후술된 본 발명의 실시예들은 상세한 설명에 기술된 특정 형태들로 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 오히려 당업자가 본 발명의 원리와 실시를 이해하도록 실시예들이 선택되고 기술되었다. 본 발명이 위치에 기반한 마이크로일렉트로닉 기판 세척 장치와 관련하여 기술될 것이나, 본 발명의 원리는 다른 마이크로일렉트로닉 처리 시스템에도 또한 적용될 수 있다.
도 1 내지 38은 본 발명의 원리를 포함하는 장치(10)를 예시한다. 예시된 장치(10)는 하나의 작업물(workpiece)(12)이 어느 한 순간 장치(10) 내에 위치되며 하나 이상의 처리를 거치는 타입으로, 상기 처리중 액체(들) 및/또는 가스(들)이 작업물과 접촉하게 된다. 예를 들면, 마이크로일렉트로닉 산업의 경우, 장치(10)는 웨이퍼 처리장치로 불릴 수 있다. 작업물(12)은 통상적으로 반도체 웨이퍼 또는 마이크로일렉트로닉 기판이다.
장치(10)는 주처리부(11)와 배리어 분배부(barrier dispense section)(500)로 구성된다. 실제의 경우, 분배부(500)와 처리부(11)는 프레임(framework)(미도시)에 고정되며 장치(10)의 하우징(미도시) 내에 위치된다. 위 고정은 스크류, 볼트, 리벳, 접착제, 용접, 클램프, 브래킷, 이들의 조합 등과 같은 임의의 수단에 의해 실행된다. 실행, 보수, 기능향상 및/또는 대체의 편의를 위해 처리부(11)와 분배부(500) 및/또는 이들의 구성품들이 독립적이며 제거가능하게 설치되는 것이 바람직하다.
처리부(11)는 밑판(16) 및 측벽(18)에 의해 형성되는 베이스(14)를 포함한다. 밑판(16) 및 측벽(18)은 각 부분들이 볼트, 스크류, 접착, 용접 또는 다른 결착방법에 의해 서로 결합되어 형성되거나, 밑판(16) 및 측벽(18)이 도시된 바와 같이 한 부품으로 일체로 형성될 수 있다.
특정의 실시예에서, 환상의 동심원상 벽체(22와 23, 24와 25 및 26과 27) 세쌍이 밑판(16)으로부터 상향 돌출한다. 이들 벽체는 배출구역(exhaust plenums) (29,30,31)과 집수역(drain basin) (52,53,54,55)을 형성하는데 도움을 준다. 배출구역(29,30,31)은 후술된 세개의 독립적인 배출 덕트 통로(330,338,346) 부분을 형성한다. 물론 본 발명의 다른 실시예를 원하는 경우 덕트 통로의 수가 더 많거나 적을 수 있으며, 배출구역과 집수역 또한 더 많거나 적을 수 있다.
도시된 장치(10)에서, 덕트 통로(330,338,346)는 서로 독립적이며 별개로서 각 덕트 통로가 자신만의 배출구역과 집수역을 갖는 것이 바람직하다. 이는 각 배출류(exhaust stream)가 배출 및/또는 다른 처리단계에서 개별적으로 취급될 수 있어서 다른 유체들과 상호 오염되는 것을 방지한다. 다른 예로서, 배출류들이 서로 다른 상태에 있는 것이 요망될 수 있다. 이처럼 독립적이며 별개의 배출 덕트 통로는 여러모로 바람직하다. 그러나, 다른 실시예로 휠씬 더 소형의 디자인(compact design)이 요구되는 경우, 둘 이상의 배출 덕트들이 하나의 집수역 및/또는 배출구역을 공유할 수 있다.
벽체(22,23)의 상부 림(rim)(33,34)은 배출류가 내측 배출구역(29)으로 들어가는 환상의 입구(35)를 형성한다. 배출구역(29)의 바닥은 배출류가 내측 배출구역(29)으로부터 나가는 하나 이상의 출구공(36)을 갖는다. 마찬가지로, 벽체(24,25)의 상부 림(38,39)은 배출류가 중간 배출구역(30)으로 들어가는 환상의 입구(40)를 형성한다. 배출구역(30) 바닥은 배출류가 중간 배출구역(30)으로부터 나가는 하나 이상의 출구공(미도시)을 갖는다. 마찬가지로, 벽체(26,27)의 상부 림(43,44)은 배출류가 외측 배출구역(31)으로 들어가는 환상의 입구(45)를 형성한다. 배출구역(31) 바닥은 배출류가 외측 배출구역(31)으로부터 나가는 하나 이상의 출구공(46)을 갖는다.
각 집수역(52,53,54,55)은 각 바닥부(56,57,58,59)를 포함한다. 각 바닥부(56,57,58,59)는 수집된 액체가 해당 집수역으로부터 빠져 나가도록 하는 배출공(63,67)과 같은 하나 이상의 배수공을 각각 포함한다. 내측 집수역(52)의 바닥부(56)는 수집된 액체가 배출공(들)(63)으로 향하도록 경사져 있다. 바닥부(57,58,59)는 마찬가지로 경사져 있을 수 있다. 배수공들은 커플링(62 또는 68)이 장착되어 있어서 적당한 배수관(미도시)으로 용이하게 연결될 수 있다.
도시된 실시예에서, 축 구멍(70)을 갖는 복수의 액추에이터 축 하우징(69)이 배출구역(29)에 위치된다. 따라서 이들 하우징은 내측 배출구역(29)을 세개의 하 위 배출구역들로 분할한다. 전 배출구역에 걸쳐서 배출유동이 균일하게 되도록 각 하위 배출구역에 하나 이상의 배출구 공을 제공하는 것이 바람직하다. 축 하우징(69)과 축 구멍(70)은 액추에이터 축(314)이 내측 배플 부재(174)에 연결되어 그 운동을 제어할 수 있도록 하는 통로를 제공하며, 배플 부재는 배출구역(29)과 선택적으로 결합한다. 마찬가지로, 축 구멍(72)을 갖는 액추에이터 축 하우징(73)이 중간 배출구역(30)에 위치되며, 중간 배출구역(30)과 선택적으로 결합하는 중간 배플 부재(218)에 연결되어 그 운동을 제어할 수 있도록 통로를 제공한다. 또한, 축 구멍(76)을 갖는 액추에이터 축 하우징(75)이 외측 배출구역(31)에 위치되며, 외측 배출구역(30)과 선택적으로 결합하는 외측 배플 부재(262)에 연결되어 그 운동을 제어할 수 있도록 통로를 제공한다.
밑판(16)의 중앙부는 중앙통공(78)을 갖는다. 중앙통공(78)은 도시된 바와 같이 원형 단면을 갖는 것이 바람직하다. 다른 형상을 가질 수도 있다. 원기둥형 내측 플랜지(80)가 밑판(16)으로부터 상부로 돌출하여서 원통형 내측 측벽(82)과 외측 측벽(84)을 형성하는데 도움을 준다. 외측 측벽(84)은 상부 림에 쇼울더(shoulder)(90)를 가지며, 내측 측벽(82)은 하부 림에 쇼울더(92)를 갖는다.
