KR20190126185A - 기판 코팅 장치 및 방법들 - Google Patents

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가브리엘 피어스 아넬로
윌리암 존 3세 버브
지아 짱
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Abstract

기판 코팅 장치는 저장조와 상기 저장조의 조절 가능한 깊이를 정의하는 조절 가능한 댐을 포함하는 용기를 포함할 수 있다. 상기 장치는 상기 용기에 대하여 회전 가능하게 장착된 롤러를 더 포함할 수 있다. 상기 롤러의 외주의 일부분이 상기 저장조의 상기 조절 가능한 깊이 내로 배치될 수 있다. 기판의 코팅 방법은 용기의 저장조를 액체로 채우는 단계 및 롤러의 외주의 일부분을 접촉각으로 상기 액체와 접촉시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 접촉각을 변화시키기 위하여 상기 저장조 내에서 상기 액체의 자유 표면의 고도를 변화시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 방법은 또한 상기 저장조로부터 상기 기판의 주 표면까지 액체를 전달하기 위하여 회전축 주위로 상기 롤러를 회전시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

Description

기판 코팅 장치 및 방법들
본 출원은 2017년 3월 29일 출원된 미국 임시 출원 번호 제62/478,284호의 우선권의 이익을 청구하며, 이 문헌의 내용이 그 전체로서 인용되며 참조문헌으로 여기 병합된다.
본 개시는 일반적으로 기판 코팅 장치 및 방법에 관한 것이며, 더욱 구체적으로는 조절 가능한 댐을 포함하는 기판 코팅 장치와 저장조 내에서 액체의 자유 표면의 고도를 변화시키는 단계를 포함하는 기판의 코팅 방법들에 관한 것이다.
기판의 주 표면을 식각하기 위하여 설계된 에천트로 기판의 주 표면을 코팅하는 것이 알려져 있다. 기판(예를 들어, 유리 시트)의 주 표면에 액체(예를 들어, 에천트)의 전달 속도를 조절하는 것을 가능하게 하는 장치 및 방법들을 제공하기 위한 요구가 존재한다.
여기에 설명된 태양들은 앞서 설명된 문제점들의 일부를 해결하고자 한다.
다음은 발명의 상세한 설명에 설명된 일부 실시예들의 기초적인 이해를 제공하기 위한 본 개시의 개략화된 요약을 개시한다.
실시예 1. 기판 코팅 장치는 저장조(reservoir)와, 상기 저장조의 조절 가능한 깊이를 정의하는 조절 가능한 댐을 포함하는 용기를 포함할 수 있다. 상기 장치는 또한 상기 용기에 대하여 회전 가능하도록 장착된 롤러를 포함할 수 있다. 상기 롤러의 외주의 일부분이 상기 저장조의 상기 조절 가능한 깊이 내에 배치될 수 있다.
실시예 2. 실시예 1의 기판 코팅 장치에서, 상기 장치는 상기 저장조 내에 배치되는 액체로서, 상기 조절 가능한 댐의 상부 에지 상으로 연장되는 상기 액체의 자유 표면을 구비하고, 상기 롤러가 접촉각으로 상기 액체와 접촉하는, 액체를 더 포함할 수 있다.
실시예 3. 실시예 2의 기판 코팅 장치에서, 상기 액체는 에천트를 포함할 수 있다
실시예 4. 실시예 2 또는 실시예 3의 기판 코팅 장치에서, 상기 조절 가능한 댐을 조절하는 것은 상기 자유 표면의 고도(elevation)를 변화시킬 수 있다.
실시예 5. 실시예 2 내지 실시예 4 중 어느 하나의 기판 코팅 장치에서, 상기 접촉각은 90˚부터 180˚ 미만까지일 수 있다.
실시예 6. 실시예 2 내지 실시예 5 중 어느 하나의 기판 코팅 장치에서, 상기 롤러의 상기 외주의 상기 일부분은 상기 자유 표면 아래로 0.5 mm부터 상기 롤러의 직경의 50%까지인 침지 깊이(submerged depth)까지 연장될 수 있다.
실시예 7. 실시예 1 내지 실시예 5 중 어느 하나의 기판 코팅 장치에서, 상기 롤러의 직경은 약 20 mm 내지 약 50 mm일 수 있다.
실시예 8. 실시예 1 내지 실시예 7 중 어느 하나의 기판 코팅 장치에서, 상기 롤러의 상기 외주는 다공성(porous) 물질에 의해 정의될 수 있다.
실시예 9. 실시예 1 내지 실시예 8 중 어느 하나의 기판 코팅 장치에서, 상기 저장조는 제1 엔드부와 상기 제1 엔드부에 반대되는 제2 엔드부를 포함하고, 상기 제2 엔드부는 상기 조절 가능한 댐에 의해 적어도 부분적으로 정의될 수 있다.
실시예 10. 실시예 9의 기판 코팅 장치에서, 상기 조절 가능한 댐의 조절된 위치에 대응되는 상기 저장조의 깊이는 상기 제1 엔드부로부터 상기 제2 엔드부까지의 방향으로 증가할 수 있다.
실시예 11. 실시예 9의 기판 코팅 장치에서, 상기 롤러의 회전 축은 상기 제1 엔드부로부터 상기 제2 엔드부까지의 방향으로 연장될 수 있다.
실시예 12. 실시예 9 내지 실시예 11 중 어느 하나의 기판 코팅 장치에서, 상기 장치는 상기 저장조의 상기 제1 엔드부 내로 열리는 인렛 포트를 더 포함할 수 있다.
실시예 13. 실시예 12의 기판 코팅 장치에서, 상기 장치는 상기 저장조의 상기 제2 엔드부 내로 열리는 아웃렛 포트를 더 포함할 수 있다.
실시예 14. 실시예 12의 기판 코팅 장치에서, 상기 조절 가능한 댐은 아웃렛 포트와 상기 인렛 포트 사이에 위치할 수 있다.
실시예 15. 기판의 코팅 방법은 용기의 저장조를 액체로 채우는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 롤러의 외주의 일부분을 접촉각으로 상기 액체와 접촉시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 접촉각을 변화시키기 위하여 상기 저장조 내에서 상기 액체의 자유 표면의 고도를 변화시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 방법은 또한 상기 저장조로부터 상기 기판의 주 표면까지 액체를 전달하기 위하여 회전축 주위로 상기 롤러를 회전시키는 단계를 포함할 수 있다.
실시예 16. 실시예 15의 방법에서, 상기 롤러를 회전시키는 단계는 상기 저장조로부터 전달된 액체를 상기 기판의 상기 주 표면과 접촉시키도록 리프팅할 수 있다.
실시예 17. 실시예 15 또는 실시예 16의 방법에서, 상기 기판의 상기 주 표면은 상기 자유 표면 위에서 이격되고 상기 자유 표면과 대면할 수 있다.
실시예 18. 실시예 15 내지 실시예 17 중 어느 하나의 방법에서, 상기 접촉각은 90˚부터 180˚ 미만까지일 수 있다.
실시예 19. 실시예 15 내지 실시예 18 중 어느 하나의 방법에서, 상기 저장조로부터 상기 기판의 상기 주 표면까지 상기 액체를 전달하는 동안 상기 전달 액체의 일부분은 상기 기판을 상기 롤러와의 접촉으로부터 이격시킬(spaces) 수 있다.
실시예 20. 실시예 15 내지 실시예 19 중 어느 하나의 방법에서, 상기 자유 표면의 상기 고도를 변화시키는 단계는 조절 가능한 댐의 높이를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
실시예 21. 실시예 15 내지 실시예 19 중 어느 하나의 방법에서, 상기 방법은 상기 접촉각을 감소시키도록 조절 가능한 댐의 상부 에지를 상승시킴에 의해 상기 액체 전달의 속도를 증가시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시예 22. 실시예 15 내지 실시예 19 중 어느 하나의 방법에서, 상기 방법은 접촉각을 증가시키도록 조절 가능한 댐의 상부 에지를 낮춤에 의해 상기 액체 전달의 속도를 감소시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시예 23. 실시예 22의 방법에서, 상기 액체 전달의 상기 속도를 감소시키는 단계는 상기 롤러에 접근하는 상기 기판의 트레일링 엔드(trailing end)에 응답하여 수행될 수 있다.
