KR20040089562A - 슬릿 노즐 및 그 슬릿 노즐을 사용한 처리액 공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 슬릿 노즐의 가공을 간단하게 할 수 있고, 또한 모세관 현상이 일어나지 않는 슬릿 노즐 및 그 슬릿 노즐을 사용하는 처리액 공급장치를 제공한다.

피처리물 표면에 소정 폭으로 처리액을 공급하는 슬릿 노즐에 있어서, 상기 슬릿 노즐(1)은 좌우 반체(2,3)을 합쳐서 구성되고, 그 한쪽의 재질을 금속재로 하고 또 다른 한쪽의 재질을 수지재로 하며, 또한 이 슬릿 노즐을 구비한 처리액 공급장치는 온도조정된 처리액의 순환경로(8)의 소정 개소에 상기 슬릿 노즐이 설치되어 있다.

Description

슬릿 노즐 및 그 슬릿 노즐을 사용한 처리액 공급장치{Slit nozzle and apparatus for supplying treatment liquid using the same}

본 발명은 좌우 반체(半體)의 재질이 다른 슬릿 노즐 및 그 슬릿 노즐을 사용한 처리액 공급장치에 관한 것이다.

종래에 있어서, 노즐 자체에 소정 폭의 도포액 토출구를 개구(開口)시켜 피처리물에 대해서 노즐을 상대적으로 이동함으로써 피처리물 표면에 소정 폭으로 도포액을 도포하는 슬릿 노즐이 알려져 있다. 이 소정 폭의 도포액 토출구를 갖는 슬릿 노즐을 사용하면 도포액의 낭비를 없애고 또한 효율적으로 도포를 행할 수 있는 것이다.

그러나, 피처리물의 대형화에 따라 한 개의 슬릿 노즐로는 그 공급시간 및 공급량에 한계가 있다. 예를 들면, 처리액의 공급 개시부터 공급 종료까지 시간이 너무 많이 걸리면 처리 얼룩이 생겨 버린다. 이것은 처리액을 두껍게 공급할 때에도 같은 일이 일어난다.

따라서, 처리액을 두껍게 공급하는 경우에는 좌우 반체의 부품을 합치고 있던 도포 헤드(즉, 슬릿 노즐)를 2개 사용하여 도포 대상물에 2회 도포액이 도포되는 것이 기재되어 있다.(특허문헌 1)

또한, 도막의 중앙부분 뿐만 아니라, 도막 끝부분을 정해진 짧은 범위로 처리 얼룩이 생기지 않고 소정의 막 두께 프로파일(profile) 형상으로 형성하기 때문에, 슬릿의 폭이 다른 좌우 반체의 부품을 합치고 있던 도포 다이(즉, 슬릿 노즐)를 두 개 사용함으로써 폭방향에서의 도포액의 도포 위치가 어긋나 도포 면적이 다르고, 그 결과 폭방향에서의 막 두께 프로파일 형성이 가능한 것이 기재되어있다.(특허문헌 2)

더욱이, 도포기로부터 토출된 도포액이 피도포 부재 상에서 겹치지 않도록 좌우 반체의 부품을 합친 2개의 도포 다이로부터 동시에 도포액을 피도포 부재에 도포하는 것이 기재되어 있다.(특허문헌 3)

[특허문헌 1]

일본국 특허 제3236703호(제4페이지~제6페이지, 도 9)

[특허문헌 2]

일본국 특허공개 제2000-102759호 공보(제5페이지~제10페이지, 도 4)

[특허문헌 3]

일본국 특허공개 제2001-907호 공보(제4페이지~제8페이지, 도 2)

그러나, 실제 처리액이 토출되는 슬릿 노즐의 토출구 및 토출 폭은 극히 정밀한 것이기 때문에, 슬릿 노즐의 재질은 경질인 스테인레스나 SUS라는 금속재를 정밀도 좋게 가공하고 있었다. 이 가공에는 아주 많은 시간과 노력이 필요하여 값이 비싸다.

더욱이, 제한없이 가공 정밀도를 높게 하더라도, 슬릿 노즐의 폭이 넓기 때문에 합친 면에는 극히 미소한 간극이 일부에는 생기고 말아 거기서부터 모세관 현상을 일으켜 처리액이 스며들어 버렸다. 이 극히 약간의 처리액이 고화하면 파티클 등의 원인이 된다.

본 발명은 상기의 문제에 비추어 이루어진 것으로, 슬릿 노즐의 가공을 간단하게 할 수 있고, 또한 모세관 현상이 일어나지 않는 슬릿 노즐 및 그 슬릿 노즐을 사용하는 처리액 공급장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1의 (A) 및 (B)는 본원 발명의 슬릿 노즐의 사시도 및 확대 단면도이다.

