KR20190143825A - 코팅기용 분배 노즐 - Google Patents

코팅기용 분배 노즐 Download PDF

Info

Publication number
KR20190143825A
KR20190143825A KR1020190073474A KR20190073474A KR20190143825A KR 20190143825 A KR20190143825 A KR 20190143825A KR 1020190073474 A KR1020190073474 A KR 1020190073474A KR 20190073474 A KR20190073474 A KR 20190073474A KR 20190143825 A KR20190143825 A KR 20190143825A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
dispensing
dispensing nozzle
valve element
nozzle
coating material
Prior art date
Application number
KR1020190073474A
Other languages
English (en)
Inventor
메키아스 카더
Original Assignee
수스 마이크로텍 리소그라피 게엠바하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 수스 마이크로텍 리소그라피 게엠바하 filed Critical 수스 마이크로텍 리소그라피 게엠바하
Publication of KR20190143825A publication Critical patent/KR20190143825A/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/02Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work
    • B05C5/0225Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work characterised by flow controlling means, e.g. valves, located proximate the outlet
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/30Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages
    • B05B1/3033Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages the control being effected by relative coaxial longitudinal movement of the controlling element and the spray head
    • B05B1/304Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages the control being effected by relative coaxial longitudinal movement of the controlling element and the spray head the controlling element being a lift valve
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/30Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages
    • B05B1/3033Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages the control being effected by relative coaxial longitudinal movement of the controlling element and the spray head
    • B05B1/304Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages the control being effected by relative coaxial longitudinal movement of the controlling element and the spray head the controlling element being a lift valve
    • B05B1/3046Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages the control being effected by relative coaxial longitudinal movement of the controlling element and the spray head the controlling element being a lift valve the valve element, e.g. a needle, co-operating with a valve seat located downstream of the valve element and its actuating means, generally in the proximity of the outlet orifice
    • B05B1/306Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages the control being effected by relative coaxial longitudinal movement of the controlling element and the spray head the controlling element being a lift valve the valve element, e.g. a needle, co-operating with a valve seat located downstream of the valve element and its actuating means, generally in the proximity of the outlet orifice the actuating means being a fluid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/08Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means
    • B05B12/085Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means responsive to flow or pressure of liquid or other fluent material to be discharged
    • B05B12/087Flow or presssure regulators, i.e. non-electric unitary devices comprising a sensing element, e.g. a piston or a membrane, and a controlling element, e.g. a valve
    • B05B12/088Flow or presssure regulators, i.e. non-electric unitary devices comprising a sensing element, e.g. a piston or a membrane, and a controlling element, e.g. a valve the sensing element being a flexible member, e.g. membrane, diaphragm, bellows
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C11/00Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/10Storage, supply or control of liquid or other fluent material; Recovery of excess liquid or other fluent material
    • B05C11/1039Recovery of excess liquid or other fluent material; Controlling means therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/02Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work
    • B05C5/0225Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work characterised by flow controlling means, e.g. valves, located proximate the outlet
    • B05C5/0237Fluid actuated valves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/02Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work
    • B05C5/0254Coating heads with slot-shaped outlet
    • B05C5/0258Coating heads with slot-shaped outlet flow controlled, e.g. by a valve
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/02Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work
    • B05C5/027Coating heads with several outlets, e.g. aligned transversally to the moving direction of a web to be coated
    • B05C5/0275Coating heads with several outlets, e.g. aligned transversally to the moving direction of a web to be coated flow controlled, e.g. by a valve
    • B05C5/0279Coating heads with several outlets, e.g. aligned transversally to the moving direction of a web to be coated flow controlled, e.g. by a valve independently, e.g. individually, flow controlled
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/32Details
    • F16K1/34Cutting-off parts, e.g. valve members, seats
    • F16K1/36Valve members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K23/00Valves for preventing drip from nozzles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/12Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
    • F16K31/122Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a piston
    • F16K31/1225Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a piston with a plurality of pistons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K41/00Spindle sealings
    • F16K41/10Spindle sealings with diaphragm, e.g. shaped as bellows or tube
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017Apparatus for fluid treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/28Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with integral means for shielding the discharged liquid or other fluent material, e.g. to limit area of spray; with integral means for catching drips or collecting surplus liquid or other fluent material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/08Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)

Abstract

본 발명은 기판에 코팅을 도포하기 위한 분배 노즐(1)로서, 밸브 시트(16)와, 분배 노즐(1)의 코팅 소재 유입구(2)와 코팅 소재 배출구(3) 사이의 연결부를 폐쇄하도록 밸스 요소(14)가 밸브 시트(16)와 상호동작하는 폐쇄된 위치와 이 연결부가 개방되는 개방 위치 사이에서 변위되게 되는 밸브 요소(14)를 가지며, 전방 위치와 후방 위치 사이에서 변위되게 되는 후퇴 요소(24)를 더 가지며, 후퇴 요소(24)는 밸브 요소(16)의 하류의 분배 노즐(1)의 분배 채널(18)과 유체 연통하는, 분배 노즐(1)에 관한 것이다.

