KR20070011781A - 표면세정용 노즐구조체 - Google Patents

표면세정용 노즐구조체 Download PDF

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Abstract

노즐 선단의 토출구를 슬릿형상으로 형성하여서 세정효율을 향상시키고 세정작업시간을 단축시킬 수 있도록 한 표면세정용 노즐구조체에 대해 개시한다. 이 노즐 구조체는 내부를 관통하는 슬릿형상의 메인통로(30a)가 형성되고 일단부에 메인통로(30a)로부터 연장되는 슬릿형상의 노즐공(33)이 형성되되 노즐공(33)은 메인통로(30a)의 폭보다 상대적으로 좁게 형성된 노즐몸체(30)와, 노즐몸체(30)에 결합고정되며 메인통로(30a)에 예각으로 연결되는 제1통로(31b)가 형성되고 세정매체 공급관(40)이 연결되는 제1연결공(31a)이 형성된 제1블럭(31)과, 노즐몸체(30)의 타단부에 결합고정되며 메인통로(30a)에 수평으로 연결되는 제2통로(32b)가 형성되고 캐리어가스 공급관(50)이 연결되는 제2연결공(32a)이 형성된 제2블럭(32)을 구비하여 된 구조를 가진다. 또한, 제1통로(31b)는 일정간격의 복수의 구멍(31c)으로 형성되고, 각 구멍(31c)에 세라믹이 코팅되거나 세라믹으로 형성된 고리형블럭이 결합되며, 세정매체는 이산화탄소(CO2)이고, 캐리어가스는 저습도 압축공기가 사용된다. 이와 같은 노즐 구조체는 노즐공(33)을 가로방향으로 긴 슬릿(slit) 형상으로 형성함으로써 근접 세정시 종래와 같은 불연속적인 미세정부분의 발생을 방지하여 세정시간의 단축등 세정효율을 향상시킨다. 또한, 세정매체를 메인통로에 대해 예각으로 진입되도록 함으로써 고압으로 유입되는 캐리어가스의 역류를 방지하여 세정매체가 원할하게 분사될 수 있도록 한다. 또한, 세정매체의 통로를 세라믹코팅 또는 링형블럭을 결합시킴으로써 통로의 마모 또는 결빙을 방지하여 노즐의 수명을 연장시키고 세정매체의 공급을 원할히하여 피세정체의 세정효율을 향상시킨다.
노즐, 세정매체, 캐리어가스, 세라믹, 압축공기, 이산화탄소