처리챔버(503) 내에서, 작업물(12)은 척(94)에 의해 지지, 고정된다. 척(94)은 원기둥 형상을 가지며, 상면(96), 하면(98), 환상바닥(100), 중앙통공부(102), 외측 주연부에 위치되는 측벽(104) 및 환상의 스플래쉬 쉴드(splash shield)(108)를 포함한다. 척(94)은 정지 또는 중앙축(106)을 중심으로 회전할 수 있다. 처리중 작업물(12)이 축(106)에 대해 회전할 수 있도록 척(94)이 모터(110) 에 의해 회전구동되는 장치(10)의 실시예가 예시되어 있다. 이 실시예에서, 작업물(12)은 회전척(94)에 의해 회전되며, 이 회전은 분배된 처리물질이 작업물(12)에 골고루 퍼지도록 한다. 모터(110)는 중앙통공부(112)를 갖는 중공축 타입(hollow shaft type)일 수 있으며, 설치구조물(114) 같은 적당한 방법으로 장치(10)에 설치된다.
환상의 스플래쉬 쉴드(108)는 척(94)의 하면(98)으로부터 아래로 연장한다. 쉴드(108)의 하단부(109)는 내측 플랜지(80)의 쇼율더(90)에 중첩되어서 액체가 내측 플랜지(80) 너머로 튀기는 것을 방지하며 중앙통공부(78) 내로 향하도록 한다. 척(94)이 회전하는 실시예의 경우, 쉴드(108)와 쇼울더(90)의 벽 사이에 틈이 존재하여서 쉴드(108)와 쇼울더 벽이 서로 마찰함으로써 척(94) 회전시 바람직하지 않은 부스러기가 발생하는 것을 방지한다.
척(94)은 공지 또는 향후 개발될 방법에 따라 다양한 방법으로 작업물(12)을 고정할 수 있다. 척(94)은 척(94)의 상면(96) 위에 작업물(12)을 안전하게 고정하는 변부 파지 구조물(미도시)을 포함하며, 따라서 작업물(12)과 상면(96) 사이에 틈이 존재한다. 이렇게 하여, 세정수를 포함하는 처리 화학약품이 작업물(12)의 윗면(128) 또는 밑면(130)에 분배될 수 있다.
선택에 따라서는 장치(19)가 작업물(12)의 밑면(130)을 처리하기 위한 분배 구조물(들)을 가질 수 있다. 하나 이상의 처리 화학약품이 복수의 노즐 오리피스(미도시)를 통해 작업물(12)의 밑면(130)을 향해 분배되도록 하는 원형의 분배 헤드(136)가 하부 분배장치로서 예시되어 있다. 처리 화학약품은 척(94)의 중앙통공 부(102)와 모터(110)의 중앙 통공부(112)를 지나는 축(138)을 통해 하부 분배장치로 공급된다. 척(94)이 회전하는 실시예의 경우, 척(94)이 회전할 때 부품들간 마찰이 없도록 축(138)과 중앙 통공부(102,112) 사이에 틈이 존재한다. 하부 분배장치(136)는 필요에 따라 공급 또는 혼합되도록 분배처리 화학약품의 하나 이상의 공급부(미도시)에 연결될 수 있다.
환상의 드립 링(drip ring)(156)이 내측 플랜지(80)에 근접하여 밑판(16)에 부착된다. 드립 링(156)은 바닥부(158), 내측벽(160), 중간벽(162), 만곡된 상부 림(164) 및 외측벽(166)을 포함한다. 바닥부(158)는 집수역(52)의 바닥부(56)의 경사에 상응하도록 아래로 경사져서 이와 결합한다. 드립 링(156)의 내측벽(160)은 내측 플랜지(80)의 하부 측벽부(86)와 결합한다. 중간벽(162)은 외측으로 꺽여져서 척(94)의 측벽(104)과 중간벽(162) 사이에는 틈이 있게 된다. 만곡된 상부 림(164)은 중간벽(162)과 외측벽(166) 사이에 부드러운 전환을 제공한다. 이는, 후술되는 바와 같이, 배출류가 드립 링(156)을 넘어 하나 이상의 개방 덕트로 유동할 때 부드러운 유동이 되도록 한다. 이 실시예에서, 만곡된 상부 림(164)은 척(94)의 상면(96) 약간 위로 돌출한다. 이렇게 하여, 척(94) 및/또는 작업물(12)로부터 외측으로 회전된 일부 액체는 드립 링(156)에 의해 형성된 유지부(170)에 유지된다. 배출공(172)이 바닥부(158)와 중간벽(162)에 의해 형성된 드립 링(156)의 하부에 제공되어서 유지부(170)에 수집된 액체가 집수역(52)으로 배출되도록 한다.
또한 장치(10)는 되시된 실시예의 배출구역(29,30,31)의 갯수에 상응하는 복수의 가동형, 중첩형(moveable and nestable) 배플부재(174,218,262)를 포함한다. 배플부재(174,218,262)는 배출류가 작업물(12) 및/또는 척(94)으로부터 방사상으로 유입되는 하나 이상의 배출덕트를 개방 및 폐쇄하도록 제어가능하며, 상호 독립적으로 이동될 수 있는 것이 바람직하다. 또한 배플부재(174,218,262)는 하나 이상의 배출 덕트의 적어도 경계부의 일부를 형성하여서 배출류가 상기 덕트(들)를 유동하여 지나는 것을 안내하는데 도움을 준다. 배플부재(174,218,262)가 원하는 대로 이동하며 서로 중첩될 수 있는 능력은 장치(10)가 보다 소형화될 수 있도록 하는 바, 이는 그 경계가 적어도 부분적으로 배플부재에 의해 형성되는 덕트부분들이 단지 하나의 덕트일 때와 거의 동일한 공간을 차지할 수 있기 때문이다. 소형화는 보다 적은 적층 높이, 보다 용이한 포장, 보다 작은 장치 칫수 등을 포함하여 여러 이유로 중요하다.
내측 배플부재(174)는 환상의 배플 판(176)과 환상의 배플 후드(194)를 포함한다. 판(176)과 후드(194)는 단일체로 형성될 수 있으나, 장치(10)의 용이한 조립, 보수 및 사용을 위해 상호 고정 또는 결착되는 별도의 부품인 것이 바람직하다. 배플 판(176)은 윗면(178), 밑면(180), 척(94)의 외주 근방의 내측 림(182), 외측 측벽 플랜지(186), 내측 측벽 플랜지(190)를 갖는다. 배플 판(176)의 구성부 중 표면들은 내측 배플부재(174) 넘어로 및/또는 하부로 배출류가 부드럽게 유동하도록 부드러운 전환에 의해 연결된다. 외측 측벽 플랜지(186) 및 내측 측벽 플랜지(190)에 의한 이중 벽 구조체는 여러 기능을 제공한다. 하나의 기능으로, 이들 플랜지(186,190)는 배플 판(176)이 상응하는 배플 후드(194)에 견고하게 고정되도 록 한다. 배플부재(174,218,262)의 어느 경우에도, 각 배플 판은 원하는 방식으로 상응하는 후드에 부착될 수 있다. 각 부분들이 쉽게 분리되며 사용 및 보수 후 대체될 수 있도록 비영구적 방식이 바람직하다. 또한 두개의 플랜지(186,190)를 사용하는 것은 내측 배플부재(174) 위로 및 아래로 부드러운 유동통로를 형성할 수 있도록 한다.