Description

코팅기용 분배 노즐{DISPENSING NOZZLE FOR A COATER}
본 발명은 기판, 특히 웨이퍼에 코팅을 도포하기 위한 분배 노즐에 관한 것이다.
반도체 칩 및 MEMS의 제조에 있어서, 기판(웨이퍼)에, 처리되며 기판 처리를 돕는 코팅을 도포하는 것이 알려져 있다. 원하는 양의 코팅을 웨이퍼의 표면에 정확하게 도포하는 것이 중요하며, 이는 공차가 그래야 하는 것보다 더 높거나 낮은 코팅의 두께를 야기할 것이기 때문이다. 또한, 코팅을 기판에 도포하는 공정이 종료한 후 분배 노즐로부터 코팅 소재 방울(drop)이 분리되는 것을 방지해야 한다. 그러한 코팅 소재 방울은, 가능한 평면이어야 하는 코팅의 표면의 상당한 장애를 야기할 것이다.
코팅의 도포가 종료한 후 분배 노즐로부터 코팅 소재 방울이 분리되는 것을 방지하고자 여러 시도가 있었다. 널리 사용된 접근법은 분배 노즐에 연결되는 진공 배관을 사용하여, 특정 볼륨의 코팅 소재가, 코팅 소재를 도포하는 공정을 정지한 후 분배 노즐 내에 "흡입"될 수 있게 하는 것이다. 그로 인해, 분배 노즐의 배출구에서 소위 메니스커스(meniscus)를 형성하여, 방울이 이 배출구에 형성되는 것을 방지하며 분배 노즐로부터 떨어지는 것을 방지한다.
이 해법이 갖는 문제는, 기판에 공급된 코팅 소재 양의 정밀한 계량을 방해하는 것이며, 이는 이전 코팅 단계의 끝에서 얼마나 많은 코팅 소재가 분배 노즐에 "흡입"되는지를 적절히 제어할 수 없어서, 후속하는 코팅 단계에서 도포될 코팅 소재를 정밀하게 계량하는 것이 어렵기 때문이다.
본 발명의 목적은, 분배 단계의 종료 후 코팅 소재 방울이 분배 노즐로부터 의도치 않게 분리되는 것을 신뢰할 만하게 방지하는 동시에, 코팅 소재가 분배 노즐로 계량될 수 있는 정밀도를 개선하는 것이다.
이를 위해, 본 발명은 기판에 코팅을 도포하기 위한 분배 노즐로서, 밸브 시트와, 분배 노즐의 코팅 소재 유입구와 코팅 소재 배출구 사이의 연결부를 폐쇄하도록 밸브 요소가 밸브 시트와 상호동작하는 폐쇄된 위치와 이 연결부가 개방되는 개방 위치 사이에서 변위되게 되는 밸브 요소를 가지며, 전방 위치와 후방 위치 사이에서 변위되게 되는 후퇴 요소를 더 가지며, 후퇴 요소는 밸브 요소의 하류의 분배 노즐의 분배 채널과 유체 연통하며, 후퇴 요소는 일 측상에서 분배 채널에 노출되는 다이아프램(diaphragm)인, 분배 노즐을 제공한다.
본 발명은, 밸브 시트의 하류에서 특정 양의 분배 소재를 기계적으로 "흡입"하는 후퇴 요소를 사용한다는 기본적인 아이디어를 기초로 한다. 후퇴 요소는, 하나의 분배 단계의 끝에서 분배 노즐에 흡입되는 코팅 소재의 양을 매우 정밀하게 제어하게 하여, 후속한 코팅 단계에서 코팅 소재를 정확하게 계량하는 것을 용이하게 하며, 이는 정확히 동일한 양의 코팅 소재가 후퇴 요소를 전방 위치로 움직임으로써 후속한 분배 단계에 "추가"될 수 있기 때문이다. 추가 장점은, 흡입이 분배 노즐의 전방 끝에 가까이에서 달성된다는 점이다. 이점은, 흡입이 원거리의 위치로부터 이뤄져, 정밀도 면에서 문제가 되며 또한 기체제거용 소재에 문제를 야기하는 종래 기술의 접근법과 관련된 문제를 회피하게 한다. 다이아프램이 후퇴 요소로서 사용되기 때문에, 밸브 요소의 분배 채널 측은 밸브 요소의 "후면"으로부터 매우 용아하게 시일링될 수 있다.
일 실시예에서, 후퇴 요소는 분배 채널의 측방향에, 특히 분배 노즐의 노즐 본체에 배치된다. 후퇴 요소의 이러한 위치는 결국 간단한 설계를 야기한다.
대안적인 실시예에서, 후퇴 요소는 밸브 요소에 배치되며 분배 채널과 유체 연통한다. 이 설계로 인해 매우 작은 치수의 분배 노즐을 형성하게 되어, 2개 이상의 분배 노즐이 도포 디바이스 상에서 서로에게 매우 가까이 배치될 수 있다.
매우 콤팩트한 설계는 슬리브 형태의 밸브 요소를 가짐으로써 달성될 수 있으며, 다이아프램은 밸브 요소에 클램핑된다.