Description

표면세정용 노즐구조체{A nozzle structure for a surface cleanning}
도 1 내지 도 3은 종래 노즐 구조체를 나타낸 개략도,
도 4는 본 발명 실시예의 노즐 구조체를 나타낸 사시도,
도 5는 도 4의 A 방향 정면도,
도 6은 도 4의 단면도,
도 7은 도 4의 다른 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
30...노즐몸체 30a...메인통로
31...제1블럭 31a...제1연결공
31b...제1통로 31c...구멍
32...제2블럭 32a...제2연결공
32b...제2통로 40...세정매체 공급관
50...캐리어가스 공급관
본 발명은 표면세정용 노즐구조체에 관한 것으로써, 특히 노즐 선단의 토출 구를 슬릿형상으로 형성하여서 세정효율을 향상시키고 세정작업시간을 단축시킬 수 있도록 한 표면세정용 노즐구조체에 관한 것이다.
예컨대, 반도체웨이퍼의 표면, LCD 또는 태양전지등의 표면상의 미립자나 오염물질은 최종제품의 수율(yield)을 크게 저하시킨다.
따라서 표면세정이 중요한 작업공정중의 하나이며, 이러한 표면의 세정방법으로는 화학세정, 용제세정, 얼음미립자분사, 이산화탄소 미립자분사, 가스분사 및 아르곤가스분사등 다양한 형태의 세정방법들이 알려져 있다.
상기 세정방법들중 이산화탄소 미립자분사를 이용한 세정장치의 일예를 나타낸 도 1 및 도 2는 한국특허등록 제0361669호에 개시된 "반도체 장비 부품 세정을 위한 노즐"을 나타낸 것으로서, 이는 세정매체공급부(7)와 캐리어가스공급부(9)가 마련되고 이들을 상호 연결시키는 통로(1a)가 형성된 베이스블록(1)과, 베이스블록(1)의 출구측으로부터 순차적으로 연결되는 제1,2오리피스블럭(21)(23)과, 상기 세정매체공급부(7)를 통하여 이산화탄소와 같은 세정매체를 공급하는 세정매체저장부(13)와, 상기 캐리어가스 공급부(9)를 통하여 질소가스와 같은 캐리어가스를 공급하는 캐리어가스 저장부(15)를 구비한다.
이와 같은 노즐은 세정매체와 캐리어가스를 혼합하여 단열팽창시키고 노즐단부를 통하여 드라이아이스 상태로 세정표면에 토출시켜서 표면상의 미립자나 오염물질을 제거토록 한다.
그러나 상기와 같은 노즐은 그 토출구인 노즐공(10)이 직경이 작은 원형의 형상으로 형성됨으로써 피세정체의 표면세정 효율이 저하되는 문제점이 있다.
또한 세정공정 중에 노즐공(10) 주변에 이산화탄소가 결빙되어 노즐공(10)을 폐쇄시킴으로써 세정되지 아니한 부분이 불연속적으로 발생하는 문제점이 있다.
상기 선행특허에서는 도 3에 도시된 바와 같이, 일정간격으로 복수의 노즐공(11)을 형성하여 피세정체의 표면을 세정토록 하고 있으나, 이 경우 노즐공과 노즐공 사이에서는 세정매체 및 캐리어가스가 분출되지 아니하므로 특히 노즐공(11)과 피세정표면과의 사이가 4~10mm 정도되는 근접 세정시 피세정체 표면에 불연속적인 세정면이 발생하게 된다.
따라서 표면의 완전한 세정을 위하여는 노즐을 반복적으로 이동시켜 세정하여야 하므로 세정시간 단축이 불리해진다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로써, 피세정표면에 대한 근접 세정시 불연속적인 세정면의 발생없이 세정이 가능하고 세정효율이 향상되도록 그 구조가 개량된 표면세정용 노즐구조체를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 캐리어가스의 역류를 방지하여 설정압으로 캐리어가스 및 세정매체가 분사되도록 된 표면세정용 노즐구조체를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 세정매체 노즐부에서의 결빙현상을 방지하여 노즐의 수명을 연장할 수 있도록 한 표면세정용 노즐구조체를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하는 본 발명은 세정매체 공급관이 연결되는 제1연결공와, 캐리어가스 공급관이 연결되는 제2연결공과, 상기 제1,2연결공을 연통시키는 통로와, 상기 통로로부터 연장되어 상기 세정매체와 캐리어가스를 분출시키는 노즐공을 구비하는 표면 세정용 노즐구조체에 있어서,
상기 노즐공은 가로방향으로 길게 형성된 슬릿형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명 노즐 구조체에 있어서, 상기 통로에 대하여 상기 세정매체의 진입각도는 30°~ 45°인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1연결공과 상기 통로 사이에 일정간격으로 복수의 구멍이 형성되고, 상기 각 구멍에 세라믹이 코팅되거나 세라믹으로 형성된 고리형블럭이 결합된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명 구조체에 있어서, 상기 세정매체는 이산화탄소(CO2)이고, 캐리어가스는 공기 또는 질소인 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 목적을 달성하는 본 발명 표면세정용 노즐 구조체는 내부를 관통하는 슬릿형상의 메인통로가 형성되고 일단부에 상기 메인통로로부터 연장되는 슬릿형상의 노즐공이 형성되되 상기 노즐공은 상기 메인통로의 폭보다 상대적으로 좁게 형성된 노즐몸체와,
상기 노즐몸체에 결합고정되며 상기 메인통로에 예각으로 연결되는 제1통로가 형성되고 세정매체 공급관이 연결되는 제1연결공이 형성된 제1블럭과,