환상의 배플 후드(194)는 배출구역(29)의 입구(35)가 끼워맞춤되어(fit over) 이를 둘러싼다. 내측 배플부재(174)는 상,하로 이동 가능하여서 후드(194)의 상응하는 상,하운동이 입구(35)를 원하는 정도 만큼 개방 및 폐쇄할 수 있다. 또한, 후드(194)는 집수역(52)에 배수트랩(drain trap)기능을 제공하는데 도움이 되는 구조물을 포함한다. 이것은 집수역(52)을 유동하여 통과하는 배출류의 액체와 가스 성분을 분리하는데 도움이 된다. 이렇게 분리된 성분은 폐기, 재활용, 후공정에 사용 또는 다른 처리를 위해 독립적으로 회수될 수 있다. 부가적인 기능으로, 후드(194)는 덕트 통로의 일부와 배출구역(29)을 유동가능하게 연결시키는데 도움이 되며, 상기 통로의 경계는 환상 배플 판(176)의 밑면(180)에 의해 적어도 부분적으로 형성된다.
보다 상세하게는, 배플 후드(194)는 캡판(196), 내측 플랜지(198), 외측 플랜지(206), 하부 단부(202) 및 내측면(204)을 포함한다. 캡판(196)은 입구(35) 위에 위치되며 입구(35) 위에 공간부(208)를 형성하는데 도움을 준다. 배플부재(174)가 하강되면, 캡판이 접근함으로써 공간부(208)의 부피는 감소하여 입구(35)로 유입되는 유동을 막는다. 배플부재(174)는 캡판(196)이 입구(35)에 대해 안착되어 이를 폐쇄할 수 있을 정도로 충분히 하강할 수 있다. 배플부재(174)가 상승하면, 캡판(196)이 이격됨으로써 입구(35) 위의 공간부(208) 부피가 증가하여 입구(35)로의 유동이 증가한다.
내측 플랜지(198)는 벽체(22)로부터 이격되어 있어서 집수역(52)과 공간부(208)를 유동가능하게 연결하는 유동 채널(200)을 제공한다. 플랜지(198) 하단부는 배출구역(29)으로의 입구(35)를 형성하는데 도움을 주는 림(33,34) 아래로 연장된다. 이렇게 하여, 내측 플랜지(198)는 집수역(52)으로 들어가는 배출류가 배출구역(29)으로 직접 들어가는 것을 방지하는 억제부를 형성한다. 이 배출류는 공간부(208)를 통해 입구(35)로 유입되기 전에 바닥부(56)를 향해 하강하고, 내측 플랜지(198)의 하단부를 돌아서, 유동 채널(200)을 통해 상승해야만 한다. 이처럼, 내측 플랜지(198)의 위치와 구성은 집수역(52) 내에 트랩 기능을 제공하는데 도움을 준다. 집수역(52)을 통과하는 배출류의 액체성분은 집수역(52) 내에서 포집될 가능성이 크나, 가스성분은 집수역(52)을 통과하며 배출구역(29)으로 들어갈 가능성이 크다.
이러한 트랩 기능을 촉진하기 위해, 내측 플랜지(198)의 내표면에는 내표면 상의 액체 농축 또는 다른 포집을 촉진하는데 도움을 주는 표면특성이 제공된다. 이렇게 포집된 액체는 바닥부(56)로 방울방울 떨어지거나 유동하여서, 바닥부의 액체는 배출공(들)(63)을 통해 회수될 수 있다. 도시된 바와 같이, 바람직한 표면특성은 삼각형 돌기부(210) 배열을 포함한다. 각 돌기부(210)는 그 정점(212)이 (유입되는 배출류를 향해) 상부를 향하고 그 바닥(214)이 (유입류로부터 이격하며) 하부를 향하도록 배향된다. 유입되는 배출류와 맞부닥치는 상대적으로 뾰족한 정점(212)은 액체 포집을 향상시키는 것으로 판단된다. 이러한 돌기부(210)를 다수 사용하는 것이 액체를 트랩하는 것을 용이하게 하므로 바람직하다. 그러나, 돌기부 측부에 포집된 액체가 바닥부(56)를 향해 방울져 떨어지거나 유동하기 위해 돌기부가 충분히 떨어져 있도록 하는 밀도로 표면특성이 배열된다.
외측 플랜지(206)는 배출류가 외측 플랜지(206)와 벽체(23) 사이로 유동하는 것을 방지하도록 벽체(23)에 충분히 근접할 정도로 아래로 연장된다. 마찰에 따른 파편 발생의 위험성을 최소화하기 위해, 벽체(23)와 외측 플랜지(206) 사이에 틈이 존재하는 것이 바람직하다. 배출류가 배출구역(29)을 통해 지나갈 때, 이 근접한 틈 간격은 모든 배출류가 배출구역(29)을 통해 지나가도록 유체에 저항을 제공한다.
중간 배플부재(218)는 내측 배플부재(174)와 유사하며 환상의 배플 판(220)과 배플 후드(238)를 포함한다. 배플판(220)은 윗면(222), 밑면(224), 내측 림(226), 외측 플랜지(230) 및 내측 플랜지(234)를 포함한다. 환상의 배플 후드(238)는 공간부(252)를 형성하는데 도움을 주는 캡판(240), 유동통로를 구성하여 유동채널(244) 형성에 도움을 주며 하단부(246)와 내측면(248)을 갖는 내측 플랜지(242), 외측 플랜지(250) 및 정점(256)과 바닥(258)을 갖는 돌기부(254)를 포함한다. 중간 배플부재(218)의 후드(238)는 작동시 중간 배출구역(30)을 둘러싸며 집수역(53) 내의 트랩 기능을 제공하는데 조력한다. 또한, 내측 배플부재(174) 및/또는 중간 배플부재(218)는 이동가능하여서 내측 배플부재(174)가 중간 배플부재(218) 내에 중첩될 수 있고 따라서 둘 사이로 물질의 유동을 제한 또는 폐쇄할 수 있다. 또한, 두 배플부재(174,218)는 둘 사이에 유동통로를 개방하도록 분리될 수 있다.