코팅 소재가, 코팅 소재를 받지 않아야 하는 분배 노즐의 영역을 오염시키는 것을 방지하기 위해, 분배 노즐의 노즐 본체와 밸브 요소 사이를 시일링하는 시일링 요소가 제공된다.
많은 공간을 필요로 하지 않고도 다이아프램을 밸브 요소에 신뢰할 만하게 연결하기 위해, 시일링 요소는, 다이아프램을 밸브 요소에서 클램핑하기 위해 밸브 요소에 나사 결합될 수 있다.
대안적인 실시예에서, 후퇴 요소는, 일 측 상에서 분배 채널에 노출되는 피스톤이다. 피스톤은 단단하므로, 분배 노즐에 흡입된 코팅 소재의 양을 매우 정밀하게 제어하는 것이 가능하다.
바람직하게도, 후퇴 요소에 동작적으로 연결되는 후퇴 제어 챔버가 제공된다. 후퇴 제어 챔버는, 후퇴 제어 챔버에서 압력에 노출되는 제어 요소의 측에 상이한 레벨의 압력을 인가함으로써 전방 위치와 후방 위치 사이에서 후퇴 요소를 매우 용이하게 변위시키게 한다. 예로서, 제1 (정)압을 후퇴 제어 챔버에 인가하여, 결국 후퇴 요소는 전방 위치에 있는 반면, 제2 (부 또는 더 낮은)압으로의 변화는 결국 후퇴 요소가 후방 위치로 변위되게 하여, 규정된 볼륨의 코팅 소재가 분배 노즐에 흡입되게 된다. 기존 분배 밸브의 진공 배관 및 관련 제어 요소와 제어 로직을 계속 사용하며, 본 발명에 따른 후퇴 요소나 분배 밸브의 동작을 제어하는 것이 가능할 수 있다.
일 실시예에 따라, 후퇴 제어 챔버에서 압력에 노출되는 후퇴 제어 피스톤이 제공된다. 후퇴 제어 피스톤은 후퇴 요소와 예컨대 진공 배관 사이의 중간 요소이며, 후퇴 요소가, 특히 후퇴 요소가 다이아프램이나 멤브레인인 상황에서 정밀하게 제어됨을 보장한다. 후퇴 제어 피스톤은 후퇴 요소에 기계적으로 연결될 수 있다.
바람직하게도, 조정 가능한 후퇴 어버트먼트(abutment)가 후퇴 제어 피스톤의 최대 스트로크를 조정하기 위해 제공된다. 후퇴 어버트먼트는 분배 노즐에 흡입되는 코팅 소재의 양을 상이한 코팅 소재의 특정 속성에 조정하게 하여, "정확한" 양의 코팅 소재가, 처리 중인 특정 코팅 소재와 독립적인 분배 단계의 끝에서 흡입되게 된다.
후퇴 어버트먼트는 나사일 수 있거나 나사산을 수반할 수 있으며 스테퍼(stepper) 모터를 사용하여 수동으로나 원격으로 중 어느 하나로 조정될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 밸브 요소에 동작적으로 연결되는 분배 제어 챔버가 제공된다. 후퇴 요소의 움직임을 제어하는 것과 유사한 방식으로, 분배 제어 챔버가 밸브 요소의 위치와 변위를 제어하기 위해 사용된다. 이것은 분배 제어 챔버에서 압력 레벨을 변화시킴으로써 달성될 수 있어서, 밸브 요소는, 밸브 시트를 향해 밸브 요소에 작용하는 힘이 밸브 시트로부터 멀리 밸브 요소를 바이어싱하는 힘보다 클 때 및 그 역의 관계일 때 밸브 시트에 대하여 가압된다.
바람직하게도, 시일링 요소는 후퇴 제어 피스톤 상에서 안내되어 방사상 안내 기능이 밸브 요소에 대해 제공된다.
바람직하게도, 후퇴 제어 피스톤은 다이아프램의 돌출부 상에 나사 결합되어, 결국 콤팩트하지만 신뢰할 만한 연결을 야기한다.
또한 밸브 요소의 경우, 조정 가능한 분배 어버트먼트가 밸브 요소의 최대 스트로크를 조정하기 위해 제공된다. 이점으로 인해, 분배 제어 챔버에서 압력 레벨에 대한 매우 기본적인 제어를 사용하게 되며 이는 이 챔버에서의 압력 레벨은 개방 위치에서 밸브 요소의 위치를 제어하는데 필요하지 않기 때문이다. 오히려, (밸브 시트에 의해 규정되는) 고정된 폐쇄 위치와 분배 어버트먼트에 의해 규정되는 고정된 (그러나 조정 가능한) 개방 위치 사이에서 밸브 요소를 변위시키기 위해 압력을 사용하는 것이면 충분하다.
분배 어버트먼트는 나사의 형태일 수 있거나 회전을 병진으로 변환하는 나사산 연결을 사용할 수 있어서, 밸브 요소의 개방 스트로크가 상이한 코팅 소재의 특정 속성에 맞춰질 수 있다.