실시예 24. 실시예 20 내지 실시예 23 중 어느 하나의 방법에서, 상기 저장조로부터의 일정량의 상기 액체가 상기 조절 가능한 댐의 상기 상부 에지를 넘어 연속적으로 넘칠(spill) 수 있다.
실시예 25. 실시예 15 내지 실시예 24 중 어느 하나의 방법에서, 상기 자유 표면의 상기 고도를 변화시키는 단계는 상기 저장조를 채우는 유입 액체의 채움 속도를 변화시키는 단계 및 상기 저장조를 떠나는 유출 액체의 출구 속도를 변화시키는 단계 중 어느 하나 또는 모두를 포함할 수 있다.
실시예 26. 실시예 15 내지 실시예 25 중 어느 하나의 방법에서, 상기 기판은 유리를 포함할 수 있다.
실시예 27. 실시예 15 내지 실시예 26 중 어느 하나의 방법에서, 상기 액체는 에천트를 포함할 수 있다.
실시예 28. 기판의 코팅 방법은 용기의 저장조를 액체로 채우는 단계를 포함할 수 있다. 상기 액체의 자유 표면이 조절 가능한 댐의 상부 에지 위로 연장될 수 있다. 상기 저장조로부터의 일정량의 상기 액체가 상기 조절 가능한 댐의 상기 상부 에지를 넘어 연속적으로 넘칠 수 있다. 상기 방법은 롤러의 외주의 일부분을 접촉각으로 상기 액체와 접촉시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 접촉각을 변화시키기 위하여 상기 저장조 내에서 상기 액체의 상기 자유 표면의 고도를 변화시키도록 상기 조절 가능한 댐의 상기 상부 에지를 조절하는 단계를 또한 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 저장조로부터 상기 기판의 주 표면까지 액체를 전달하기 위하여 회전축 주위로 상기 롤러를 회전시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시예 29. 실시예 28의 방법에서, 상기 롤러를 회전시키는 단계는 상기 저장조로부터 전달된 액체를 상기 기판의 상기 주 표면과 접촉시키도록 리프팅할 수 있다.
실시예 30. 실시예 28 내지 실시예 29의 방법에서, 상기 기판의 상기 주 표면은 상기 자유 표면 위에서 이격되고 상기 자유 표면과 대면할 수 있다.
실시예 31. 실시예 28 내지 실시예 30 중 어느 하나의 방법에서, 상기 접촉각은 90˚부터 180˚ 미만까지일 수 있다.
실시예 32. 실시예 28 내지 실시예 31 중 어느 하나의 방법에서, 상기 저장조로부터 상기 기판의 상기 주 표면까지 상기 액체를 전달하는 동안 상기 전달 액체의 일부분은 상기 기판을 상기 롤러와의 접촉으로부터 이격시킬(spaces) 수 있다.
실시예 33. 실시예 28 내지 실시예 32 중 어느 하나의 방법에서, 상기 방법은 상기 접촉각을 감소시키도록 상기 조절 가능한 댐의 상기 상부 에지를 상승시킴에 의해 상기 액체 전달의 속도를 증가시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시예 34. 실시예 28 내지 실시예 32 중 어느 하나의 방법에서, 상기 방법은 상기 접촉각을 증가시키도록 상기 조절 가능한 댐의 상기 상부 에지를 낮춤에 의해 상기 액체 전달의 속도를 감소시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시예 35. 실시예 34의 방법에서, 상기 액체 전달의 상기 속도를 감소시키는 단계는 상기 롤러에 접근하는 상기 기판의 트레일링 엔드(trailing end)에 응답하여 수행될 수 있다.
실시예 36. 실시예 28 내지 실시예 35 중 어느 하나의 방법에서, 상기 자유 표면의 상기 고도를 변화시키는 단계는 상기 저장조를 채우는 유입 액체의 채움 속도를 변화시키는 단계 및 상기 저장조를 떠나는 유출 액체의 출구 속도를 변화시키는 단계 중 어느 하나 또는 모두를 더 포함할 수 있다.
실시예 37. 실시예 28 내지 실시예 36 중 어느 하나의 방법에서, 상기 기판은 유리를 포함할 수 있다.
실시예 38. 실시예 28 내지 실시예 36 중 어느 하나의 방법에서, 상기 액체는 에천트를 포함할 수 있다.
이러한 및 다른 특징들, 실시예들 및 이점들은 첨부되는 도면들을 참조하여 아래의 상세한 설명이 읽힐 때 더욱 잘 이해된다.
도 1은 본 개시의 실시예들에 따른 기판 코팅 장치의 개략도를 나타낸다.
도 2는 상부 고도에서의 자유 표면을 제공하기 위하여 연장된 배열에서의 조절 가능한 댐을 구비하는, 도 1의 2-2 선을 따른 기판 코팅 장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 상부 고도에서의 액체의 자유 표면을 구비하는, 도 1의 시야 2에서의 기판 코팅 장치의 확대도를 나타낸다.
도 4는 도 2와 유사하나, 하부 고도에서의 자유 표면을 제공하기 위하여 수축된 배열에서의 조절 가능한 댐을 도시하는 기판 코팅 장치의 개략적인 단면도를 나타낸다.
도 5는 제3과 유사하나, 하부 고도에서 액체의 자유 표면을 나타내는 기판 코팅 장치의 확대도를 나타낸다.
도 6 내지 도 11은 일련의 롤러들 상으로 기판이 횡단할 때 기판의 코팅 방법의 일 실시예를 나타낸다.
본 개시의 실시예들이, 이들의 예시들이 도시되는 첨부하는 도면들을 참조하여 아래에서 더욱 완전히 설명될 것이다. 가능하다면 언제나, 도면들을 통들어 동일한 참조 부호들이 동일하거나 유사한 부분들을 인용하도록 사용된다. 그러나, 본 개시는 많은 다른 형태들로 구체화될 수 있고, 여기에 제시된 실시예들로 제한되는 것으로 이해되어서는 안 된다.
도 1은 본 개시의 실시예들에 따른 기판 코팅 장치(101)의 개략도이다. 기판 코팅 장치(101)는 기판(105)의 제1 주 표면(103a)을 액체(107)로 코팅할 수 있다. 도시된 것과 같이, 기판(105)은 제1 주 표면(103a)과 반대되는 제2 주 표면(103b)을 더 포함할 수 있다. 기판(105)의 두께(T)는 제1 주 표면(103a)과 제2 주 표면(103b) 사이에서 정의될 수 있다. 넓은 범위의 두께들이 특정한 어플리케이션에 따라 제공될 수 있다. 예를 들어, 두께(T)는 약 50 마이크로미터(마이크론, ㎛) 내지 약 1 센티미터(cm), 약 50 마이크론 내지 약 1 밀리미터(mm)와 같거나, 약 50 마이크론 내지 약 500 마이크론까지와 같거나, 약 50 마이크론 내지 300 마이크론과 같은 두께를 갖는 기판들을 포함할 수 있다.
도시된 것과 같이, 기판(105)의 두께(T)는 기판(105)의 전체 길이와 같이, 기판(105)(도 1)의 길이를 따라 실질적으로 일정할 수 있다. 도 2 및 도 4에 더욱 도시된 것과 같이, 기판(105)의 두께(T)는 길이에 수직한 기판(105)의 폭을 따라 실질적으로 일정할 수 있다. 더욱 도시된 바와 같이, 기판(105)의 두께(T)는 기판(105)의 전체 폭을 따라 실질적으로 일정할 수 있다. 일부 실시예들에서, 두께(T)는 기판(105)의 전체 길이 및 전체 폭을 따라 실질적으로 일정할 수 있다. 도시되지는 않았지만, 추가적인 실시예들에서, 기판(105)의 두께(T)는 기판(105)의 길이 및/또는 폭을 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 두터워진 에지부들(에지 비드들)은 일부 기판들(예를 들어, 유리 리본)의 형성 공정으로부터 유래할 수 있는 폭의 외측 반대되는 에지들에서 존재할 수 있다. 이러한 에지 비드들은 일반적으로 유리 리본의 고품질 중앙 영역의 두께보다 더 클 수 있는 두께를 포함한다. 그러나, 도 2 및 도 4에서 도시된 것과 같이, 이러한 비드들이 기판(105)에 형성된다면, 기판(105)으로부터 이미 분리되었다.