외측 배플부재(262)는 내측 배플부재(174) 및 중간 배플부재(218)와 유사하며, 환상의 배플판(264)과 환상의 배플후드(282)를 포함한다. 배플판(264)은 윗면(266), 밑면(268), 내측 림(270), 외측 플랜지(274) 및 내측 플랜지(278)을 포함한다. 배플후드(282)는 공간부(296)를 형성하는데 도움을 주는 캡판(284), 유동톨로를 구성하여 유동채널(288) 형성에 도움을 주며 하단부(290)와 내측면(292)을 갖는 내측 플랜지(286), 외측 플랜지(294) 및 정점(300)과 바닥(302)을 갖는 돌기부(298)를 포함한다. 외측 배플부재(262)의 후드(282)는 작동시 외측 배출구역(31)을 둘러싸며 집수역(54) 내의 트랩기능을 제공하는데 조력한다. 또한 외측 배플부재(262)는 내측 배플부재(174) 및/또는 중간 배플부재(218)에 대해 이동가능하여서 중간 배플부재(218)가 외측 배플부재(262) 내에 중첩할 수 있고 따라서 둘 사이로 물질의 유동을 제한 또는 폐쇄할 수 있다. 또한, 두 배플부재(218,262)는 둘 사이로 유동통로를 개방하도록 분리될 수 있다.
장치(10)는 이들 방해물들이 서로에 대해 제어가능하게 가변적으로 이동할 수 있으며 또한 중첩할 수 있도록 배플부재(174,218 및/또는 262)의 하나 이상을 독립적으로 구동하는 구동장치(들)를 포함한다. 배플부재(171,262)를 이동시키는 구동장치가 도면에 예시되어 있다. 중간 배플부재(218)의 구동장치도 비슷하다. 내측 배플부재(174)의 경우, 내측 배플 구동모터(312)(모터 318은 중간 배플부재 218 구동에 사용됨)는 일측이 축(314)에 연결되고 이 축의 다른 일측이 내측 배플부재(174)에 연결된다. 축들은 내장되어서 하우징(69)의 축구멍(70) 내에서 상,하로 이동한다. 밀봉부(316)는 이들 영역에서의 누설을 방지한다. 이처럼, 내측 배플부재(174)는 중간 배플부재(218) 및 외측 배플부재(262)에 대해 독립적으로 이동될 수 있다.
마찬가지로, 외측 배플 구동모터(324)가 일측은 축(326)에 연결되고 이 출의 다른 일측은 배플부재(262)에 연결된다. 축(326)은 내장되어서 하우징(75)의 축구멍(76) 내에서 상,하로 이동한다. 밀봉부(328)는 이들 영역에서의 누설을 방지한다. 이처럼, 외측 배플부재(262)는 내측 배플부재(174) 및 중간 배플부재(218)에 대해 독립적으로 이동될 수 있다.
배플부재(174,218,262)는 처리챔버(503)로부터 처리유체를 포집 및 배출할 수 있는 소형의 제어가능한 복수 덕트 시스템의 특징부이다. 시스템의 덕트의 하나 이상은 어느 한 때 가변적으로 개방 또는 폐쇄될 수 있다. 도면에 도시된 실시예의 경우, 각 배출 덕트는 서로 독립적이며 불연속적이다. 이것은 유체가 다른 덕트를 통해 배출되는 경우 다른 배출방식이 사용될 수 있도록 한다. 또한, 다른 처리물질이 다른 덕트에서 포집될 수 있으므로, 그렇지 않고 재활용 처리물질이 다른 물질이 사용된 덕트로부터 회수된 경우 발생하는 교차오염 없이 재활용 되는 것을 촉진한다. 전형적인 처리에서, 한 종류 이상의 처리 유체가 작업물(12)의 한면 또는 양면에 분배된다. 척(94) 및 따라서 작업물(12)이 회전할 때, 처리 화학물질은 방사상 외측으로 유동하여서 적당한 개방 배출 덕트(들)로 유입된다. 배기류는 개방 덕트(들)을 통해 흡인될 수 있다. 이러한 배기류 흡인은 또한 입자나 연무(fume)의 제어에 도움이 된다. 교차오염을 방지하기 위해 최소량의 배기류가 폐쇄 덕트에 적용될 수 있다. 척(94) 및 따라서 작업물(12)이 정지상태인 실시예의 경우, 배기류 흡인은 처리물질을 방사상 외측으로 유인하여 적당한 배출 덕트로 유동케 한다.
장치(10)는 다양한 배출 구성을 가질 수 있다. 예시로써, 도 2 내지 7은 장치(10)의 다변성을 보여주는 대표적인 네개 배출구성을 보여준다. 도 2와 도 3은 내측 덕트통로(330)가 개방된 배출구성의 장치(10)를 보여준다. 이 구성에서, 세개의 모든 배플부재(174,218,262)는 상승되며 서로 중첩되어 있다. 이것은 부재들 사이로의 유동을 폐쇄하나 배플부재(174) 아래의 덕트통로(330)를 향한 환상 덕트 입구(332)는 개방한다. 배플판(176,220,264)은 판 사이로 유동은 폐쇄하도록 물리적으로 밀착될 수 있으나, 이는 입자가 발생할 수 있는 위험성을 초래한다. 따라서, 판(176,220,264)이 물리적으로 밀착되지 않으면서도 실질적으로 배출류 전부가 개방 덕트통로(330) 내로 유동하도록 충분한 유동저항을 발생할 정도로 근접하는 것이 바람직하다.
환상 덕트입구(332)는 작업물(12)과 척(94)의 외주를 둘러싼다. 덕트통로(330)는 덕트입구(332)로부터 짧은 거리로 방사상 외측으로 연장된다. 그리고 덕트통로(330)는 아래로 경사져서 드립 링(156)의 외측벽(166)과 내측 배플부재(174) 사이의 보다 축방향으로 배향된 유동채널을 포함하도록 한다. 이것은 덕트통로(330)를 집수역(52) 내로 연장한다. 덕트통로(330)는 유동채널(200)을 지나 후드(194) 아래로, 공간부(208)로, 입구(35)를 통해 배출구역(29)으로 그리고 출구공(36)을 통해 내측 배플 매니폴드(336)와 같은 적당한 배관으로 연장된다.
도 4는 중간 덕트통로(338)가 개방된 장치(10)의 또 다른 배출구성을 보여준다. 이 구성에서, 내측 배플부재(174)는 충분히 하강하여서 내측 덕트통로(330)로의 유동은 폐쇄된다. 내측 배플부재(174)는 환상의 드립 링(156)의 만곡된 상부 림(164)과 물리적으로 접촉할 수 있으나, 이들 부분들이 밀착하지 않으며 유동을 폐쇄할 정도로 충분히 근접하는 것이 바람직하다. 동시에, 캡판(196)은 배출구역(29)으로의 입구(35)에 대해 밀착하여 폐쇄한다. 한편, 중간 배플부재(218)와 외측 배플부재(262)는 중간 배플부재(218)가 외측 배플부재(262) 내에 중첩하도록 상승된다. 이것은 두 부재 사이의 유동은 폐쇄하나, 내측 배플부재(174) 위이고 중간 배플부재 아래의 중간 덕트통로(338)로의 환상의 덕트입구(340)는 개방한다.