(기어를 갖춘 스테퍼 모터와 같은) 구동 메커니즘이 제어 신호를 기초로 하여 자동화된 방식으로 분배 어버트먼트를 조정하기 위해 제공될 수 있다.
본 발명은 포함된 도면을 참조하여 이제 기재될 것이다.
도 1은 분배 노즐의 개략적인 횡단면을 도시한다.
도 2는 도 1의 분배 노즐의 핵심 요소의 횡단면을 도시한다.
도 3은 분배 노즐에 사용되는 밸브 요소의 횡단면을 도시한다.
도 4는 도 3의 밸브 요소의 사시도를 도시한다.
도 5는 분배 노즐에 사용되는 다이아프램의 사시도를 도시한다.
도 6은 도 5의 다이아프램의 사시도를 도시한다.
도 7은 분배 노즐에 사용되는 시일링 요소의 횡단면을 도시한다.
도 8은 분배 노즐에 사용되는 조정 가능한 후퇴 어버트먼트의 횡단면을 도시한다.
도 9는 도 8의 조정 가능한 후퇴 어버트먼트의 사시도를 도시한다.
도 10은, 코팅 소재가 분배 중인 조건에서 분배 노즐의 일부분을 확대하여 도시한다.
도 11은 분배가 닫힌 조건에서 도 10의 분배 노즐을 도시한다.
도 12는, 코팅 소재의 일부가 흡입된 조건에서 도 10의 분배 노즐을 도시한다.
코팅 소재를 기판 상에 도포하기 위한 분배 노즐(1)을 이제 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명할 것이다. 분배 노즐(1)은 특히 반도체 칩 및 MEMS의 제조에 사용하는 기계에 적절하다.
분배 노즐(1)은, 코팅 소재 유입구(2)와 코팅 소재 배출구(3)가 구비되는 노즐 본체(10)를 갖는다. 코팅 소재 유입구(2)는 관 또는 다른 적절한 구성요소를 통해 코팅 소재의 공급부에 연결된다. 코팅 소재 배출구(3)는 특정한 코팅 소재를 기판 상에 도포하도록 되어 있는 노즐 또는 다른 구성의 형태일 수 있다.
노즐 본체(10) 내부에서, 챔버(12)가 코팅 소재 유입구(2)와 코팅 소재 배출구(3) 사이에 제공된다. 챔버(12) 내에는, 코팅 소재 배출구(3)로서 동작하는 분배 채널(18)을 에워싸도록 형성되는 환상 밸브 시트(16)와 협력할 수 있는 밸브 요소(14)가 배치된다.
밸브 시트(16)의 측 또는 밸브 시트(16)를 향한 방향을 다음에서는 "전방"으로 지칭할 것인 반면, 그 반대 측 또는 방향을 "후방"이라고 지칭할 것이다.
밸브 요소(14)는 폐쇄된 위치와 개방 위치 사이에 변위될 수 있다. 폐쇄된 위치에서, 밸브 요소(14)는 전방 환상 단부가 밸브 시트(16)와 접촉한다. 밸브 요소(14)는 노즐 본체(10)에 대해 시일링되므로(이점은 이하에서 상세하게 설명할 것임), 분배 노즐(1)의 코팅 소재 유입구(2)와 코팅 소재 배출구(3) 사이의 연결은 밸브 요소(2)의 이 위치에서 폐쇄된다. 개방 위치에서, 밸브 요소(14)는, 코팅 소재 유입구(2)와 코팅 소재 배출구(3) 사이의 흐름 연결이 개방되도록, 밸브 시트(16)로부터 (제어 가능한 방식으로) 이격된다. 분배 채널(18)을 통해 분배 노즐(1)로 분배되는 코팅 소재의 양은 이때 코팅 소재가 공급되는 압력, 코팅 소재의 점도, 및 밸브 요소(14)를 밸브 시트(16)로부터 들어올린 이 요소의 스트로크에 의존한다.
밸브 요소(14)는 공동(hollow) 슬리브이며(특히 도 3 및 도 4를 참조하기 바람), 이러한 슬리브는 밸브 시트(16)와 접촉하도록 되어 있는 단면(20)을 향해 테이퍼링되며 둥근 단면을 갖는다.
그 내부에서, 밸브 요소(14)는, 밸브 요소(14)의 전방에 배치되는 다이아프램(24)용 어버트먼트(22)를 갖는다(특히 도 5 및 도 6을 참조하기 바람). (단면(20)으로부터 볼 때) 어버트먼트(22)의 후방에, 밸브 요소(14)는 내부 나사산(26)을 갖는다.
다이아프램(24)은 접시형 전방 멤브레인(28)과, 이 멤브레인(28)의 중심에 연결되는 원통형 돌출부(30)를 갖는다. 나사산(32)이 돌출부(30)의 외표면 상에 형성된다.
다이아프램(24)은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)이나 퍼플루오로알콕시(PFA)로 형성된다. 그러나 다른 소재도 사용될 수 있다.