도 6 내지 도 8에 도시된 것과 같이, 기판(105)은 리딩 엔드(105a)와 트레일링 엔드(105b)를 포함하는 시트를 포함할 수 있고, 기판(105)의 길이는 리딩 엔드(105a)로부터 트레일링 엔드(105b) 사이에서 연장된다. 추가적인 실시예들에서, 기판(105)은 리본의 소스로부터 제공될 수 있는 리본을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 리본의 소스는 기판 코팅 장치(101)에 의해 코팅되도록 풀릴(uncoil) 수 있는 리본의 스풀을 포함할 수 있다. 예를 들어, 리본의 하류 부분들이 기판 코팅 장치(101)를 사용하여 코팅되는 한편 리본은 리본의 스풀로부터 연속적으로 풀릴 수 있다. 더욱이, 후속적인 하류 공정들(도시되지 않음)은 리본을 시트들로 분리할 수 있거나 저장 스풀 상으로 코팅된 리본을 최종적으로 감을 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 리본의 소스는 기판(105)을 형성하는 포밍 장치를 포함할 수 있다. 이러한 실시예들에서, 리본은 포밍 장치로부터 연속적으로 드로우될 수 있고, 기판 코팅 장치(101)를 사용하여 코팅될 수 있다. 후속적으로, 일부 실시예들에서 코팅된 리본들은 이후 하나 이상의 시트들로 분리될 수 있다. 대안적으로, 코팅된 리본은 저장 스풀 상으로 후속적으로 감길 수 있다.
일부 실시예들에서, 기판(105)은 실리콘(예를 들어, 실리콘 웨이퍼 또는 실리콘 시트), 레진, 또는 다른 물질들을 포함할 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 기판(105)은 리튬 플루오라이드(LiF), 마그네슘 플루오라이드(MgF2), 칼슘 플루오라이드(CaF2), 바륨 플루오라이드(BaF2), 사파이어(Al2O3), 징크 셀레나이드(ZnSe), 저머늄(Ge) 또는 다른 물질들을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 기판(105)은 유리(예를 들어, 알루미노실리케이트 유리, 보로실리케이트 유리, 소다-라임 유리, 등), 유리-세라믹, 또는 유리를 포함하는 다른 물질들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 기판(105)은 유리 시트 또는 유리 리본을 포함할 수 있고, 약 50 마이크론 내지 약 300 마이크론의 두께(T)를 가지며 유연할 수 있으나, 다른 범위의 두께들 및/또는 유연하지 않은 구성들이 추가적인 실시예들에서 제공될 수 있다. 일부 실시예들에서, 기판(105)(예를 들어, 유리 또는 다른 광학 물질을 포함하는)은 액정 디스플레이들(LCD), 전기영동 디스플레이들(EPD), 유기 발광 다이오드 디스플레이들(OLED), 플라즈마 디스플레이 패널들(PDP), 또는 다른 어플리케이션들과 같은 다양한 디스플레이 어플리케이션들 내에서 사용될 수 있다.
기판 코팅 장치(101)는 요구되는 속성들에 따라 기판(105)의 제1 주 표면(103a) 상에 다양한 타입들의 액체(107)를 코팅하기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 코팅은 페인트, 세제, 라미네이트, 표면 처리, 실런트, 린스제(예를 들어, 물), 화학적 강화 물질, 보호 물질, 또는 다른 코팅 물질을 포함할 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 코팅은 기판(105)의 제1 주 표면(103a)을 식각하기 위하여 설계된 에천트를 포함할 수 있다. 에천트는 기판(105)의 제1 주 표면(103a)을 형성하는 특정한 물질을 식각하도록 설계된 물질 에천트를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 에천트는 제1 주 표면(103a)에서 유리를 포함하는 기판(105)을 식각하기 위한 유리 에천트를 포함할 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 에천트는 제1 주 표면(103a)에서 실리콘을 포함하는 기판(105)을 식각하기에 적합한 에천트를 포함할 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 에천트는 기판(105)의 제1 주 표면(103a)의 마스킹되지 않은 영역들을 식각 제거하기 위하여 설계될 수 있다. 실제로, 일부 실시예들에서, 에천트는 반도체를 형성하기 위하여 실리콘 웨이퍼 상에서 전기 전도성 층의 마스킹되지 않은 부분들을 식각 제거하기 위하여 설계될 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 에천트는 기판(105)의 제1 주 표면(103a)의 요구되는 표면 거칠기(예를 들어, 유리 기판에 요구되는 표면 거칠기)를 제공하기 위하여 설계될 수 있다. 예를 들어, 기판(150)의 제1 주 표면(103a)의 마스킹되지 않은 일부분 또는 전체는 표면을 거칠게 하기 위하여 식각될 수 있고, 이에 의해 서로 접촉하는 2개의 기판 표면들 사이에서 원치 않는 직접 접합(공유 접합과 같은)을 방지한다. 추가적인 실시예들에서, 식각은 식각될 기판(105) 또는 기판(105)의 마스킹되지 않은 일부분의 광학적 특성들을 개조하기 위하여 사용될 수 있다. 더욱이, 식각은 기판(105)의 두께(T)를 감소시키고, 기판(105)의 제1 주 표면(103a)을 세정하거나, 또는 다른 속성들을 제공하기 위하여 사용될 수 있다.
기판 코팅 장치(101)는 저장조(111)를 포함하는 용기(109)를 포함할 수 있고, 액체(107)가 용기(109)의 저장조(111) 내에 함유될 수 있다. 도 1에서 도시된 것과 같이, 기판 코팅 장치(101)는 기판(105)의 이송 방향(113)을 따라 직렬로 배열된 복수의 용기들(109)(도 6 내지 11에서 또한 109a-e를 보라)을 포함할 수 있다. 비도시된 실시예들에서 단일 용기(109)가 제공될 수 있는 한편, 복수의 용기들(109)은 저장조(111) 내에서 액체(107)의 고도를 변화시키는 응답 시간을 증가시킬 수 있고, 또한 이송 방향(113)을 통해 이동하는 기판(105)의 다른 부분들을 위한 선택적인 코팅 속도들을 허용할 수 있다.
도 2를 참조하면, 용기(109)는 상부 에지(203)를 포함하는 조절 가능한 댐(201)을 더 포함할 수 있다. 도시된 것과 같이, 저장조(111)는 제1 엔드부(111a)와, 제1 엔드부(111a)와 반대되는 제2 엔드부(111b)를 포함할 수 있다. 도시된 것과 같이, 저장조(111)의 제2 엔드부(111b)는 조절 가능한 댐(201)에 의해 적어도 부분적으로 정의될 수 있다. 실제로, 도시된 것과 같이 조절 가능한 댐(201)은 용기(109)의 방지 벽(containment wall)(211)의 적어도 일부분으로서 작용할 수 있고, 저장조(111) 내에서 액체(107)의 자유 표면(205)의 고도는 조절 가능한 댐(201)의 높이(H)(도 2 및 4를 보라)를 조절함에 의해 조절될 수 있다. 실제로, 액체(107)의 자유 표면(205)은 조절 가능한 댐(201)의 상부 에지(203) 상으로 연장될 수 있고, 그 이후 오버플로우 방지 영역(207) 내로 조절 가능한 댐(201) 상으로 넘칠 수 있다.