도 2의 (A) 및 (B)는 본원 발명의 슬릿 노즐을 복수 사용하여 처리액을 공급하는 간략도이다.

도 3은 본원 발명의 슬릿 노즐을 사용하는 직접 온도조정의 간략도이다.

도 4는 슬릿 노즐을 사용하는 간접 온도조정의 간략도이다.

도 5는 설정온도를 23℃로 한 직접 온도조정 및 간접 온도조정에 의한 순환형 배관의 온도 분포이다.

도 6은 설정온도를 20℃로 한 직접 온도조정 및 간접 온도조정에 의한 순환형 배관의 온도 분포이다.

부호의 설명

1,1'…슬릿 노즐, 2…티탄제의 좌반체(左半體), 3…PPS제의 우반체(右半體), 4…오목부, 5…플랫(flat)면, 6…처리액, 7…기판, 8…순환형 배관, 9…탱크, 10…펌프, 11…온도조정기, 12…밸브.

상기 과제를 해결하기 위해서 본원 발명의 슬릿 노즐은 좌우의 반체를 합쳐서 구성되고, 그 한쪽의 재질을 금속재로 하고 또 다른 한쪽의 재질을 수지재로 하였다.

이와 같이, 슬릿 노즐 한쪽의 재질은 단단한 재질(금속재)을 사용하고 또 다른 한쪽의 재질은 부드러운 재질(수지재)을 사용함으로써, 양쪽을 합쳤을 때에 부드러운 재질 쪽이 단단한 재질 쪽으로 밀착되기 때문에 모세관 현상을 일으키는 간극을 형성하지 않는 동시에 종래만큼 가공 정밀도를 필요로 하지 않기 때문에, 가공에 필요한 시간도 짧게 할 수 있다.

또한, 상기의 좌우 다른 재질로 된 슬릿 노즐을 복수 개 구비하는 처리액 공급장치를 사용함으로써 처리액의 공급시간을 단축하는 동시에 두꺼운 도막이더라도 단시간 내에 완성할 수 있다.

더욱이, 상기의 좌우 다른 재질로 된 슬릿 노즐을 온도조정된 처리액의 순환경로에 설치함으로써 처리액의 공급시간을 단축하는 동시에 처리액을 소정 온도로 단시간 내에 조정할 수 있다.

이하에 본 발명의 실시형태를 첨부도면을 토대로 설명한다. 여기에서, 도 1 (A), (B)는 본원 발명의 슬릿 노즐의 사시도 및 확대 단면도, 도 2 (A), (B)는 본원 발명의 슬릿 노즐을 복수 사용하여 처리액을 공급하는 간략도, 도 3은 본원 발명의 슬릿 노즐 및 온도조정기를 구비하는 직접 온도조정의 간략도이다. 도 4는 종래 장치의 간접 온도조정의 간략도이다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 슬릿 노즐(1)은 티탄제의 좌반체(2)와 PPS(폴리페닐렌설피드)제의 우반체(3)을 합쳐서 구성하고 있다. 우반체(3)에는 매니폴드(가로방향 흐름로)를 형성하기 위한 오목부(4)와 이 오목부(4) 바닥면 보다도 얕아진 세로방향의 흐름로를 형성하는 플랫면(5)가 설치되어 있다. 또한, 좌반체(2)는 스테인레스제여도 된다.

이와 같이 좌반체(2)를 금속계, 우반체(3)을 수지계로 함으로써 부드러운 수지계가 저항없이 경질인 금속계에 밀착되기 때문에, 간극이 생기지 않아 모세관 현상도 일어나지 않는다. 또한, 도 1의 원 C로 나타내는 부분의 합친 면이 밀착되면 되기 때문에, 좌반체(2)를 수지계, 우반체(3)을 금속계로 하여 금속계 쪽에 매니폴드를 형성해도 된다.

종래, 슬릿 노즐은 엄밀한 정밀도를 필요로 하기 때문에 비교적 단단한 재질인 스테인레스 등의 금속재를 사용해 왔다. 그 구성으로서는, 좌우 반체의 부재를 합쳐서 형성되어 있다. 이 경우 슬릿형상의 개구를 형성하기 위해 심을 끼우거나, 반체의 좌우 중 어느 한쪽 또는 양쪽에 요철을 붙이고 있었다. 그러나, 도 1의 원 C로 나타내는 부분에는, 금속끼리라면 아무리 정밀도 좋게 평면으로 해도 노즐의 폭이 가로방향으로 길기 때문에 그 합친 면으로부터 미소한 간극이 생겨 처리액이 모세관 현상으로 스며나오고 있었지만, 본 발명의 구성으로 함으로써 이 문제가 해소된다.