여기서, 멤브레인(28)과 돌출부(30)는 일체형으로 형성된다. 그러나 또한 돌출부(30)를 별도의 부품으로 형성한 후, 멤브레인(28)에 연결하는 것도 가능하다.
다이아프램(24)은, 슬리브형 밸브 요소(14)에 형성되는 어버트먼트(22)에 대하여 멤브레인(28)의 외주를 클램핑함으로써 밸브 요소(14)의 내부에 장착된다. 그렇게 하기 위해, 시일링 요소(34)가 사용된다(도 7 참조 바람).
시일링 요소(34)는, 그 전방 단부에서 안내 슬리브(36)를 가지며 그 후방 단부에서 시일링 벨로우즈(bellows)(38)를 갖는 공동의 일반적으로 슬리브형 본체이다.
안내 슬리브(36)는, 다이아프램(24)의 멤브레인(28)에 대한 지지 표면을 형성하는 내부로 테이퍼링되는 단면(40)을 갖는다. 그 외표면 상에는, 외부 나사산(37)이 형성된다.
그 후방 단부에서, 안내 슬리브(36)는 외부 나사산(44)이 구비되는 제어 돌출부(42)를 갖는다.
안내 슬리브(36)와 제어 돌출부(42)는 여기서 연속적인 원통형 안내 표면(46)을 형성한다.
시일링 벨로우즈(38)는, 이것을 노즐 본체(10)에 클램핑하는데 사용되는 환상 연결 보강부(48)가 구비된다.
시일링 요소(34)는 다이아프램(24)과 동일한 소재, 특히 PTFE로 형성될 수 있다. 그러나 다른 소재도 사용될 수 있다.
그 나사산(37)을 갖는 안내 슬리브(36)를 밸브 요소(14)의 나사산(26)과 나사 결합함으로써, 멤브레인(28)의 외주는 어버트먼트(22)에 대하여 클램핑된다. 돌출부(30)는 밸브 요소(14)의 내부 공간 내에 돌출한다.
시일링 벨로우즈(38)의 환형 연결 보강부(48)는 노즐 본체(10)의 2개의 부분 사이에서 타이트하게 클램핑되어, 챔버(12)를 시일링하여, 밸브 요소(14)는 코팅 소재 유입구(2)와 밸브 시트(16) "사이에서" 챔버(12)에 배치된다. 다이아프램(24)은 챔버(12)와 밸브 요소(14)의 내부 사이를 시일링한다.
밸브 요소(14)의 변위는 분배 제어 피스톤(50)으로 제어되며, 이러한 피스톤(50)은 노즐 본체(10)에 형성되는 분배 제어 챔버(52)에 배치된다.
분배 제어 피스톤(50)은 연결 돌출부(51)를 가지며, 이러한 돌출부(51)는, 시일링 요소(34)의 제어 돌출부(42) 상에 형성되는 외부 나사산(44) 상에 끼우는 내부 나사산을 그 전방 단부에서 갖는다. 따라서, 분배 제어 피스톤(50)의 임의의 축방향 변위는 시일링 요소(34)를 통해 밸브 요소(14) 상에 전달된다. 분배 제어 피스톤(50)이 노즐 본체(10)에서 안내됨에 따라, 이러한 피스톤은 밸브 요소(14)에 대해 안내 효과를 제공한다.
분배 제어 챔버(52) 내의 분배 제어 피스톤(50)의 변위는 챔버(52)에서의 압력을 변경함으로써 제어될 수 있다. 이를 위해, 압력 연결부(54)가 구비된다(도 1을 참조하기 바람). 스프링(56)이, 압력 연결부(54)가 배치되는 측 반대편의 분배 제어 피스톤(50)의 측 상에서 분배 제어 챔버(52)에 배치된다.
(후방 방향으로) 밸브 시트(16)로부터 밸브 요소(14)를 들어올리는 방향으로의 분배 제어 피스톤(50)의 최대 변위를 제어하기 위해, 조정 가능한 분배 어버트먼트(58)가 구비된다. 분배 어버트먼트(58)는, 분배 제어 챔버(52) 내로 연장하는 나사로 형성된다. 분배 어버트먼트(58)를 분배 제어 챔버(52) 내로 다소 나사 결합함으로써, 분배 제어 피스톤(50)의 최대 스트로크를 조정할 수 있다.
도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 분배 어버트먼트(58)는, 분배 제어 피스톤(50) 상에 형성되는 돌출부와 상호동작하여 안내 기능을 달성하기 위해 공동으로 형성될 수 있다.
알려진 방식으로, 시일(60)이 분배 제어 챔버(52)와 노즐 본체(10)에 대해 피스톤(50)을 시일링하는데 사용될 수 있다.