기판 코팅 장치(101)는 저장조(111)의 제1 엔드부(111a) 내로 열리는 인렛 포트(208a)를 더 포함할 수 있다. 도시된 것과 같이, 인렛 포트(208a)는 용기(109)의 방지 벽(211)을 통한 액체 인렛 경로를 제공할 수 있다. 대안적으로, 도시되지 않았으나, 인렛 포트(208a)는 저장조(111) 내로 액체(107)를 따르거나, 그렇지 않으면 액체(107)를 도입하는 자유 표면(205) 상에 위치하는 포트를 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 것과 같이, 펌프(115)는 각각의 저장조(111)와 관련될 수 있는 인렛 포트(208a)에 연결된 인렛 도관(119)을 통해 공급 탱크(117)로부터 액체(107)를 추진할 수 있다. 구동에서, 펌프(115)는 인렛 도관(119)으로부터 저장조(111)의 제1 엔드부(111a) 내로 액체(107)가 흐르도록 연속적으로 펌프할 수 있다. 도 2에 도시된 것과 같이, 여분의 액체(107)는 조절 가능한 댐(201)의 상부 에지(203) 상으로 흐를 수 있고, 이후 액체(210)의 오버플로우 스트림으로서 넘칠 수 있다. 선택적으로, 오버플로우 방지 영역(207)은 기판(105)의 제1 주 표면(103a)을 코팅하는 공정을 통틀어 조절 가능한 댐(201) 상으로 연속적으로 부어지는 액체(210)의 오버플로우 스트림을 축적할 수 있다. 선택적으로, 도 2에 도시된 것과 같이, 조절 가능한 댐(201)은 아웃렛 포트(208b)와 인렛 포트(208a) 사이에 위치할 수 있다. 실제로, 조절 가능한 댐(201)은 인렛 포트(208a)와 아웃렛 포트(208b) 사이에서 액체(107)에 대한 방해물을 제공한다. 조절 가능한 댐(201)이 인렛 포트(208a)와 아웃렛 포트(208b) 사이에 위치할 수 있으므로, 조절 가능한 댐(201)의 상부 에지(203) 상으로 부어지는(예를 들어 연속적으로 부어지는) 액체(107)만이 인렛 포트(208a)로부터 아웃렛 포트(208b)에 도달할 수 있다.
아웃렛 도관(121)은 각각의 저장조(111)와 연관될 수 있는 아웃렛 포트(208b)에 연결될 수 있다. 구동에서, 액체는 아웃렛 도관(121)에 의해 아웃렛 포트(208b)로부터 공급 탱크(117)까지 중력 투입되거나 회복될 수 있다. 도 2에 도시된 것과 같이, 액체(107)가 인렛 포트(208a)로부터 아웃렛 포트(208b)까지의 방향(213)으로 저장조(111) 내에서 흐를 수 있도록 아웃렛 포트(208b)는 인렛 포트(208a)로부터 하류에 위치할 수 있다. 도 3 및 도 5는 아웃렛 포트(208b)가 제2 측벽(303)보다는 제1 측벽(301)에 더 가깝게 위치하는 것을 개략적으로 도시하는 한편, 인렛 포트(208a)가 제1 측벽(301)보다는 제2 측벽(303)에 더 가깝게 위치할 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 인렛 포트(208a), 아웃렛 포트(208b), 및/또는 아웃렛 포트(208c)는 수직 면(305)을 따라 위치할 수 있고, 선택적으로 제1 측벽(301) 및 제2 측벽(303) 사이의 중앙점을 관통할 수 있다.
일부 실시예들에서, 기판 코팅 장치(101)는 저장조(111)의 제2 엔드부(111b) 내로 열리는 다른 아웃렛 포트(208c)를 포함할 수 있다. 도시된 것과 같이, 아웃렛 포트(208c)는 용기(109)의 방지 벽(211)을 통한 액체 경로가 제공될 수 있다. 도 2에 개략적으로 도시된 것과 같이, 아웃렛 포트(208c)는, 만약 제공된다면 저장조(111)로부터 액체(108)가 나가는 것을 방지하기 위하여 아웃렛 포트(208c)를 플러그하도록 설계되는 캡(215)이 선택적으로 제공될 수 있다. 대안적으로, 아웃렛 포트(208c)는 저장조(111)로부터 액체(107)를 배수하기 위하여 수집 베셀(217)이 제공될 수 있다. 실제로, 충분한 사용 시간 이후에, 용기(109)로부터 액체(107) 전부를 제거하고 시스템을 쏟아내기 위한 요구가 존재할 수 있다. 일 실시예에서, 시스템을 쏟아내기 위하여, 캡(215)이 아웃렛 포트(208c)로부터 제거될 수 있고, 액체(107)가 폐기 또는 재활용을 위하여 용기(109) 밖으로, 수집 베셀(217) 내로 배수될 수 있다.
또 다른 실시예들에서, 트랜듀서 장치(219)는 트랜듀서(211) 및 캡(223)이 제공될 수 있다. 트랜듀서(221)는 저장조(111) 내로 삽입될 수 있고, 아웃렛 포트(208c)와 맞물려 저장조(111)로부터 액체(107)의 배수를 방지하는 캡(223)에 의해 제 위치에 고정될 수 있다. 트랜듀서(221)는 기판(105)의 제1 주 표면(103a)의 코팅을 향상시키고, 및/또는 저장조(111)로부터의 액체(107)로 기판(105)의 제1 주 표면(103a)을 코팅하는 통해 달성되는 기능성들을 향상시키기 위하여 액체(107)를 통해 초음파들을 발산할 수 있다.
추가적인 실시예들에서, 펌프(225)는 액체(107)가 아웃렛 포트(208c)를 통해 펄스되거나 또는 도입되도록 아웃렛 포트(208c)에 연결될 수 있다. 아웃렛 포트(208c)를 통해 액체(107)를 도입하는 것(에를 들어, 액체(107)를 펄싱하는 것)은 저장조(111) 내에서의 액체(107) 혼합 및/또는 흐름 특성들을 향상시킬 수 있다.
조절 가능한 댐(201)이 조절 가능한 고도를 제공할 수 있으므로, 액체(107)는 조절 가능한 깊이(D1, D2)가 제공될 수 있다. 이러한 어플리케이션의 목적들을 위하여, 액체(107)의 깊이는 액체(107)의 자유 표면(205)의 위치와, 저장조(111)의 하측 정도를 적어도 부분적으로 정의하는 용기(107)의 방지 벽(211)의 하부 내부 표면(209)의 대응되는 위치 사이에서 정의되는 것으로 인식되고, 하부 내부 표면(209)의 대응되는 위치는 중력의 방향으로 자유 표면(205)의 위치와 정렬된다. 일부 실시예들에서, 도 2에 도시된 것과 같이, 조절 가능한 댐(201)의 조절된 위치에 대응되는 액체(107)의 깊이는 제1 엔드부(111a)로부터 제2 엔드부(111b)까지의 방향(213)으로, 제1 엔드부(111a)의 제1 깊이(D1)로부터 제1 깊이(D1)보다 더 클 수 있는 제2 엔드부(111b)의 제2 깊이(D2)까지 증가할 수 있다. 일부 실시예들에서, 도 2에 도시된 것과 같이, 하부 내부 표면(209)은 중력의 방향 및 방향(213)으로 하향 경사질 수 있다. 도시된 것과 같이 이러한 방향(213)으로의 하향 경사는 직선이거나(도시된 것과 같이) 곡선일 수 있는 연속적인 경사일 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 방향(213)으로 단차지거나 다른 하향 경사진 구성이 제공될 수 있으나, 방향(213)으로의 연속적인 하향 경사는 저장조(111) 내에서 적합한 순환 없이 액체(107)가 존재하는 데드 스페이스들을 방지할 수 있다. 방향(213)으로의 하향 경사는, 상향 경사 또는 경사가 없는 실시예들과 비교할 때, 액체(107)가 방향(213)으로 흐르도록 촉진하는 것을 도울 수 있고, 저장조(111) 내에서 액체(107)의 순환 및 혼합을 촉진하는 것을 또한 도울 수 있다.