도 2의 (A)에 나타내는 바와 같이, 슬릿 노즐(1,1')을 두 개 사용하여 처리액(6)을 공급하는 경우에는 대형기판(7)에 대해서 처리액(6)의 공급시간을 길게 하지 않고 끝난다. 즉, 기판(7)의 다른 위치로부터 동일한 막 두께로 동시에 처리액(6)을 공급하면 기판이 대형화되어도 시간은 동일하다. 예를 들면, 1100×1300 mm 이상 대형기판의 공급 개시점을 2개소로 함으로써 550×650 mm의 소형기판과 동일한 시간으로 처리액(6)을 공급할 수 있다.

또한, 도 2의 (B)에 나타내는 바와 같이 슬릿 노즐(1,1')을 두 개 사용하여 처리액(6)을 기판(7)의 동위치부터 공급을 개시하는 경우는 공급량을 조절하여 대량의 처리액(6)을 동일한 시간으로 공급한다. 즉, 처음부터 한 개의 슬릿 노즐로 두껍게 도포하는 것 보다는 복수의 슬릿 노즐로 다층으로 겹치면 두꺼운 막이더라도 공급시간을 길게 하지 않고 끝난다.

슬릿 노즐(1)을 구비하는 순환형 배관(8)을 도 3에 나타낸다. 순환형 배관(8)의 도중에 탱크(9), 펌프(10), 온도조정기(11) 및 밸브(12)가 설치되어 있다. 또한, 도 4에는 슬릿 노즐(1)을 구비하는 일방통행형 배관(13)을 나타낸다. 이 일방통행형 배관(13)의 도중에 탱크(9), 펌프(10), 온도조정기(11) 및 밸브(12)가 설치되어 있다.

이와 같이, 온도조정기(11)로 소정 온도로 온도조정된 처리액(6)이 순환형 배관(8)을 순환하는 것을 도 3에 나타낸다. 처리액(6)은 온도조정기(11)로부터 23℃로 온도조정하여 순환형 배관(8)을 순환하고, 또한 온도조정기(11)에 되돌아왔을때는 23℃ 보다 약간 낮아져 있다고 해도 다시 23℃로 온도조정되어 순환하기 때문에, 도 5 및 표 1에 나타내는 바와 같이 단시간에 순환형 배관(8) 전체가 23℃가 된다. 이것은 소위 직접 온도조정이다.

또한, 온도조정기(11)로 소정 온도로 온도조정된 처리액(6)이 일방통행형 배관(13)을 통과하여 슬릿 노즐(1)에 공급되는 것을 도 4에 나타낸다. 탱크(9)로부터 펌프(10)을 통과한 처리액(6)은 온도조정기(11)에 의해 23℃로 온도조정되어 슬릿 노즐(1)에 도달했을 때는 23℃ 보다 낮다. 이와 같이 계속해서 새로운 처리액(6)이 공급되기 때문에 도 5 및 표 1에 나타내는 바와 같이 시간을 들여도 일방통행형 배관(13)은 좀처럼 23℃가 되지 않는다. 이것은 소위 간접 온도조정이다.

동일하게 도 6 및 표 2에 나타내는 바와 같이, 20℃를 목표로서 설정한 경우이더라도 상술한 직접 온도조정 및 간접 온도조정의 현상을 재현하고 있었다.

이상에 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 슬릿 노즐의 한쪽 재질은 단단한 재질(금속재)을 사용하고 또 다른 한쪽의 재질은 부드러운 재질(수지재)을 사용함으로써 양쪽을 합쳤을 때에 부드러운 재질 쪽이 단단한 재질 쪽으로 밀착되기 때문에 모세관 현상을 일으키는 간극을 형성하지 않는 동시에 가공에 필요한 시간도 짧게 할 수 있다.

또한, 상기의 좌우 다른 재질로 된 슬릿 노즐을 복수 개 구비하는 처리액 공급장치를 사용함으로써 처리액의 공급시간을 단축하는 동시에 두꺼운 도막이더라도 단시간 내에 완성할 수 있다.

더욱이, 상기의 좌우 다른 재질로 된 슬릿 노즐을 온도조정된 처리액의 순환경로의 소정 개소에 설치함으로써 처리액을 소정의 온도로 단시간 내에 조정할 수 있다.

Claims (3)

1. 피처리물 표면에 소정 폭으로 처리액을 공급하는 슬릿 노즐에 있어서, 이 슬릿 노즐은 좌우의 반체를 합쳐서 구성되고, 한쪽 반체의 재질을 금속재로 하고 다른 쪽 반체의 재질을 수지재로 하는 것을 특징으로 하는 슬릿 노즐.
2. 제1항의 슬릿 노즐을 구비한 처리액 공급장치로서, 온도조정된 처리액의 순환경로에 상기 슬릿 노즐이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 처리액 공급장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 슬릿 노즐을 복수 개 구비하는 것을 특징으로 하는 처리액 공급장치.