분배 제어 피스톤(50)은 공동으로 형성되어, 후퇴 제어 챔버(62)가 그 내부에 형성된다. 후퇴 제어 챔버(62) 내에서, 후퇴 제어 피스톤(64)이 배치된다. 이 피스톤은 돌출부(66)를 구비하며, 돌출부는 그 전방 단부에서 내부 나사산(68)을 갖는 공동을 갖는다. 나사산(68)은 다이아프램(24)의 나사산(32) 상에 끼워진다.
후퇴 제어 피스톤(62)으로, 다이아프램(24)의 멤브레인(28)은 전방 위치와 후방 위치 사이에서 변위될 수 있다. 멤브레인(28)은, 밸브 요소(14)가 폐쇄된 위치에 있을 때 미리 결정된 볼륨의 분배 채널(18)의 경계 중 하나로서 역할을 하므로, 멤브레인(28)을 후퇴시키면, 결국 분배 채널(18)의 볼륨의 증가를 야기하여, 멤브레인(28)이 후퇴 중일 때 적은 볼륨의 코팅 소재가 분배 채널(18) 내로 후퇴 중이다. 다이아프램(24)의 멤브레인(28)이 코팅 소재에 가하는 후퇴 효과로 인해, 다이아프램(24)은 후퇴 요소인 것으로 지칭된다.
후퇴 제어 챔버(62) 내에서의 후퇴 제어 피스톤(64)의 변위는 후퇴 제어 챔버(62)에서 압력을 변경함으로써 제어된다. 이를 위해, 압력 연결부(69)가 구비된다(도 1 및 도 2를 참조하기 바람). 스프링(70)이, 압력 연결부(69)가 배치되는 측에 반대편인 후퇴 제어 피스톤(64)의 측 상에서 후퇴 제어 챔버(62)에 배치된다.
압력 연결부(69)는 후퇴 어버트먼트(72)에 형성될 수 있으며, 이러한 어버트먼트는, 분배 제어 피스톤(50)의 후방 부분에 형성되는 내부 나사산(76) 내에 외부 나사산(74)으로 맞물리는 공동 어버트먼트 나사로서 여기서 구현된다. 그에 따라, 후퇴 어버트먼트(72)는, 밸브 요소(14)가 변위 중일 때 분배 제어 피스톤(50)과 함께 움직인다.
후퇴 제어 피스톤(64)은, 후퇴 어버트먼트(72)에 인접할 때까지(밸브 시트(16)로부터 멀리) 후방으로 변위할 수 있다. 대응하는 스트로크는, 분배 제어 피스톤(50)의 후방 부분 내로 얼마간 후퇴 어버트먼트(72)를 나사 결함함으로써 조정될 수 있다.
코팅 소재를 분배하기 위해, 밸브 요소(14)는, 분배 제어 챔버(52)의 압력을, 스프링(56)의 이 힘이 극복되며 분배 제어 피스톤(50)이 후방 방향으로 움직이고 있는 정도로 증가시킴으로써 개방 조건이 된다. 그에 따라, 분배 제어 피스톤(50)은, 시일링 요소(34)를 통해, 밸브 시트(16)로부터 밸브 요소(14)를 들어올린다. 도 10에 도시한 이 조건에서, 코팅 소재 유입구(2)를 통해 공급되는 코팅 소재는 챔버(12)를 통해 흘러 분배 채널(18)을 통해 빠져나간다.
코팅 소재가 분배 중일 때, 다이아프램(24)은 전방 위치에 있다. 이것은, 후퇴 제어 챔버(62)에서 압력을 적절히 제어함으로써 이뤄진다.
코팅 소재의 흐름이 정지될 때, 분배 제어 챔버(52)의 압력은 감소하여 분배 제어 피스톤(50)은, 스프링(56)의 효과에 의해 및 아마도 분배 제어 챔버(52)에 가해진 압력 레벨에 의해, 밸브 요소(14)가 밸브 시트(16)에 인접할 때까지 전방 방향으로 움직인다. 그 후, 코팅 소재의 흐름이 정지된다. 이 조건을 도 11에 도시한다.
코팅 소재가 분배 노즐(1)의 전방 단부로부터 강하하는 것을 방지하기 위해, 적은 양의 코팅 소재가 분배 채널(18) 내로 흡입 중이다. 이것은, 후퇴 요소(24)를 전방 위치로부터 도 12에 도시한 후방 위치로 움직임으로서 달성된다. 밸브 요소(14)가 밸브 시트(16)와 접촉함에 따라, 후퇴 요소(24)(더 구체적으로는 멤브레인(28))의 변위는, 밸브 시트(16)의 "하류"인 코팅 소재에만 영향을 미친다. 그에 따라, 밸브 요소(14)의 전방 단부에 흡입된 볼륨은 결국 적은 메니스커스가 분배 채널(18)의 출력 단부에 형성되게 하며, 코팅 소재는 분배 노즐(1)로부터 코팅될 기판 상에 강하할 수 없다.

