 진동을 발생시킨다. 그러면, 초음파 진동은 냉각수(672)를 통하여 세정조(66)에 전파된다.

그에 계속해서, 제어부(100)는, 슬릿 노즐 이동부(53)를 제어하여 슬릿 노즐(2)을 세정 유닛(62)의 바로 위 위치로 이동시킨다. 그에 계속해서, 제어부(100)는, 승강 기구(51b)를 제어하고, 도 7 중의 파선으로 둘러싸인 동작 설명도에 나타내는 바와 같이, 슬릿 노즐(2)의 하단부(2a)가 세정조(66)의 저류 영역(665)에 저류되어 있는 세정액에 침지될 때까지 슬릿 노즐(2)을 하강시킨다(단계 S3). 이에 의하여, 하단부(2a)의 외면이 세정액과 접액하여 초음파 진동을 받으면서 세정액에 의한 세정 작용을 받는다. 그 결과, 슬릿 노즐(2)의 하단부(2a)에 부착하는 분산 재료(DM) 등의 잔류 부착물이 효과적으로 슬릿 노즐(2)로부터 제거된다. 여기서, 상기한 바와 같이, 본 실시 형태에서는 저류 영역(665)이, X방향에서 보았을 때 초음파 진동자(68)를 향하여 끝이 좁아지는 형상으로 마무리되어 있다. 즉, 저류 영역(665)의 선단 부위(665a)가 슬릿 노즐(2)의 토출구(21)와 대향하고, 바닥벽(661)의 내저면(날개 부위(661b, 661c)의 골측면)은 경사면이며, 각각 노즐 보디(23, 25)의 하단부(23a, 25a)의 외측의 면과 대향하고 있다. 그 결과, 도 5의 확대도에서 모식적으로 나타내어지는 바와 같이, 상기와 같이 하여 제거된 잔류 부착물, 특히 불용해성의 고형물인 분산 재료(DM)는, 바닥벽(661)의 내저면에 의하여 저류 영역(665)의 선단 부위(665a)로 안내되어 모아진다.

또, 상기한 초음파 진동의 인가 중에 있어서는, 냉각수(672) 내에서 기포(B)가 발생하고, 세정조(66)의 바닥벽(661)의 외측면으로 이동한다. 본 실시 형태에서는, 특히 바닥벽(661)이, X방향에서 보았을 때 초음파 진동자(68)를 향하여 끝이 좁아지는 형상으로 마무리되어 있다. 즉, 바닥벽(661)의 외측면(날개 부위(661b, 661c)의 산측면)은 경사면으로 되어 있다. 따라서, 바닥벽(661)의 외측면으로 이동해 온 기포(B)는 상기 경사면을 따라 부상하여, 냉각수(672)로부터 외기로 방출된다. 즉, 세정조(66)의 바닥벽(661)에 대한 기포(B)의 부착이 효과적으로 억제된다. 이에 의하여, 종래의 문제(세정조에 대한 기포 부착에 의한 초음파 진동의 전파 효율의 저하)를 효과적으로 해소할 수 있어, 초음파 진동에 의한 잔류 부착물이 높은 효율로 제거된다.

세정액과 초음파 진동에 의한 노즐 세정이 완료되면, 제어부(100)는, 승강 기구(51b)를 제어하여 슬릿 노즐(2)을 세정조(66)로부터 끌어올린다(단계 S4). 그에 계속해서, 제어부(100)는, 진동자 구동부(681)에 의한 초음파 진동자(68)의 구동을 정지시킨다(단계 S5). 이렇게 하여, 저류 영역(665)에 저류된 세정액에 의한 세정이 1회 완료되면, 제어부(100)는 연속 세정 횟수를 「1」만큼 인크리먼트한다(단계 S6).