상기 노즐몸체의 타단부에 결합고정되며 상기 메인통로에 수평으로 연결되는 제2통로가 형성되고 캐리어가스 공급관이 연결되는 제2연결공이 형성된 제2블럭을 구비하여 된 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명 노즐 구조체에 있어서, 상기 제1통로는 일정간격의 복수의 구멍으로 형성되고, 상기 각 구멍에 세라믹이 코팅되거나 세라믹으로 형성된 고리형블럭이 결합되며, 상기 세정매체는 이산화탄소(CO2)이고, 캐리어가스는 공기인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 세정매체의 압력은 568~711 psi 이고, 상기 캐리어가스의 압력은 4~10 ㎏/㎠ 인 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명 노즐 구조체는 노즐공이 슬릿형상으로 형성됨으로써 피세정체의 근접세정시 불연속적으로 발생되는 미세정부분의 발생을 방지하여 세정시간의 단축등 세정효울을 향상시킨다. 또한, 세정매체를 메인통로에 대해 예각으로 진입되도록 함으로써 고압으로 유입되는 캐리어가스의 역류를 방지하여 세정매체가 원할하게 분사될 수 있도록 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명 실시예의 표면세정용 노즐 구조체는 세정매체의 결빙을 방지하며 세정매체의 원할할 분출을 유도하여 원할한 세정을 가능하게 하며, 특히, 근접 세정시 표면세정효율을 향상시킨다.
본 발명 실시예의 표면세정용 노즐 구조체를 나타낸 도 4 내지 도 7을 참조 하면, 이는 내부를 관통하는 슬릿(slit)형상의 메인통로(30a)가 형성되고 일단부에 상기 메인통로(30a)로부터 연장되는 슬릿형상의 노즐공(33)이 형성된 노즐몸체(30)와, 상기 노즐몸체(30)에 결합고정되며 상기 메인통로(30a)에 예각으로 연결되는 복수의 구멍(31c)을 가지는 제1통로(31b)가 형성되고 세정매체 공급관(40)이 연결되는 제1연결공(31a)이 형성된 제1블럭(31)과, 상기 노즐몸체(30)의 타단부에 결합고정되며 상기 메인통로(30a)에 수평으로 연결되는 제2통로(32b)가 형성되고 캐리어가스 공급관(50)이 연결되는 제2연결공(32a)이 형성된 제2블럭(32)을 구비한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 노즐공(33)의 폭은 상기 메인통로(30a)의 폭보다 상대적으로 좁게 형성된다.
상기 제1통로(31b)는 일정간격의 복수의 구멍(31c)으로 형성되고, 상기 각 구멍(31c)에 세라믹(31d)이 코팅되거나 세라믹으로 형성된 고리형블럭이 결합된다.
상기와 같이 세라믹 소재를 채용함으로써 고압의 분사로 인한 통로(31b)의 마모를 경감시키고, 또한 저온의 세정매체로 인한 결빙을 방지하여 세정매체의 공급을 원할하게 한다.
예컨대, 직경 0.1~0.8mm의 작은 구멍(31c)내에 세정매체로서 액체 이산화탄소(CO2)가 흐르게 되면 결빙,결로형상이 발생해 장시간 사용하면 구멍(31c)이 막히게 된다. 따라서 구멍(31c)에 세라믹(31d)코팅을 하게되면 이러한 결빙,결로형상이 방지되어 세정매체의 흐름을 원할하게 한다.
또한, 세정매체가 고속으로 유입되게 되면 구멍(31c)이 마모되어 내경이 커 지게 됨으로써 유량이 증가하게 되어 세정효율을 저하시키게 되는 데, 세라믹(31d)코팅은 이러한 현상을 방지시킨다.
본 발명 실시예에서, 상기 세정매체는 압력이 568~711 psi인 이산화탄소(CO2)가 사용되고, 캐리어가스는 저습도로서 4~10 ㎏/㎠ 인 압축공기가 사용된다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 메인통로(30a)에 대하여 상기 세정매체의 진입각도는 30°~ 45°로 형성하였다. 이 경우 캐리어가스가 고압으로 진입되는 메인통로(30a) 상에 세정매체가 예각으로 진입되도록 함으로써 캐리어가스가 세정매체측으로 역류되는 것을 방지한다.
본 출원인의 실험에 의하면, 상기 진입각도를 90°로 하는 경우 역류현상이 30%이고, 45°일때 역류현상이 5%였으며, 30°일때 역류현상이 2%로서, 30°일때가 역류현상이 최소이면서 원할한 공급각도였다.
상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명 실시예의 표면세정용 노즐 구조체는 반도체웨이퍼의 표면, LCD 또는 태양전지등의 표면상의 미립자나 오염물질을 세정하는 데 사용되어지며, 특히 피세정표면에 대해 4~10mm 정도의 근접 세정시 노즐공(33)이 슬릿형상으로 형성됨으로써 불연속적인 세정표면없이 세정을 가능하게 하여 세정시간의 단축등 세정효율을 향상시킨다.
또한, 이산화탄소등의 세정매체가 메인통로(30a)상에 30~45도의 예각으로 공급되도록 함으로써, 메인통로(30a)에 수평으로 진입되는 캐리어가스(압축공기)가 세정매체 통로측으로 역류되는 것을 방지한다.
또한, 세정매체의 제1통로(31b)에 구멍(31c)을 형성함으로써 세정매체의 단열팽창을 유도하여 승화성 고체입자화를 가능하게 하며, 특히 구멍(31c)에 세락믹을 코팅하거나 세라믹재로 형성된 링(ring)형 블럭을 결합시킴으로써, 세정매체의 공급시 구멍의 결빙을 방지하여 세정매체의 공급을 원할하게 한다.
상술한 바와 같은 본 발명은 상기 본원의 정신과 범위를 이탈함이 없이 상기 실시예에 한정되지 아니하고 많은 변형을 가하여 실시될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명 표면세정용 노즐 구조체는 다음과 같은 이점을 가진다.
첫째, 노즐공(33)을 가로방향으로 긴 슬릿(slit) 형상으로 형성함으로써 근접 세정시 종래와 같은 불연적적인 미세정부분의 발생을 방지하여 세정시간의 단축등 세정효울을 향상시킨다.
둘째, 세정매체를 메인통로에 대해 예각으로 진입되도록 함으로써 고압으로 유입되는 캐리어가스의 역류를 방지하여 세정매체가 원할하게 분사될 수 있도록 한다.
세째, 세정매체의 통로를 세라믹코팅 또는 링형블럭을 결합시킴으로써 통로의 마모 또는 결빙을 방지하여 노즐의 수명을 연장시키고 세정매체의 공급을 원할히하여 피세정체의 세정효율을 향상시킨다.