Claims (14)

  1. 기판에 코팅을 도포하기 위한 분배 노즐(1)로서,
    밸브 시트(16)와, 상기 분배 노즐(1)의 코팅 소재 유입구(2)와 코팅 소재 배출구(3) 사이의 연결부를 폐쇄하도록 밸브 요소(14)가 상기 밸브 시트(16)와 상호동작하는 폐쇄된 위치와 상기 연결부가 개방되는 개방 위치 사이에서 변위되게 되는 밸브 요소(14)를 가지고, 전방 위치와 후방 위치 사이에서 변위되게 되는 후퇴 요소(24)를 더 가지며, 상기 후퇴 요소(24)는 상기 밸브 요소(14)의 하류의 상기 분배 노즐(1)의 분배 채널(18)과 유체 연통하며, 상기 후퇴 요소(24)는 일 측상에서 상기 분배 채널(18)에 노출되는 다이아프램(diaphragm)인, 분배 노즐(1).
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 후퇴 요소(24)는 상기 분배 채널(18)의 측방향에 특히 상기 분배 노즐(1)의 노즐 본체(10)에 배치되는, 분배 노즐(1).
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 후퇴 요소(24)는 상기 밸브 요소(14)에 배치되며 상기 분배 채널(18)과 유체 연통하는, 분배 노즐(1).
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브 요소(14)는 슬리브이며, 상기 다이아프램(24)은 상기 밸브 요소(14)에 클램핑되는, 분배 노즐(1).
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 분배 노즐(1)의 노즐 본체(10)와 상기 밸브 요소(14) 사이를 시일링하는 시일링 요소(34)가 구비되는, 분배 노즐(1).
  6. 청구항 4와 연계한 청구항 5에 있어서, 상기 시일링 요소(34)는, 상기 밸브 요소(14)에 나사 결합되어 상기 밸브 요소(14)에서 상기 다이아프램(24)을 클램핑하는, 분배 노즐(1).
  7. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 후퇴 요소는, 일 측상에서 상기 분배 채널(18)에 노출되는 피스톤인, 분배 노즐(1).
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 후퇴 요소(24)에 동작적으로 연결되는 후퇴 제어 챔버(62)가 구비되는, 분배 노즐(1).
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 후퇴 제어 챔버(62)에서의 압력에 노출되는 후퇴 제어 피스톤(64)이 구비되는, 분배 노즐(1).
  10. 청구항 9에 있어서, 조정 가능한 후퇴 어버트먼트(abutment)(72)가 상기 후퇴 제어 피스톤(64)의 최대 스트로크를 조정하기 위해 구비되는, 분배 노즐(1).
  11. 청구항 6과 연계한 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서, 상기 시일링 요소(34)는 상기 후퇴 제어 피스톤(64) 상에서 안내되는, 분배 노즐(1).
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 후퇴 제어 피스톤(64)은 상기 다이아프램(24)의 돌출부(30) 상에 나사 결합되는, 분배 노즐(1).
  13. 청구항 1에 있어서, 상기 밸브 요소(14)에 동작적으로 연결되는 분배 제어 챔버(52)가 구비되는, 분배 노즐(1).
  14. 청구항 13에 있어서, 조정 가능한 분배 어버트먼트(58)가 상기 밸브 요소(14)의 최대 스트로크를 조정하기 위해 구비되는, 분배 노즐(1).
KR1020190073474A 2018-06-21 2019-06-20 코팅기용 분배 노즐 KR20190143825A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2021163 2018-06-21
NL2021163A NL2021163B1 (en) 2018-06-21 2018-06-21 Dispensing nozzle for a Coater