이 연속 세정 횟수가 미리 설정한 규정 횟수에 도달하지 못한 동안(단계 S7에서 「NO」), 제어부(100)는 단계 S1로 되돌아가 세정 유닛(62)에 의한 노즐 세정 동작을 반복한다. 한편, 저류 영역(665)에 저류된 세정액을 그대로 사용하여 세정 유닛(62)에 의한 노즐 세정 동작이 규정 횟수만큼 연속하여 행해지면, 제어부(100)는, 세정액의 세정 성능이 저하함과 더불어 제거한 분산 재료(DM)의 양이 모여 있다고 판단한다. 그래서, 제어부(100)는 밸브(696)를 열어, 저류 영역(665)의 선단 부위(665a)에 모아진 분산 재료(DM)를, 사용 완료된 세정액과 함께 배액 배관(692)을 통하여 배액 회수부로 회수한다. 또, 제어부(100)는, 밸브(693)을 열어 세정액 공급원으로부터 프레시한 세정액을 린스액으로서 공급 배관(691)을 통하여 세정조(66)에 공급한다. 이에 의하여, 저류 영역(665)이 세정액(린스액)에 의하여 씻겨 나간다(린스 처리, 단계 S8).

이 린스 처리를 일정 시간만큼 행한 후에, 제어부(100)는, 밸브(693)의 열림 상태를 유지한 채로 밸브(696)를 닫아 세정액의 저류 영역(665)으로의 저류를 개시한다. 또, 밸브(696)의 닫힘과 동시 혹은 늦게, 제어부(100)는 밸브(695)를 연다. 그 후, 오버플로관(666)을 통하여 잉여의 세정액이 저류 영역(665)으로부터 배액되는 것을 검지하면, 제어부(100)는 밸브(693, 695)를 닫아 세정액의 저류를 완료한다(단계 S9). 여기서, 세정액의 오버플로에 대해서는, 배액 배관(694)을 흐르는 세정액을 센서로 검지해도 되고, 세정액의 저류 개시(밸브(696)의 닫힘)로부터의 경과 시간에 의거하여 검지해도 된다.

이렇게 하여 프레시한 세정액의 저류가 완료되면, 제어부(100)는, 연속 세정 횟수를 클리어한(단계 S10) 후에, 단계 S1로 되돌아가 노즐 세정 처리를 반복한다.

이상과 같이, 본 실시 형태에 의하면, X방향에서 보았을 때 저류 영역(665)이 초음파 진동자(68)를 향하여 끝이 좁아지는 형상으로 마무리되어 있기 때문에, 다음과 같은 작용 효과가 얻어진다. 이 저류 영역(665)에 저류되는 세정액의 양, 저류 영역(665)으로부터 사용 완료된 세정액의 배출에 필요로 하는 시간, 및 저류 영역(665)으로의 세정액의 저류에 필요로 하는 시간은, 종래의 직사각형 단면 형상을 갖는 세정조보다 적어져, 러닝 코스트의 저감이나 노즐 세정에 필요로 하는 시간(이른바 택트 타임)의 단축을 도모할 수 있다. 또, 슬릿 노즐(2)로부터 제거된 잔류 부착물, 특히 분산 재료(DM)가 바닥벽(661)의 내저면을 따라 저류 영역(665)의 선단 부위(665a)에 모아져, 분산 재료(DM)가 바닥벽(661)의 내저면 전체에 퍼져 퇴적하는 것을 방지할 수 있다. 또, 이렇게 하여 모아진 분산 재료(DM)를 린스 처리에 의하여 세정액과 함께 X방향으로 씻어 내어, 세정조(66)로부터 확실히 배출할 수 있다. 또한, 도 5의 부분 확대도에 나타내는 바와 같이, 선단 부위(665a)는, X방향과 직교하는 YZ 평면에 있어서 호상의 오목부로 마무리된 상태로 X방향으로 연장 설치된 홈 구조를 갖기 때문에, 분산 재료(DM)에 대한 선단 부위(665a)의 접촉 저항이 억제된다. 이들에 의하여, 슬릿 노즐(2)의 세정을 더욱 효율적으로 행하는 것이 가능하게 되어 있다.

또, 세정조 하단부(664)가 초음파 진동자(68)를 향하여 끝이 좁아지는 형상을 가짐으로써, 다음의 작용 효과도 얻어진다. 초음파 진동자(68)의 작동 시에 냉각수(672) 중에서 발생하는 기포(B)가, X방향에서 보았을 때 초음파 진동자(68)를 향하여 끝이 좁아지는 형상으로 마무리된 바닥벽(661)의 외측면(날개 부위(661b, 661c)의 산측면)을 따라 냉각수(672)로부터 외기로 방출된다. 따라서, 상기 세정액에 의한 세정과 함께, 기포(B)의 영향을 배제하면서 초음파 진동을 슬릿 노즐(2)에 부여할 수 있다. 그 결과, 잔류 부착물을 더욱 높은 효율로 제거할 수 있다.