덕트통로(340)는 작업물(12)과 척(94)의 외주를 둘러싼다. 덕트통로(338)는 덕트입구(340)로부터 방사상 외측으로 짧은 거리만큼 연장된다. 뒤이어 덕트통로(338)는 아래로 경사져서 중간 배플부재(218)와 내측 배플부재(174) 사이의 보다 축방향으로 배향된 유동채널을 포함한다. 이것은 덕트통로(338)를 집수역(53) 내로 연장한다. 덕트통로(338)는 유동채널(244)을 통해 후드(238) 아래로 공간부(252)로, 입구(40)를 통해 배출구역(30)으로 그리고 출구공(미도시)을 통해 중간 배플 매니폴드(344)와 같은 적당한 배관으로 연장된다.
도 5는 외측 덕트통로(346)가 개방된 장치(10)의 또 다른 배출구성을 보여준다. 이 구성에서, 내측 배플부재(174)와 중간 배플부재(218)는 하강하여 중첩되어서 판(176,220)이 내측 및 중간 덕트통로(330,338)로의 유동은 폐쇄할 정도로 충분히 근접한다. 동시에 캡판(196)은 배출구역(29)으로의 입구(35)에 대해 밀착하여 폐쇄하며, 캡판(240)은 배출구역(30)으로의 입구(40)에 대해 밀착하여 폐쇄한다. 한편, 외측 배플부재(262)는 상승함으로써 중간 배플부재(218) 위이고 외측 배플부재(262) 아래의 외측 덕트통로(346)로의 환상 덕트입구(348)를 개방한다.
환상 덕트입구(348)는 작업물(12)과 척(94)의 외주를 둘러싼다. 덕트통로(346)는 덕트입구(348)로부터 방사상 외측으로 짧은 거리만큼 연장된다. 뒤이어 덕트통로(346)는 아래로 경사져서 외측 배플부재(262)와 중간 배플부재(218) 사이의 보다 축방향으로 배향된 유동채널을 포함한다. 이것은 덕트통로(346)를 집수역(54) 내로 연장한다. 덕트통로(346)는 유동채널(288)을 통해 후드(282) 아래로 공간부(296)로 입구(45)를 통해 배출구역(31)으로 그리고 출구공(46)을 통해 외측 배플 매니폴드(352)와 같은 적당한 배관으로 연장된다.
도 6과 도 7은 덕트통로(330,338,346) 모두가 폐쇄되고 작업물(12)이 처리챔버(503)로 장입 및/또는 취출되는 장치(10)의 또 다른 배출구성을 보여준다. 이 구성에서, 배플부재(194,218,262)는 하강하여 중첩되어서 판(176,220,264)은 유동통로(330,338,346)로의 유동을 폐쇄할 정도로 충분히 근접한다. 동시에, 캡판(196)은 배출구역(29)으로의 입구(35)에 대해 밀착하여 폐쇄하며, 캡판(240)은 배출구역(30)으로의 입구(40)에 대해 밀착하여 폐쇄하며, 캡판(284)은 배출구역(31)으로부터 입구(45)에 대해 밀착하여 폐쇄한다. 선택에 따라서는 방해판(556)이 상승하여 처리챔버(503)로 및 챔버로부터 접근을 용이하게 할 수 있다.
도면들은 하나 이상의 마이크로일렉트로닉 작업물의 처리 중에 하나 이상의 처리물질을 분배하는데 유용한 방해/분배부(500)의 바람직한 일 실시예이다. 이 분배장치는 공급라인(미도시)을 통해 제공되는 처리물질의 하나 이상의 공급원(미도시)에 연결될 수 있다. 이들 물질은 필요시 공급 또는 혼합상태로 분배될 수 있다. 다양한 처리물질이 사용될 수 있으며, 장치(10)는 실행될 처리형태에 대해 매우 유연하다. 처리물질의 몇 가지 예로는 질소, 이산화탄소, 청정건공기, 알곤, HF가스, HF용액, 이소프로필 알콜용액, 탈이온수, 암모니아액, 황산용액, 질산용액, 과산화수소, 오존가스, 오존용액, 유기산 및 용제 등과 이들의 조합과 같은 가스 및 액체를 포함한다. 장치(100)에서 실행될 수 있는 처리와 화합약품의 또 다른 예는 대리인 서류번호 FSI 0156/US, 트레이시 개스트(Trary Gast)가 발명자의 하나인 마이크로일렉트로닉 기판의 스핀 건조장치 및 방법이란 명칭의 출원서에 기재되어 있는 것을 포함하며, 그 내용이 모두 여기에 참조로 포함된다.
방해/분배부(500)는 주 구성으로 천청판(504), 가동 지지부재(526), 분배 조립체(554) 및 선택사항이나 있는 것이 바람직한 셔터(818)를 포함한다. 전기, 공기 또는 다른 적당한 액추에이터(미도시)가 이들 구성품들의 구동을 위해 이용될 수 있다. 천정판(504)은 천정판(504) 위의 제 1존(506)과 천정판(504) 아래의 제 2존(508)을 형성하는데 도움을 주는 방해부를 형성한다. 제 2존(508)은 통상적으로 환상동체(558) 위의 제 2존(508) 부피인 공간부(502)와 통상적으로 환상동체(558) 아래의 제 2존(508) 부피인 처리챔버(503)를 포함한다. 공간부(502)와 처리챔버(503)의 칫수는 Z-축(527)에서의 분배 조립체 운동에 따라 변한다.
천정판(504)은 중앙통공(516)을 형성하는 내주부(514)와 외주부(512)를 갖는 패널(510)을 포함한다. 이 통공(516)은 임의의 형태를 가질 수 있으나, 도시된 바와 같이 원형인 것이 바람직하다. 외측 벽(515)은 패널(510)로부터 위로 연장하여 패널(510) 둘레에 벽을 형성한다. 벽(515)은 천정판(504)을 견고하게 하여 부품으로부터 누설을 방지하고, 천정판(504)을 그 프레임/하우징에 부착시키는 면을 제공한다. 원통형 중앙 벽(518)은 패널(510)로부터 위로 연장하며 상부림(520)과 베이스(522)를 갖는다. 베이스(522)는 통공(516) 근방의 패널(510)에 부착된다. 이렇게 하여, 원통형 벽(518)은 상부림(520)에서 베이스(522)까지 연장되는 통로(524)를 제공하며, 통로는 제 1존(506)과 제 2존(508) 사이로의 출구를 제공한다. 후술되는 바와 같이, 이 통로(524) 역시 분배 조립체(554)를 원하는 위치로 상승 및 하강시키는데 사용되는 가동 지지부재(526)의 일부뿐만 아니라 셔터(818)의 일부를 내장하는데 도움을 준다. 도시된 실시예에서, 가동 지지부재(526) 및 셔터(818)는 통로(524) 내에서 동축상으로 중첩된다.