도 2에 더욱 도시된 것과 같이, 기판 코팅 장치(101)는 용기(109)에 대하여 회전 가능하도록 장착된 롤러(227)를 더 포함할 수 있다. 드라이브 메커니즘(229)이 롤러(227)의 회전 축(233)을 따라 연장되는 회전 샤프트(231)에 연결될 수 있다. 드라이브 메커니즘(229)은 회전축(233)(도 3을 보라)에 대한 방향(123)으로 롤러(227)를 회전시키도록 회전 샤프트(231)에 토크를 인가할 수 있다. 드라이브 메커니즘(229)은 커플링에 의해 회전 샤프트(231)에 직접적으로 연결되거나 드라이브 벨트 또는 드라이브 체인에 의해 회전 샤프트에 간접적으로 연결될 수 있는 드라이브 모터를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 단일 드라이브 모터가 제공될 수 있으며, 하나 이상의 드라이브 벨트들 또는 드라이브 체인들이 각각 개별적인 회전축(233)에 대하여 동일한 회전 속도로 복수의 롤러들(227)을 동시에 회전시킨다. 대안적으로, 개별적인 드라이브 모터들이 각각의 개별적인 회전 샤프트(231)와 연관되어, 서로에 대하여 롤러들(227)의 독립적인 회전을 허용할 수 있다.
도 2에 더욱 도시된 것과 같이, 일부 실시예들에서, 롤러(227)의 회전축(233)은 제1 엔드부(111a)로부터 제2 엔드부(111b)까지의 방향(213)으로 연장될 수 있다. 그럼으로써, 롤러는 제1 엔드부(111a)로부터 제2 엔드부(111b)까지 흐르는 액체의 방향(213)으로 배향된 롤러의 제1 엔드부(227a)와 제2 엔드부(227b) 사이에서 롤러(227)의 길이와 함께 배향될 수 있다. 도시된 바와 같이, 이러한 롤러(227)의 길이 방향 배향은, 방향(213)으로의 액체 흐름에 대한 저항성을 최소화할 수 있다. 더욱이, 도 3에 도시된 것과 같이, 롤러(227)의 제1 측에서의 자유 표면(205a)은 롤러(227)의 제2 측에서의 자유 표면(205b)과 동일하거나 대략 동일한 고도에서 유지될 수 있다. 동일하거나 대략 동일한 고도에서 유지되는 자유 표면들(205a, 205b)을 제공하는 것은 저장조(111)로부터 기판(105)의 제1 주 표면(103a)까지 액체(107)를 리프팅하는 롤러의 기능성을 향상시킬 수 있다.
도 2에 도시된 것과 같이, 롤러(227)의 외주(235)는 다공성 물질에 의해 정의될 수 있다. 다공성 물질은 페쇄-셀(closed-cell) 다공성 물질을 포함할 수 있으나, 개방-셀 다공성 물질은 저장조(111)로부터 기판(105)의 제1 주 표면(103a)까지 액체 전달 속도를 향상시키기 위하여 일정량의 액체를 즉각적으로 흡수할 수 있다. 롤러(227)의 외주(235)를 정의하는 물질은 폴리우레탄, 폴리프로필렌 또는 다른 물질로부터 형성된 강성 또는 유연성 물질을 포함할 수 있다. 더욱이, 일부 실시예들에서, 롤러(227)의 외주가 포어들 또는 다른 표면 불연속성들 없이 평탄할 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 롤러(227)의 외주는 톱니들(detents), 그루브들, 마디들(knurls), 또는 다른 표면 패턴들로 패터닝될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 외주는 직물의 롤러 냅을 포함할 수 있고, 파이버들, 강모들(bristles), 또는 필라멘트들과 같은 함유물들을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 롤러(227)는 전체 롤러를 통틀어 연속적인 조성 및 구성의 모노리식 실린더를 포함할 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 도시된 것과 같이, 롤러(227)는 이너 코어(23)와, 롤러(227)의 외주(235)를 정의하는 이너 코어(237) 상에 배치되는 아우터층(239)을 포함할 수 있다. 도시된 것과 같이, 이너 코어(237)는 속이 찬 이너 코어를 포함할 수 있으나, 추가적인 실시예들에서 속이 빈 이너 코어가 제공될 수도 있다. 이너 코어는 롤러(227)를 회전시키기 위한 토크의 전달을 용이하게 할 수 있는 한편, 아우터층(239)은 저장조로부터 액체(107)의 요구되는 리프팅과, 기판(105)의 제1 주 표면(103a) 상에서 액체의 코팅을 제공하도록 설계된 물질로 제조될 수 있다.
도 3을 참조하면, 롤러(227)의 직경(307)은 약 20 mm 내지 약 50 mm일 수 있으나, 추가적인 실시예들에서 다른 직경들을 갖는 롤러들이 제공될 수 있다. 더욱 도시된 것과 같이, 롤러(227)의 외주(235)의 일부분(309)은 액체의 조절 가능한 깊이 내에서 배치될 수 있고, 0.5 mm부터 롤러(227)의 직경(307)의 50%까지인, 자유 표면(205) 아래의 침지 깊이(Ds)까지 연장될 수 있다. 일부 실시예들에서, 침지 깊이(Ds)는 약 0.5 mm 내지 10 mm와 같이, 약 0.5 mm 내지 약 25 mm일 수 있으나, 추가적인 실시예들에서 다른 침지 깊이들이 제공될 수 있다. 침지 깊이(Ds)는 이러한 어플리케이션의 목적들을 위하여, 롤러(227)의 하부가 자유 표면(205) 아래로 연장되는 깊이로 고려된다. 도 3에 도시된 것과 같이, 침지 깊이(Ds)는 최대 깊이 면(311)이 자유 표면(205)으로부터 오프셋되는 거리이고, 여기에서 최대 깊이 면(311)은 자유 표면(205)과 평행하고, 도시된 원형 실린더 롤러(227)의 최저 저점에 대하여 접선으로(tangent) 연장된다.
도 3 및 도 5에 더욱 도시된 것과 같이, 롤러(227)는 접촉각들(A1, A2)의 넓은 각도에서 액체(107)와 접촉한다. 일부 실시예들에서, 접촉각(A1, A2)은 저장조(111)로부터 기판(105)의 제1 주 표면(103a)까지 요구되는 액체 전달 속도들을 제공하기 위하여 90˚부터 180˚ 미만까지일 수 있다. 이러한 어플리케이션의 목적들을 위하여, 접촉각은 기판의 제1 주 표면(103a)을 향한 방향(315)과 대면하고, 접촉면(313)과 롤러(227)의 회전축(233)을 관통하는 수직면(305) 사이의 각도로 고려된다. 본 개시의 목적들을 위하여, 접촉면(313)은 회전축(233)과, 자유 표면(205)의 고도의 연장선(317)과 롤러(227)의 외주(235)의 교차선(319)과 교차하는 면으로 고려된다. 실제로, 도 3 및 도 5에 도시된 것과 같이, 자유 표면(205)의 연장선(317)은 교차선(319)에서 롤러(227)의 외주(235)와 교차한다. 접촉면(313)은 교차선(319) 및 회전축(233)을 포함하는 면으로 고려된다. 도 3에 도시된 것과 같이, 자유 표면(205a, 205b)은 롤러(227)의 각각의 측 상에서 동일할 수 있다. 따라서, 롤러(227)의 각각의 측에서의 접촉각은 서로와 동일할 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 만약 자유 표면들(205a, 205b)이 다른 고도들에 있다면, 2개의 다른 접촉각들이 롤러(227)의 각각의 측 상에 제공될 수 있다.
기판(105)의 코팅 방법들이 이제 설명될 것이다. 기판(105)의 코팅 방법은 용기(109)의 저장조(111)를 액체(107)(예를 들어, 에천트)로 채우는 단계를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 저장조(111)를 채우는 단계는 인렛 포트(208a)를 통해 액체를 도입하는 단계를 포함할 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 펌프(115)는 인렛 도관(119)을 통해 공급 탱크(117)로부터 인렛 포트(208a)까지 액체를 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 용기(109)의 저장조(111)는 롤러(227)를 사용하여 제1 주 표면(103a)으로 전달된 액체로 기판(105)의 제1 주 표면(103a)을 코팅하는 한편 액체(107)로 연속적으로 채워질 수 있다.