Claims (8)

  1. 세정매체 공급관이 연결되는 제1연결공와, 캐리어가스 공급관이 연결되는 제2연결공과, 상기 제1,2연결공을 연통시키는 메인통로와, 상기 메인통로로부터 연장되어 상기 세정매체와 캐리어가스를 분출시키는 노즐공을 구비하는 표면 세정용 노즐구조체에 있어서,
    상기 노즐공(33)은 가로방향으로 길게 형성된 슬릿형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 표면세정용 노즐구조체.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 메인통로(30a)에 대하여 상기 세정매체의 진입각도는 30°~ 45°인 것을 특징으로 하는 표면세정용 노즐 구조체.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제1연결공(31b)과 상기 메인통로(30a) 사이에 일정간격으로 복수의 구멍(31c)이 형성된 것을 특징으로 하는 표면세정용 노즐 구조체.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 각 구멍(31c)에 세라믹이 코팅되거나 세라믹으로 형성된 고리형블럭이 결합된 것을 특징으로 하는 표면세정용 노즐 구조체.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 세정매체는 이산화탄소(CO2)이고, 캐리어가스는 공기 또는 질소인 것을 특징으로 하는 표면세정용 노즐 구조체.
  6. 내부를 관통하는 슬릿형상의 메인통로(30a)가 형성되고 일단부에 상기 메인통로(30a)로부터 연장되는 슬릿형상의 노즐공(33)이 형성되되 상기 노즐공(33)은 상기 메인통로(30a)의 폭보다 상대적으로 좁게 형성된 노즐몸체(30)와,
    상기 노즐몸체(30)에 결합고정되며 상기 메인통로(30a)에 예각으로 연결되는 제1통로(31b)가 형성되고 세정매체 공급관(40)이 연결되는 제1연결공(31a)이 형성된 제1블럭(31)과,
    상기 노즐몸체(30)의 타단부에 결합고정되며 상기 메인통로(30a)에 수평으로 연결되는 제2통로(32b)가 형성되고 캐리어가스 공급관(50)이 연결되는 제2연결공(32a)이 형성된 제2블럭(32)을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 표면세정용 노즐구조체.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제1통로(31b)는 일정간격의 복수의 구멍(31c)으로 형성되고, 상기 각 구멍(31c)에 세라믹이 코팅되거나 세라믹으로 형성된 고리형블럭이 결합되며, 상기 세정매체는 이산화탄소(CO2)이고, 캐리어가스는 공기인 것을 특징으로 하는 표면세정용 노즐 구조체.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 세정매체의 압력은 568~711 psi 이고, 상기 캐리어가스의 압력은 4~10 ㎏/㎠ 인 것을 특징으로 하는 표면세정용 노즐 구조체.
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