이상과 같이, 상기 실시 형태에서는, 슬릿 노즐(2)의 하단부(2a)가 본 발명의 「노즐 하단부」의 일례에 상당하고 있다. 또, 냉각수(672)가 본 발명의 「액체」의 일례에 상당하고 있다. 또, 저류 영역(665)의 선단 부위(665a)가 본 발명의 「홈」의 일례에 상당하고, 선단 부위(665a)에 대하여 (-Y)방향측에 설치되는 날개 부위(661b)의 골측면이 본 발명의 「제1 저류 경사면」의 일례에 상당하고, 선단 부위(665a)에 대하여 (+Y)방향측에 설치되는 날개 부위(661c)의 골측면이 본 발명의 「제2 저류 경사면」의 일례에 상당하고 있다. 또, 노즐 보디(23, 25)의 하단부(23a, 25a)의 외측의 면이 각각 본 발명의 「제1 립면」 및 「제2 립면」의 일례에 상당하고 있다. 또한, X방향이 본 발명의 「제1 수평 방향」에 상당하고, Y방향이 본 발명의 「제2 수평 방향」에 상당함과 더불어, (-Y)방향측 및 (+Y)방향측이 각각 본 발명의 「제2 수평 방향의 일방측」 및 「제2 수평 방향의 타방측」에 상당하고 있다. (-Z)방향이 본 발명의 「하방」에 상당하고 있다.

또한, 본 발명은 상기한 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 그 취지를 벗어나지 않는 한에 있어서 상술한 것 이외에 다양한 변경을 행하는 것이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시 형태에서는, 상기 린스 처리에서 사용하는 린스액으로서 세정액을 이용하고 있다. 즉, 린스액과 세정액을 동일 성분의 액체를 이용하고 있다. 그러나, 린스액을 세정액과 상이한 액체, 예를 들면 DIW(deionized water)를 이용해도 된다.

또, 도 6 및 도 7에 나타내어지는 바와 같이, 세정조(66)는, 그 내부에 저류되는 세정액에 대하여, 세정 대상인 슬릿 노즐(2) 중 적어도 하단부(2a)를 침지 가능한 개구를 갖고 있으면 된다. 이 목적을 위하여, 세정조(66) 상단의 개구의 길이(X방향 사이즈)에 대해서는 노즐(2)의 하단부(2a)의 길이(X방향 사이즈)보다 크고, 또한 개구의 폭(Y방향 사이즈)(W6)에 대해서는 노즐(2)의 하단부(2a)의 폭(Y방향 사이즈; 도 4에 나타내는 부호 W2a)보다 커지도록 해도 된다.

또, 상기 실시 형태에서는, 세정조(66)의 바닥벽(661)을 절곡하여 성형하고 있지만, 바닥벽(661)과 봉 형상 부재(662b, 662c)를 일체적으로 성형하거나, 또는 세정조(66) 전체를 일체 성형에 의하여 제조해도 된다. 즉, 세정조(66)의 제조 방법은 임의이다.

또, 상기 실시 형태에서는, 본 발명의 「홈」에 상당하는 선단 부위(665a)의 YZ 단면 형상을 호상으로 마무리하고 있지만, 당해 형상에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 직사각형 형상으로 마무리해도 된다.

또한, 도포 대상이 되는 기판(3)에 대해서도, 액정 표시 장치용 유리 기판, 반도체 기판, PDP용 유리 기판, 포토마스크용 유리 기판, 컬러 필터용 기판, 기록 디스크용 기판, 태양 전지용 기판, 전자 페이퍼용 기판 등의 정밀 전자 장치용 기판, 직사각형 유리 기판, 필름 액정용 플렉시블 기판, 유기 EL용 기판 등의 다양한 기판을 이용할 수 있다.

이 발명은, 분산계 도포액을 토출하는 노즐을 세정하는 노즐 세정 장치 및 당해 노즐 세정 장치를 장비하는 도포 장치 전반에 적용할 수 있다.