기판(105)의 코팅 방법들은 또한 접촉각(A1, A2)에서 롤러(227)의 외주(235)의 일부분을 액체(107)와 접촉시키는 단계를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 도 3 및 도 5에 도시된 것과 같이, 접촉각은 90˚부터 180˚ 미만까지일 수 있다. 방법들은 또한 액체(107)의 자유 표면(205)의 고도를 변화시키는 단계를 포함할 수 있다. 본 어플리케이션의 목적들로서, 도 4를 참조하면, 액체(107)의 자유 표면(205)의 고도(E)는 임의의 가능한 조절된 고도에서 자유 표면(205)의 고도보다 더 낮은 기준 고도(401)에 대한 것으로 여겨진다. 자유 표면(205)의 임의의 조절된 고도가 항상 해수면 레벨 위에 위치하는 실시예들에서, 기준 고도(401)는 선택적으로 해수면 레벨로서 인식될 수 있다.
고도를 변화시키는 방법들은 광범위한 방식들로 달성될 수 있다. 예를 들어, 자유 표면(205)의 고도(E)를 변화시키는 단계는 저장조(111)를 (예를 들어, 인렛 포트(208a)에 의해) 채우는 유입 액체의 채움 속도를 변화시키는 단계, 및/또는 저장조를 떠나는(예를 들어, 조절 가능한 댐(201)에 의해) 유출 액체의 출구 속도를 변화시키는 단계를 포함할 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 액체 고도(E)의 더 높은 레벨 변화 정도를 갖는 증가된 응답 시간은 조절 가능한 댐(201)에 의해 달성될 수 있다. 따라서, 본 개시의 임의의 실시예들은 조절 가능한 댐(201)을 조절함에 의해 액체 고도(E)를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
조절 가능한 댐(201)을 사용하여 액체 고도(E)를 변화시키는 방법은 저장조를 연속적으로 채우는 단계와 같이 저장조를 채우는 한편, 액체의 자유 표면(205)이 조절 가능한 댐(201)의 상부 에지(203) 상으로 연장되는 것을 포함할 수 있다. 저장조(111)로부터의 일정량의 액체(210)는 조절 가능한 댐(201)의 상부 에지(203) 상으로 연속적으로 부어진다. 도 2에 도시된 자유 표면(205)의 고도를 급격하게 감소시키기 위하여, 상부 에지(203)가 도 2에 도시된 상부 위치로부터 도 4에 도시된 하부 위치까지 이동하는 것을 유발하기 위하여, 액츄에이터(241)가 하향 방향(243)으로 조절 가능한 댐(201)을 수축시킬 수 있다. 조절 가능한 댐(201)의 상대적으로 빠른 수축에 응답하여, 자유 표면(205)의 고도는 도 4에 도시된 고도(E)까지 빠르게 낮아질 수 있다.
도 4를 참조하면, 자유 표면(205)의 고도(E)를 증가시키기 위한 요구가 존재한다면, 액츄에이터(241)는 도 5에 도시된 하부 위치에서 도 2에 도시된 상부 위치까지 상향 방향(403)으로 조절 가능한 댐(201)을 연장할 수 있다. 결과적으로, 저장조 내로(예를 들어, 인렛 포트(208a)에 의해) 액체(107)를 연속적으로 채우는 것은 저장조(111)를 채우기를 계속하고, 정적 상태가 얻어질 때까지 액체(107)의 자유 표면(205)의 고도(E)를 증가시키며, 액체는 도 2에 도시된 것과 같이 조절 가능한 댐(201) 상으로 연속적으로 부어진다.
자유 표면의 고도(E)를 변화시키는 것은 결과적으로 접촉각(A1, A2)을 변화시킨다. 실제로, 도 2에 도시된 상부 위치까지 조절 가능한 댐(201)을 연장하는 것은 도 3에 도시된 A1까지 접촉각을 감소시키기 위하여 자유 표면(205)의 고도(E)를 증가시킨다. 상대적으로 작은 접촉각(A1)은 저장조(111)로부터 기판(105)의 제1 주 표면(103a)까지 액체 전달의 상대적으로 높은 속도를 제공할 수 있다. 반면에, 조절 가능한 댐(201)을 도 4에 도시된 하부 위치까지 수축시키는 것은 도 5에 도시된 A2까지 접촉각을 증가시키기 위하여 자유 표면(205)의 고도(E)를 감소시킨다. 상대적으로 큰 접촉각(A2)은 저장조(111)로부터 기판(105)의 제1 주 표면(103a)까지 액체 전달의 상대적으로 낮은 속도를 제공할 수 있다.
상기 방법은 또한 저장조(111)로부터 기판(105)의 제1 주 표면(103a)까지 액체를 전달하기 위하여 회전축(233) 주위로 롤러(227)를 회전시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 것과 같이, 예를 들어 롤러(227)는 방향(113)으로 기판(105)의 병진을 촉진하기 위하여 방향(123)으로 회전할 수 있는 한편, 전달된 액체(321)가 저장조(111)로부터 리프팅되어, 전달된 액체(321)의 층(323)으로 기판(105)의 제1 주 표면(103a)와 접촉하고 이에 의해 코팅하도록 할 수 있다. 도시된 실시예에서, 기판(105)의 제1 주 표면(103a)은 액체(107)의 자유 표면(205) 상에서 이격될 수 있고 자유 표면(205)과 대면한다. 추가적인 실시예들에서, 롤러(227)는 기판(105)의 제1 주 표면(103a)과 기계적으로 접촉하지 않을 수 있다. 오히려, 도 3에 도시된 것과 같이, 전달 액체의 일부분(325)이 기판(105)을 롤러(227)와의 접촉으로부터 이격시키는 한편, 액체(321)를 저장조(111)로부터 기판(105)의 제1 주 표면(103a)까지 전달시킬 수 있다. 결과적으로, 기판(105)이 코팅되고 방향(113)을 따라 병진될 수 있을 때, 기판(105)은 각각의 롤러(227) 상의 전달 액체의 일부분들(325) 상에서 부유할 수 있다.
위에서 제시된 것과 같이, 액체 전달의 속도는 접촉각을 감소시키기 위하여 조절 가능한 댐(201)의 상부 에지(203)를 상승시킴에 의해 증가될 수 있다. 실제로, 도 2에 도시된 연장된 위치에서, 조절 가능한 댐(201)은 도 2 및 도 3에 도시된 고도까지 자유 표면이 상승하는 것을 유발한다. 도 3에 도시된 감소된 접촉각(A1)에서, 롤러(227)의 외주(235) 상에 리프팅되는 전달 액체(321)의 층의 막 두께(F)는 더 높은 접촉각들에 비교하여 상대적으로 두꺼울 수 있다. 그럼으로써, 도 3에 도시된 것과 같이, 전달 액체(321)의 증가된 전달 속도는 저장조(111)로부터 기판(105)의 제1 주 표면(103a)까지 달성될 수 있다. 이러한 예시들에서, 도 3에 도시된 것과 같이, 전달된 액체(321)의 상대적으로 두꺼운 층(323)이 기판(105)의 제1 주 표면(103a) 상에 코팅될 수 있다.
위에서 더욱 제시된 것과 같이, 접촉각을 증가시키기 위하여 조절 가능한 댐(201)의 상부 에지(203)를 낮춤에 의해 액체 전달의 속도가 감소될 수 있다. 실제로, 도 4에 도시된 수축된 위치에서, 조절 가능한 댐(201)은 도 4 및 도 5에 도시된 고도까지 자유 표면이 낮아지는 것을 유발한다. 도 5에 도시된 증가된 접촉각(A2)에서, 롤러(227)의 외주(235) 상에 리프팅되는 전달 액체(321)의 층의 막 두께(F)는 더 작은 접촉각들에 비교하여 상대적으로 얇을 수 있다. 그럼으로써, 도 5에 도시된 것과 같이, 전달 액체(321)의 감소된 전달 속도는 저장조(111)로부터 기판(105)의 제1 주 표면(103a)까지 달성될 수 있다. 이러한 예시들에서, 도 5에 도시된 것과 같이, 전달된 액체(321)의 상대적으로 얇은 층(323)이 기판(105)의 제1 주 표면(103a) 상에 코팅될 수 있다.