가동 지지부재(526)는 상부림(530)과 하부림(532)을 갖는 내측 벽(528)을 포함한다. 외측벽(534)은 내측벽(528)과 동심원이며 상부림(536)에서 하부림(538)까지 연장된다. 환상 판(540)이 내측벽(528)의 상부림(530)을 외측벽(534)의 상부림(536)에 연계시킨다. 외측 환상 플랜지(546)는 외측벽(534)의 하부림으로부터 외측으로 연장되며 내측 환상 플랜지(548)는 내측벽(528)의 하부림(532)으로부터 내측으로 연장된다. 플랜지(546,548)는 가동 지지부재(526)를 견고하게 하는데 도움을 준다. 플랜지(548) 역시 고정공(549)를 통해 가동 지지부재(526)의 하측단에 분배 조립체(554)를 설치하기 위한 표면을 제공한다. 가동 지지부재(526)가 Z-축(527) 상에서 일정 범위의 운동을 하도록 하는 구동장치(미도시)가 외측 플랜지(546)에 결합될 수 있다.
가동 지지부재(526)의 내측벽(528)은 림(530)에서 림(532)으로 개방되는 도관(544)을 형성하는데 도움을 준다. 이 도관(544)은 제 1존(506)에서 가동 지지부재(526) 하측단에 부착되는 분배 조립체(554)까지 이어지는 배관 및 다른 구성품을 위한 편리하고 보호된 통로를 제공한다.
가동 지지부재(526)는 Z-축(527) 상에서 작업물(12)에 대해 이동할 수 있다. 분배 조립체(554)는 가동 지지부재(526)의 하측단에 설치되므로 Z-축(527)을 따른 가동 지지부재(526)의 이동은 작업물(12)에 대해 분배 조립체(554)를 상승 및 하강시킨다.
가동 지지부재(526)는 내측벽(528)이 통로(524) 내에 내장되도록 위치된다. 반면에 외측벽(534)은 통로(524) 외측에 위치하여서 벽(518)은 환상챔버(542) 내에 중첩된 상태를 유지한다. 벽(518,528,534)들 사이에는 환상의 틈이 있어서, 가동 지지부재(526)의 Z-축 운동 중 벽들은 맞닿지 않는다. 이들 틈은 처리 중 면들의 맞닿음으로 인한 부스러기 발생에 기인한 오염가능성을 감소시킨다. 또한 처리 중 제 1존(506)이 제 2존(508)에 대해 약간의 부압(negative pressure)을 유지하도록 하는 것이 바람직하다. 이것은 제 1존(506)으로부터 천정판(504) 및 가동 지지부재(526) 사이의 틈을 지나 제 2존(508)의 처리챔버(503) 내로 오염물이 전달되는 것을 방지한다. 제 1존(506)으로부터의 오염물이 제 2존(508)내 환경을 오염시키는 것을 최소화하는 또 다른 특정부로서는 가동 지지부재(526)의 외측벽(534)이 제 1존(506)에서 내측벽(528)과 중앙벽(518) 사이의 환상의 틈으로 직접 접근을 방지하는데 도움을 주는 배플(baffle)로서 작용한다. 중앙벽(518)이 환상챔버(542, 836) 내로 중첩되는 방식 또한 제 2존(508)내 환경의 완전성을 보호하기 위한 중앙벽(518)과 가동 지지부재(526)와 셔터(818)간 래버린스 실(labyrinth seal)을 제공하는데 도움을 준다.
분배 조립체(554)는 가동 지지조립체(526)의 하측단에 설치되며, 처리챔버(503) 내로 처리물질을 분배하기 위한 하나 이상의 독립적인 장치를 포함한다. 예를 들면, 분배 조립체(554)의 실시예가 적어도 하나, 바람직하게는 둘, 보다 바람직하게는 적어도 세개 종류의 분배기를 포함한다. 하나의 분배기로서 이들 장치는 조립체(554)가 작업물(12)을 향해 하나 이상의 처리 유체를 아래로 분사하도록 하는 하나 이상의 분배 구조물을 포함한다. 바람직한 실시예로서, 이 분배기는 제 1 및 제 2분배 봉체를 일체로 포함하는 분사노즐/방해구조물(556)과 같은 분배 구조물이다. 이들 독립적인 분배 봉체는 두개의 독립적인 처리물질이 동시에 작업물(12)에 분사되도록 한다. 물론, 다른 실시예로서 하나의 분배봉 또는 세개 이상의 분배봉을 포함할 수 있다.
본 실시예와 관련하여, 분사노즐/방해구조물(556)의 환상동체(558)는 처리챔버(503)의 덮개로 작용하여서 작업물 처리를 위한 보호환경을 제공하는데 도움을 준다. 그러나 환상동체(558)가 처리챔버(503)를 밀봉하지 않으며, 공기 유동에 대한 강력한 저항을 만들도록 배플부재(174,218,262)에 충분히 근접하는 것이 바람직하다. 장치(100)가 웨이퍼 전달 구성부(후술 됨) 내로 위치될 때, 환상동체(558) 과 배플부재(174,218,262)는 작업물(12)이 처리챔버(503) 내로 위치되거나 이로부터 취출되도록 하는 하나 이상의 부품들의 이동에 의해 분리된다.
보다 상세하게는 분사노즐/방해구조물(556)은 밑면(560), 윗면(562), 중앙공(575)을 형성하는 내주부(564) 및 외주부(566)를 갖는 환상동체(558)를 포함한다. 내주부(564)는 중앙공(575)을 통해 부드러운 공기 유동을 촉진하도록 둥글게 형성된다. 환상 립(568)이 윗면(562)과 정렬하는 방식으로 외주(566)로부터 방사상 외측으로 연장되는 것이 바람직하다. 립(568) 및 외주부(566)는 환상의 틈(572)을 형성한다. 환상동체(558)가 부착되는 가동 지지부재(526)의 Z-축 이동을 통해 환상동체(558)는 하나 이상의 배플부재(174,218 및/또는 262)의 내측 림(182,226 및/또는 270)이 환상의 틈(572)으로 끼워지도록 위치될 수 있다. 배플부재와 환상동체(558)간 접촉을 피하기 위해 환상의 틈(572)이 작게 유지되는 것이 바람직하다. 이것은 물질이 공간부(502)로부터 공정챔버(503)로 유동하는 것을 방지한다. 나사가 파인 구멍(574)이 환상동체(558), 따라서 분배 조립체를 고정공(549)을 통해 나사(846) 등을 사용하여 가동 지지부재(526)의 내측 환상플랜지(548)에 설치하는 것을 용이하게 한다.