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190143825A true KR20190143825A (ko) 2019-12-31

Family

ID=64049640

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190073474A KR20190143825A (ko) 2018-06-21 2019-06-20 코팅기용 분배 노즐

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20190388912A1 (ko)
JP (1) JP2019217494A (ko)
KR (1) KR20190143825A (ko)
CN (1) CN110624768A (ko)
AT (1) AT521407B1 (ko)
DE (1) DE102019116366A1 (ko)
NL (1) NL2021163B1 (ko)
TW (1) TW202010572A (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111065466B (zh) * 2017-08-29 2022-05-10 汉高知识产权控股有限责任公司 具有零位移密封装置的流体分配器
CN111482326B (zh) * 2020-05-12 2021-06-22 江苏高凯精密流体技术股份有限公司 喷嘴组件以及采用该喷嘴组件的点胶装置
CN111482327A (zh) * 2020-05-14 2020-08-04 苍南树蒙机械科技有限公司 一种用于点胶设备的点胶头结构
DE102020120439A1 (de) * 2020-08-03 2022-02-03 Focke & Co. (Gmbh & Co. Kg) Ventil für fließfähige Medien
CN114210520B (zh) * 2021-12-08 2023-03-14 佛山市亨力豪机械有限公司 一种淋胶机

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4516702A (en) * 1982-12-06 1985-05-14 Copar Corporation Dripless valve
JPH0741185B2 (ja) * 1986-02-12 1995-05-10 ソニー株式会社 粘性物質塗布装置
FR2791033B1 (fr) * 1999-03-17 2001-04-27 Pierre Guillon Systeme de remplissage de recipients
US6334554B1 (en) * 2000-04-17 2002-01-01 Illinois Tool Works Inc. Snuffback valve for hot melt adhesive
JP4035728B2 (ja) * 2003-07-07 2008-01-23 Smc株式会社 サックバックバルブ
JP4566955B2 (ja) * 2006-07-11 2010-10-20 株式会社コガネイ 薬液供給装置および薬液供給方法
EP2111303B1 (de) * 2007-01-26 2014-10-15 Haas-Mondomix B.V. Vorrichtung und verfahren zum dosieren geschäumter massen
ITMI20101063A1 (it) * 2010-06-11 2011-12-12 Weightpack S P A Rubinetto antisgocciolamento in macchina riempitrice particolarmente per liquido viscoso.
CN101961701A (zh) * 2010-09-08 2011-02-02 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 射频电子标签封装过程中的预点胶控制装置
US9346075B2 (en) * 2011-08-26 2016-05-24 Nordson Corporation Modular jetting devices
US9799539B2 (en) * 2014-06-16 2017-10-24 Lam Research Ag Method and apparatus for liquid treatment of wafer shaped articles

Also Published As

Publication number Publication date
AT521407B1 (de) 2022-07-15
NL2021163B1 (en) 2020-01-06
DE102019116366A1 (de) 2019-12-24
TW202010572A (zh) 2020-03-16
AT521407A2 (de) 2020-01-15
CN110624768A (zh) 2019-12-31
AT521407A3 (de) 2021-11-15
JP2019217494A (ja) 2019-12-26
US20190388912A1 (en) 2019-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20190143825A (ko) 코팅기용 분배 노즐
US3982724A (en) Deformable tube material dispenser
US5277344A (en) Flow control device for fluid dispenser
US8708246B2 (en) Positive displacement dispenser and method for dispensing discrete amounts of liquid
US7070066B2 (en) Liquid dispensing valve and method with improved stroke length calibration and fluid fittings
US6253957B1 (en) Method and apparatus for dispensing small amounts of liquid material
EP0158087B1 (en) Flow control device for a fluid dispensing apparatus
US4095722A (en) Dripless dispenser and method of dispensing a flowable material
JP2011003203A (ja) 流体を分配するための停止/吸引弁を調節する制御システム
EP0864792B1 (en) Suck back valve
KR20010051105A (ko) 유체 분배 방법 및 장치
KR100656561B1 (ko) 역흡입밸브
US5950924A (en) Suck back valve
JP2003254459A (ja) サックバックバルブ
GB2324133A (en) Suck back valve
EP0040068B1 (en) Liquid dispensing device
JP2013053684A (ja) 流路切換弁およびそれを用いた流動性材料の吐出制御装置
WO2006075450A1 (ja) ダイアフラム弁
JP4024076B2 (ja) 流体圧作動弁
JP3789582B2 (ja) サックバックバルブ
US9937514B2 (en) Fluid applicator having a valve module with a floating member and the valve module
JPH1126377A (ja) レジスト吐出システムとレジスト吐出方法
CN115254538B (zh) 出胶系统
US11931752B2 (en) Non-contact precision pneumatic injection valve