전달 액체의 전달 속도를 증가시키거나 감소시키는 것은 기판(105)의 다른 부분들의 선택적인 코팅을 허용하게 하는 데 이점이 있을 수 있다. 예를 들어, 도 6 내지 도 11은 액체 전달의 속도를 감소시키는 단계가 롤러(227)에 접근하는 기판(105)의 트레일링 엔드(105b)에 응답하여 수행될 수 있는 예시들을 보여준다. 도 6 내지 도 11에 개략적으로 도시된 것과 같이, 기판 코팅 장치(101)는 방향(113)으로 이동하는 기판(105)의 이동 경로를 따라 서로로부터 이격된 복수의 센서들(601, 701, 801, 901, 1001)을 포함할 수 있다. 도 6에 도시된 것과 같이, 트레일링 엔드(105b)는 제1 센서(601)에 접근하고 이에 의해 최종적으로 감지될 수 있다. 제1 센서(601)는 이후 컨트롤러(125)(도 1을 보라)에 통신 경로를 통해 신호를 송신할 수 있다. 그 응답으로서, 컨트롤러(125)는 제1 용기(109a)의 조절 가능한 댐(201)을 도 2에서 도시된 위치로부터 하향 방향(243)으로, 도 4에서 도시된 수축된 위치까지 수축하는 신호를 액츄에이터(241)에게 송신할 수 있다. 그 응답으로서, 제1 용기(109a) 내에서 액체(107)의 자유 표면(205)의 고도(E)가 도 6에 도시된 고도로부터 도 7에 도시된 고도까지 급격하게 떨어진다. 고도(E)의 급격한 하락에 기인하여, 접촉각이 증가하고(예를 들어, A2까지), 이에 의해 트레일링 엔드(105b)가 제1 용기(109a)와 연관된 롤러(227) 상으로 통과함에 따라 저장조(111)로부터 기판의 제1 주 표면(103a)까지 전달 액체(321)가 리프팅되는 속도가 감소한다. 전달 액체(321)의 전달 속도의 감소는, 트레일링 엔드(105b)가 제1 용기(109a)와 연관된 롤러(227) 상으로 통과함에 따라 기판(105)의 제2 주 표면(103b) 상에 원치 않게 떨어질 수 있는 액체의 튐을 감소시킬 수 있다. 그럼으로써, 롤러는 제1 주 표면(103a)의 롤러들에 의해 적합한 코팅을 제공하기 위하여 상대적으로 작은 접촉각(A1)과 연관된 전달 액체(321)의 증가된 전달 속도를 제공하는 한편, 또한 기판(105)의 제2 주 표면(103b)에 액체의 원치 않는 튐을 방지하기 위하여 트레일링 엔드(105b)가 롤러 상으로 통과함에 따라 롤러(227)에 의해 전달 액체(321)가 리프팅되는 속도를 감소시키기 위하여 상대적으로 큰 접촉각(A1)을 제공할 수 있다.
도 7에 도시된 것과 같이, 트레일링 엔드(105b)는 제2 센서(701)에 접근하고 이에 의해 최종적으로 감지될 수 있다. 제2 센서(701)는 이후 컨트롤러(125)에 통신 경로를 통해 신호를 송신할 수 있다. 그 응답으로서, 컨트롤러(125)는 제2 용기(109b)의 조절 가능한 댐(201)을 도 2에서 도시된 위치로부터 하향 방향(243)으로, 도 4에서 도시된 수축된 위치까지 수축하는 신호를 액츄에이터(241)에게 송신할 수 있다. 그 응답으로서, 제2 용기(109b) 내에서 액체(107)의 자유 표면(205)의 고도(E)가 도 7에 도시된 고도로부터 도 8에 도시된 고도까지 급격하게 떨어진다. 고도(E)의 급격한 하락에 기인하여, 접촉각이 증가하고(예를 들어, A2까지), 이에 의해 트레일링 엔드(105b)가 제2 용기(109b)와 연관된 롤러(227) 상으로 통과함에 따라 저장조(111)로부터 기판의 제1 주 표면(103a)까지 전달 액체(321)가 리프팅되는 속도가 감소한다. 전달 액체(321)의 전달 속도의 감소는, 트레일링 엔드(105b)가 제2 용기(109b)와 연관된 롤러(227) 상으로 통과함에 따라 제2 주 표면(103b) 상에 원치 않게 떨어질 수 있는 액체의 튐을 감소시킬 수 있다.
유사한 방식으로, 도 8 내지 도 11에 도시된 것과 같이, 트레일링 엔드(105b)는 센서들(801, 901, 1001)에 접근하고 이에 의해 최종적으로 감지될 수 있다. 센서들(801, 901, 1001)은 이후 컨트롤러(125)에 통신 경로들을 통해 대응되는 신호들을 송신할 수 있다. 각각의 순차적 신호에 대한 응답으로서, 컨트롤러(125)는 제3, 제4 및 제5 용기들(109c, 109d, 109e) 각각과 연관된 액츄에이터(241)에 제3, 제4, 및 제5 용기들(109c, 109d, 109e)의 조절 가능한 댐들(201)을 순차적으로 수축시키기 위한 순차적 신호들을 각각 송신할 수 있다. 조절 가능한 댐들(201)은 이후 도 2에 도시된 위치로부터 도 4에 도시된 수축된 위치까지 하향 방향(243)으로 순차적으로 수축될 수 있다. 그 응답으로서, 액체(107)의 자유 표면(205)의 고도(E)가 제3, 제4, 및 제5 용기들 내에서 순차적으로 급격하게 떨어진다. 고도(E)의 급격한 하락에 기인하여, 접촉각이 증가하고(예를 들어, A2까지), 이에 의해 기판(105)의 트레일링 엔드(105b)가 각각의 순차적인 용기(109c, 109d, 109e)와 연관된 각각의 순차적인 롤러(227) 상으로 통과함에 따라 저장조(111)로부터 기판의 제1 주 표면(103a)까지 전달 액체(321)가 리프팅되는 속도가 감소한다. 전달 액체(321)의 전달 속도의 감소는, 트레일링 엔드(105b)가 각각의 용기들(109c, 109d, 109e)과 연관된 대응되는 롤러(227) 상으로 통과함에 따라 제2 주 표면(103b) 상에 원치 않게 떨어질 수 있는 액체의 튐을 감소시킬 수 있다.
도시되지는 않았지만, 일단 기판(105)의 트레일링 엔드(105b)가 롤러(227) 상으로 통과하면, 방향(113)에 반대되는 방향으로 기판의 반환을 위한 준비에서 또는 새로운 기판을 수취하기 위한 준비에서, 증가된 액체 전달 속도를 제공하기 위하여, 액체의 자유 표면(205)의 고도를 상승시키도록 조절 가능한 댐(201)은 다시 도 4에 도시된 위치까지 연장될 수 있다. 실제로, 기판(103)의 제1 주 표면(103a)의 요구되는 코팅 또는 처리를 달성하기 위하여 기판은 방향(113)을 따라, 및 방향(113)에 반대되는 방향으로 앞뒤로 통과될 수 있다. 식각 어플리케이션들에서, 요구되는 레벨의 식각이 달성될 때까지 각각의 통과 동안에(가능한 린싱 또는 다른 공정 중간 단계들과 함께) 추가적인 식각을 제공하기 위하여 각각의 연속적인 통과 동안에 새로운 에천트가 적용될 수 있다.
다양한 실시예들이 이들의 특정한 도시적이고 세부적인 예시들에 대하여 상세하게 설명되었지만, 뒤따르는 청구항들의 범위로부터 벗어나지 않고 개시된 특징들의 다수의 변형들 및 조합들이 가능하기 때문에, 본 개시는 이러한 것에 제한되는 것으로 고려되어서는 안된다는 점이 이해되어야 한다.