환상동체(558)의 적어도 밑면(560)은 작업물(12)에 대해 방사상 외측 방향으로 아래를 향해 경사져서 작업물(12)과 환상동체(558) 사이에 테이퍼형(tapering) 유동채널(576)을 형성하는 것이 바람직하다. 경사진 밑면(560)은 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 원뿔, 포물선, 다각형 등의 하나 일수 있다. 예시의 목적으로 환상동체(558)는 중앙공(575)을 형성하도록 내주부(564)에서 절두된 중공의 절두 원추형 형상을 갖는다. 얻어지는 테이퍼형 유동 채널은 재순환 영역을 최소화 하면서 작업물(12)의 중앙으로부터 방사상 외측 유동을 촉진한다. 또한 테이퍼는 작업물(12)의 외측 변부로 접근하는 유체의 유동속도를 증가시키며 부드럽게 수렴시킨다. 이것은 액체가 튀기는 현상을 감소시킨다. 또한 밑면(560)의 각도는 액체가 직접 하부의 작업물(12)로 낙하하기 보다는 환상동체(558)의 외주부(566)로부터 유출되도록 한다.
분사노즐/방해구조물(556)의 암 구조물(578)은 중앙공(575)을 통해 연장되며 교차부(580,582)에서 환상동체(558)의 내주부(564)에 결합된다. 암 구조물(578)은 제 1 및 제 2 서브 암부(sub-arm portion)(584,586)를 포함한다. 암 구조물(578)은 중앙분배노즐부재(754)를 부착하기 위한 구멍(589)를 갖는다. 도시된 실시예에서, 제 1서브 암부(584)는 환상동체(558)의 인접부(590)와 정렬되나, 제 2서브 암부(586)는 환상동체(558)의 인접부(592)와 정렬된다. 특히, 서브 암부(584,586)의 밑면(598,608)은 환상동체(558)의 밑면(560)과 정렬된다. 이렇게 하여, 서브 암부(584,586)는 경사각 상태로 만난다. 암 구조물(578)은 중앙공(575)을 제 1 및 제 2구멍부(594,596)로 분할한다. 이들 구멍부(594,596)는 처리 중 처리챔버(503)에 대한 공기 유입구 역할을 한다. 인접한 암 구조물(578)의 변부는 유입구를 부드럽고 균일한 유동을 조장하도록 둥글게 형성된다.
제 1삼각형 홈(600)이 분사노즐/방해구조물(556) 하측에 형성된다. 이 홈(600)은 제 1서브 암부(584) 및 환상동체(558)의 인접부(590)를 따라 연장되는 분사노즐/방해구조물(556)의 제 1반경의 적어도 일부에 걸쳐서 형성된다. 홈(600)은 홈(600)과 인접면(604,606)을 따라 연장되는 꼭지영역(602)을 포함한다. 마찬가지로, 제 2삼각형 홈(610)이 분사노즐/방해구조물(556) 하측에 형성된다. 이 홈(610)은 제 2서브 암부(586) 및 환상동체(558)의 인접부(592)를 따라 연장되는 분사노즐/방해구조물(556)의 제 2반경의 적어도 일부에 걸쳐서 형성된다. 홈(600)과 마찬가지로, 홈(610)은 홈(610)과 인접면(미도시)을 따라 연장되는 꼭지영역(미도시)을 포함한다.
홈(600,610)은 처리물체의 각 흐름이 홈으로 삽입되는 하나 이상의 노즐 또는 노즐배열(후술 됨)로부터 분배되도록 하는 노즐장치를 포함한다. 노즐은 처리물질(들)을 작업물(12)로 분사하되, 각 홈과 연관된 노즐이 작업물(12)의 각 반경에 따른 처리를 담당함으로써 세척 효율을 크게 한다. 도시된 실시예에서, 홈(600,610)은 분사노즐/방해구조물(556)의 제 1 및 제 2반경에 걸쳐 있으며 서로 대향하고 있다. 이렇게 하여, 두 홈은 작업물(12)의 전 직경에 걸쳐서 있게 된다.
분사노즐/방해구조물(556)은 독립된 제 1분사 봉체를 환상동체(558)의 인접부(590)와 서브 암부(584) 내로 삽입하기 위한 몇개의 장치를 포함한다. 이 장치는 나사가 파인 밑면(624)와 플레어(flare) 커플링(626)을 갖는 유체 입구부재(622)를 포함한다. 공급튜브(854)는 커플링(626)에 유동가능하게 결합되며 밑면(624)과 나사결합하는 플레어(flare) 너트(856)에 의해 위치에 유지된다. 도관(628)이 입구공(630)으로부터 유동채널(632)로 연장되며, 유동채널은 환상동체(558)의 인접부(590)의 일부와 서브 암부(584)를 통해 방사상 외측으로 연장된다. 분기도관(636)이 유동채널(632)로부터 꼭지영역(602)을 따라 분포되어 있는 노즐(638)배열의 각 노즐까지 외측으로 연장된다. 노즐(638)의 배열은 다른 배열 패턴이 사용될 수 있으나, 선형인 것이 바람직하다. 노즐(638)의 배열은 하측의 작업물(12) 반경의 적어도 일부, 바람직하게는 전부에 걸쳐 있다.
사용시, 노즐(638)을 통해 분배될 물질은 공급튜브(854)를 통해 유입공(630)으로 공급된다. 물질은 유입공(630)으로부터 도관(628)을 지나 유동채널(632)로 흐른다. 또한 유동채널(632)로부터 노즐(638)로 이어지는 분기도관(636)으로 분배되고, 노즐(638)의 배열로부터 분배된다.
또한 서브 암부(584)는 나사가 형성된 밑면(644)과 플레어 커플링(646)을 갖는다. 공급튜브(850)는 커플링(646)에 유동가능하게 결합되며 밑면(644)과 나사 결합하는 플레어 너트(852)에 의해 위치에 유지된다. 도관(648)이 입구공(650)으로부터 2분지부(652)로 연장되며, 여기서 유동채널이 도관(654,656)으로 분할된다. 도관(654,656)은 2분지부(652)로부터 각 유동채널(658,660)로 연장된다. 각 유동채널(658,660)은 환상동체(558)의 인접부(590)와 서브 암부(584)를 통해 방사상 외측으로 연장된다. 복수의 분기도관(미도시)에 유동채널(658)로부터 홈(600)의 면(604)을 따라 분배된 각 노즐(664)의 배열로 연장되며, 분기도관(미도시)은 홈(600)의 면(606)을 따라 분배된 각 노즐(665)의 배열로 연장된다. 노즐(664,665)의 각 배열은 다른 배열도 가능하나 노즐(638)의 배열에 평행하며 또한 상호 선형으로 평행한 것이 바람직하다. 노즐(664,665)의 배열은 하측의 작업물(12) 반경의 적어도 일부, 바람직하게는 전부에 걸쳐 있다.
노즐(664,665)을 통해 분배될 물질은 공급튜브(850)를 통해 유입공(650)으로 공급된다. 물질은 유입공(630)으로부터 도관(648)을 지나 유동하며, 2분지부에서 도관(654,656)으로 분배된다. 각 유동은 채널(658,660)을 지나 분기관(미도시)으로 분배되고 노즐(664,665)의 배열로부터 분배된다.