1: 도포 장치 2: 슬릿 노즐
2a: (노즐) 하단부 3: 기판
21: (노즐의) 토출구 62: 세정 유닛(노즐 세정 장치)
66: 세정조 67: 액체조
68: 초음파 진동자 661: 바닥벽
661a: (바닥벽의) 산절 부위 661b, 661c: 날개 부위
664: 세정조 하단부 665: 저류 영역
665a: (저류 영역의) 선단 부위 672: 냉각수(액체)
681: 진동자 구동부 B: 기포
DM: 분산 재료 X: 제1 수평 방향
Y: 제2 수평 방향

Claims (7)

1. 노즐 하단부에 형성된 제1 수평 방향으로 연장되는 슬릿 형상의 토출구로부터 분산계 도포액을 토출하는 노즐을 세정하는 노즐 세정 장치로서,
   상기 노즐 하단부를 세정하는 세정액을 저류하는 저류 영역이 형성되는 세정조 하단부, 및, 상기 저류 영역에서 저류되는 상기 세정액 중에 상기 노즐 하단부를 침지 가능하게 하는 개구부를 갖는 세정조와,
   액체를 저류하면서 상기 액체 중에 상기 세정조 하단부를 침지시킨 상태로 상기 세정조의 하방에 설치되는 액체조와,
   상기 액체조에 저류된 상기 액체 중에서 초음파 진동을 발생시켜, 상기 액체, 상기 세정조 하단부 및 상기 세정액을 통하여 상기 노즐 하단부에 초음파 진동을 부여하는 초음파 진동자를 구비하고,
   상기 세정조 하단부 및 상기 저류 영역이, 상기 제1 수평 방향에서 보았을 때, 상기 초음파 진동자를 향하여 끝이 좁아지는 형상으로 마무리되어 있고,
   상기 저류 영역은,
   상기 제1 수평 방향으로 연장되는 홈과,
   상기 홈에 대하여 상기 제1 수평 방향과 직교하는 제2 수평 방향의 일방측에 설치되어 상기 홈을 향하여 경사진 제1 저류 경사면과,
   상기 홈에 대하여 상기 제2 수평 방향의 타방측에 설치되어 상기 홈을 향하여 경사진 제2 저류 경사면을 갖고,
   상기 분산계 도포액에 포함되는 상기 세정액에 대하여 불용해성의 고형물을 상기 제1 저류 경사면 및 상기 제2 저류 경사면에 의하여 상기 홈으로 안내하는 것을 특징으로 하는 노즐 세정 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 노즐의 세정 후에, 상기 제1 수평 방향의 일방측에서 상기 저류 영역에 프레시한 상기 세정액을 공급함과 더불어, 상기 제1 수평 방향의 타방측에서 상기 저류 영역으로부터 상기 노즐의 세정에 이용한 상기 세정액을 배출함으로써, 상기 저류 영역을 린스하는, 노즐 세정 장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 노즐이, 하방을 향하여 끝이 좁아지는 형상으로 마무리되고, 상기 토출구에 대하여 상기 제2 수평 방향의 일방측에서 상기 노즐 하단부의 하면을 향하여 경사진 제1 립면과, 상기 토출구에 대하여 상기 제2 수평 방향의 타방측에서 상기 노즐 하단부의 하면을 향하여 경사진 제2 립면을 가질 때,
   상기 세정조는, 상기 홈이 상기 토출구에 대향하고, 상기 제1 저류 경사면이 상기 제1 립면에 대향하고, 상기 제2 저류 경사면이 상기 제2 립면에 대향하도록 배치되는, 노즐 세정 장치.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 홈이, 상기 제1 수평 방향에서 보았을 때, 호상(弧狀)으로 마무리되어 있는, 노즐 세정 장치.
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 홈이, 상기 제1 수평 방향에서 보았을 때, 호상으로 마무리되어 있는, 노즐 세정 장치.
6. 노즐 하단부에 형성된 제1 수평 방향으로 연장되는 슬릿 형상의 토출구로부터 분산계 도포액을 노즐로부터 토출하여 기판에 상기 분산계 도포액을 도포하는 도포 처리부와,
   상기 노즐을 세정하는 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 노즐 세정 장치
   를 구비하는 것을 특징으로 하는 도포 장치.
7. 삭제

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