Claims (38)

  1. 기판 코팅 장치로서,
    저장조(reservoir)와, 상기 저장조의 조절 가능한 깊이(adjustable depth)를 정의하는 조절 가능한 댐을 포함하는 용기; 및
    상기 용기에 대하여 회전 가능하도록 장착된 롤러로서, 상기 롤러의 외주(outer periphery)의 일부분이 상기 저장조의 상기 조절 가능한 깊이 내에 배치된, 롤러를 포함하는 기판 코팅 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 저장조 내에 배치되는 액체로서, 상기 액체의 자유 표면이 상기 조절 가능한 댐의 상부 에지 상으로 연장되고, 상기 롤러가 접촉각으로 상기 액체와 접촉하는, 액체를 포함하는 기판 코팅 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    액체는 에천트를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 코팅 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 조절 가능한 댐을 조절하는 것은 상기 자유 표면의 고도(elevation)를 변화시키는 것을 특징으로 하는 기판 코팅 장치.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 접촉각은 90˚부터 180˚ 미만까지인 것을 특징으로 하는 기판 코팅 장치.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 롤러의 상기 외주의 상기 일부분은 상기 자유 표면 아래로 0.5 mm부터 상기 롤러의 직경의 50%까지인 침지 깊이(submerged depth)까지 연장되는 것을 특징으로 하는 기판 코팅 장치.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 롤러의 직경은 약 20 mm 내지 약 50 mm인 것을 특징으로 하는 기판 코팅 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 롤러의 상기 외주는 다공성(porous) 물질에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 기판 코팅 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 저장조는 제1 엔드부와 상기 제1 엔드부에 반대되는 제2 엔드부를 포함하고,
    상기 제2 엔드부는 상기 조절 가능한 댐에 의해 적어도 부분적으로 정의되는 것을 특징으로 하는 기판 코팅 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 조절 가능한 댐의 조절된 위치에 대응되는 상기 저장조의 깊이는 상기 제1 엔드부로부터 상기 제2 엔드부까지의 방향으로 증가하는 것을 특징으로 하는 기판 코팅 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 롤러의 회전축은 상기 제1 엔드부로부터 상기 제2 엔드부까지의 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 기판 코팅 장치.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 저장조의 상기 제1 엔드부 내로 열리는 인렛 포트를 더 포함하는 기판 코팅 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 저장조의 상기 제2 엔드부 내로 열리는 아웃렛 포트를 더 포함하는 기판 코팅 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 조절 가능한 댐은 아웃렛 포트와 상기 인렛 포트 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 기판 코팅 장치.
  15. 기판의 코팅 방법으로서,
    용기의 저장조를 액체로 채우는 단계;
    롤러의 외주의 일부분을 접촉각으로 상기 액체와 접촉시키는 단계;
    상기 접촉각을 변화시키기 위하여 상기 저장조 내에서 상기 액체의 자유 표면의 고도를 변화시키는 단계; 및
    상기 저장조로부터 상기 기판의 주 표면까지 액체를 전달하기 위하여 회전축 주위로 상기 롤러를 회전시키는 단계를 포함하는 기판의 코팅 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 롤러를 회전시키는 단계는 상기 저장조로부터 전달된 상기 액체를 상기 기판의 상기 주 표면과 접촉시키도록 리프팅하는 것을 특징으로 하는 기판의 코팅 방법.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 기판의 상기 주 표면은 상기 자유 표면 위에서 이격되고 상기 자유 표면과 대면하는 것을 특징으로 하는 기판의 코팅 방법.
  18. 제15항 내지 제17항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 접촉각은 90˚부터 180˚ 미만까지인 것을 특징으로 하는 기판의 코팅 방법.
  19. 제15항 내지 제18항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 저장조로부터 상기 기판의 상기 주 표면까지 상기 액체를 전달하는 동안 상기 전달 액체의 일부분은 상기 기판을 상기 롤러와의 접촉으로부터 이격시키는(spaces) 것을 특징으로 하는 기판의 코팅 방법.
  20. 제15항 내지 제19항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 자유 표면의 상기 고도를 변화시키는 단계는 조절 가능한 댐의 높이를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 코팅 방법.
  21. 제15항 내지 제19항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 접촉각을 감소시키도록 조절 가능한 댐의 상부 에지를 상승시킴에 의해 상기 액체 전달의 속도를 증가시키는 단계를 더 포함하는 기판의 코팅 방법.
  22. 제15항 내지 제19항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 접촉각을 증가시키도록 조절 가능한 댐의 상부 에지를 낮춤에 의해 상기 액체 전달의 속도를 감소시키는 단계를 더 포함하는 기판의 코팅 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 액체 전달의 상기 속도를 감소시키는 단계는 상기 롤러에 접근하는 상기 기판의 트레일링 엔드(trailing end)에 응답하여 수행되는 것을 특징으로 하는 기판의 코팅 방법.
  24. 제20항 내지 제23항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 저장조로부터의 일정량의 상기 액체가 상기 조절 가능한 댐의 상기 상부 에지를 넘어 연속적으로 넘치는(spill) 것을 특징으로 하는 기판의 코팅 방법.
  25. 제15항 내지 24항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 자유 표면의 상기 고도를 변화시키는 단계는 상기 저장조를 채우는 유입 액체의 채움 속도를 변화시키는 단계 및 상기 저장조를 떠나는 유출 액체의 출구 속도를 변화시키는 단계 중 어느 하나 또는 모두를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 코팅 방법.
  26. 제15항 내지 제25항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 기판은 유리를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 코팅 방법.
  27. 제15항 내지 제26항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 액체는 에천트를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 코팅 방법.
  28. 기판의 코팅 방법으로서,
    용기의 저장조를 액체로 채우는 단계로서, 상기 액체의 자유 표면이 조절 가능한 댐의 상부 에지 위로 연장되고, 상기 저장조로부터의 일정량의 상기 액체가 상기 조절 가능한 댐의 상기 상부 에지를 넘어 연속적으로 넘치는, 용기의 저장조를 채우는 단계;
    롤러의 외주의 일부분을 접촉각으로 상기 액체와 접촉시키는 단계;
    상기 접촉각을 변화시키기 위하여 상기 저장조 내에서 상기 액체의 상기 자유 표면의 고도를 변화시키도록 상기 조절 가능한 댐의 상기 상부 에지를 조절하는 단계; 및
    상기 저장조로부터 상기 기판의 주 표면까지 액체를 전달하기 위하여 회전축 주위로 상기 롤러를 회전시키는 단계를 포함하는 기판의 코팅 방법.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 롤러를 회전시키는 단계는 상기 저장조로부터 전달된 액체를 상기 기판의 상기 주 표면과 접촉시키도록 리프팅하는 것을 특징으로 하는 기판의 코팅 방법.
  30. 제28항 또는 제29항에 있어서,
    상기 기판의 상기 주 표면은 상기 자유 표면 위에서 이격되고 상기 자유 표면과 대면하는 것을 특징으로 하는 기판의 코팅 방법.
  31. 제28항 내지 제30항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 접촉각은 90˚부터 180˚ 미만까지인 것을 특징으로 하는 기판의 코팅 방법.
  32. 제28항 내지 제31항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 저장조로부터 상기 기판의 상기 주 표면까지 상기 액체를 전달하는 동안 상기 전달 액체의 일부분은 상기 기판을 상기 롤러와의 접촉으로부터 이격시키는(spaces) 것을 특징으로 하는 기판의 코팅 방법.
  33. 제28항 내지 제32항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 접촉각을 감소시키도록 상기 조절 가능한 댐의 상기 상부 에지를 상승시킴에 의해 상기 액체 전달의 속도를 증가시키는 단계를 더 포함하는 기판의 코팅 방법.
  34. 제28항 내지 제32항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 접촉각을 증가시키도록 상기 조절 가능한 댐의 상기 상부 에지를 낮춤에 의해 상기 액체 전달의 속도를 감소시키는 단계를 더 포함하는 기판의 코팅 방법.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 액체 전달의 상기 속도를 감소시키는 단계는 상기 롤러에 접근하는 상기 기판의 트레일링 엔드(trailing end)에 응답하여 수행되는 것을 특징으로 하는 기판의 코팅 방법.
  36. 제28항 내지 제35항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 자유 표면의 상기 고도를 변화시키는 단계는 상기 저장조를 채우는 유입 액체의 채움 속도를 변화시키는 단계 및 상기 저장조를 떠나는 유출 액체의 출구 속도를 변화시키는 단계 중 어느 하나 또는 모두를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 코팅 방법.
  37. 제28항 내지 제36항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 기판은 유리를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 코팅 방법.
  38. 제28항 내지 제37항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 액체는 에천트를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 코팅 방법.
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