도관(628), 유동채널(632) 및 분기도관(636)은 보링(boring) 기술로 형성되는 것이 편리하다. 예를 들면, 유동채널(632,658,660)은 환상동체(558)의 외주부(566)로부터 방사상 내측으로 해당 구멍을 보링하여 형성될 수 있다. 유동채널(632,658,660)용 구멍을 보링한 후, 플러그(640)가 유동채널(632,658,660)의 단부를 밀봉하도록 삽입될 수 있다.
노즐(638,664,665)은 수렴방식으로 유체류를 분배하여서 분배된 유체가 서로 충돌하여 미립화 된다. 액체, 기체 또는 이들의 조합이 분사봉체(620)로 분배될 수 있다. 작업모드의 일예로 액체가 공급튜브(850)를 통해 공급되어 노즐(664,665)로 분사되고 가스는 공급튜브(854)를 통해 공급되어 노즐(638)로 분사된다. 각각 독립적으로 또는 함께 공급될 수 있다. 함께 공급되는 경우, 분배된 가스류는 분배된 액체류를 보다 미립화시키는데 도움을 준다.
작업물(12) 표면에 대한 분배 궤적, 간격, 노즐(638,664,665)의 오리피스 크기 등은 분배류의 분사특성에 맞도록 변경될 수 있다. 예를 들면, 작업물(12)의 반경을 따라 보다 균일한 분사를 위해 노즐 오리피스의 간격, 오리피스 크기가 변경될 수 있다.
부가적인 독립 분사봉체가 분사노즐/방해구조물(556) 내로 삽입될 수 있다. 도시된 바와 같이, 이 부가적인 봉체는 환상동체의 인접부(592) 및 제 2서브 암부(586) 내로 삽입되어 분사노즐/방해구조물(556)의 제 2반경을 따라 연장되는 것을 제외하고는 전술한 제 1분사봉체와 동일하다. 제 2분사봉체를 제공하는 구성부는 나사부가 형성된 밑면(670) 및 플레어 커플링(672)을 갖는 제 1유동 입구부재(668)와 나사부가 형성된 밑면(676) 및 플레어 커플링(678)을 갖는 제 2유동 입구부재(674)를 포함한다. 공급튜브(862)는 플레어 커플링(672)에 유동가능하게 결합되며 나사부가 형성된 밑면(670)과 결합하는 플레어 너트(864)에 의해 위치에 유지된다. 공급튜브(862)를 통해 공급된 물질은, 꼭지영역(602)을 따른 노즐(638)의 배열과 유사한, 홈(610)의 꼭지영역을 따른 노즐의 배열(미도시)을 통해 분배된다. 이들 물질은 도관(628)과 유사한 도관(미도시), 유동채널(632), 제1 분사봉체(620)의 분기도관(636)을 통해 전달된다. 또 다른 공급 튜브(858)가 플레어 커플링(678)에 유동가능하게 연결되며 나사부가 형성된 밑면(676)과 결합하는 플레어 너트(860)에 의해 유지된다. 공급 튜브(858)를 통해 공급된 물질은, 면(646,606)상의 노즐(664,665)과 유사한, 홈(610)의 면상의 노즐의 배열(미도시)을 통해 분배된다. 물질은 유입도관(648)과 유사한 도관(미도시), 그 분기관(652), 도관(654,656), 유동채널(658,660) 및 제 1 분사봉체(620)에서 사용된 분기도관(미도시)를 통해 전달된다.
환상동체(558)의 적어도 밑면(560)은 장치(10)를 사용하여 실행될 처리(들)의 성질에 따라 친수 또는 소수성일 수 있다. 보다 바람직하게는, 분사노즐/방해구조물(556) 전체가 원하는 친수성 또는 소수성을 갖는 하나 이상의 물질로 형성될 수 있다.
또한, 분배 조립체(554)는 하측의 작업물(12) 중심으로 하나 이상의 처리유체를 분배하는 분배장치를 포함한다. 처리유체는 직렬로, 동시에, 오버랩 방식으로 분배될 수 있다. 이 장치는 중앙분배부재(754)와 같은 분배 구조물에 의해 제공된다. 예를 들면, 도시된 중앙분배부재(754)는 서로 다른 두처리 물질이 동시에 작업물(12)로 분배되도록 하는 독립된 두개의 노즐을 포함한다. 물론, 하나의 분배노즐 또는 세개 이상의 노즐만을 포함하는 실시 예도 가능하다.
보다 상세하게 설명하면, 중앙분배부재(754)는 상부(758), 측벽(760) 및 하부(762)를 갖는 동체(756)를 포함한다. 제 1 및 제 2 플레어 커플링(764,766)이 상부(758)로부터 돌출한다. 제 1 및 제 2 림(768, 770)이 하부(762)로부터 돌출한다. 제 1 도관(772) 이 제 1 입구공(774)으로부터 제 1 출구공(776)으로 연장되며, 제 2 도관(778)이 제 2 입구공(780)으로부터 제 2 출구공(782)으로 연장된다.
나사부가 형성된 구멍(788)을 갖는 핀(786)이 동체(756)를 통해 연장되는 도관(790)에 내장된다. 핀(786)은 구멍(788)이 도관(791)과 정렬하도록 동체(756)로 삽입된다. 고정나사(793)가 구멍(788)으로 끼워져서 도관(791)에 내장됨으로써 중앙분배부재(754)를 분배 조립체(554)에 설치하는 것에 도움을 준다. 한 쌍의 릴리프(relief)(792,794)가 동체(756)에 형성되어서 분사된 처리유체가 중앙분배부재(754)와 충돌하는 것을 방지한다.
공급튜브(866,868)가 리테이너/스페이서 클램프(796)를 사용하여 플레어 커플링(764,766)에 결합된다. 사용시, 중앙분부부재(754)로부터 분배될 물질은 공급튜브(866,868)의 하나 또는 양자로부터 공급되며, 입구공(774,780)의 하나 또는 양 자로 공급된다. 물질은 입구공(774 및/또는 780)으로부터 도관(772 및/또는 778)을 지나 유동하며, 한 쌍의 노즐을 구성하는 출구공(776 및/또는 782)으로부터 작업물의 중앙을 향해 분배된다. 출구공(776 및/또는 782) 역시 작업물(12)에 대한 처리유체의 보다 완전한 커버를 위해 각지게 형성될 수 있다.
중앙분배장치 외에, 분배조립체(554)는 하나 이상의 처리유체가 작업물(12)을 향해 샤워기 꼭지형태로 하강분배되도록 하는 분배장치를 포함한다. 이 방식은 처리챔버(503)로 하나 이상의 가스 및/또는 기체를 균일하게 분배하는데 유용하다. 실시 예에서, 이 장치는 샤워기 꼭지형태 분배부재(680)와 같은 분배구조물에 의해 제공된다. 예시를 위해, 부재(680)는 동일 또는 독립적일 수 있는 두개의 공급류를 공급받으며, 이에 의해 서로 다른 두 처리물체가 동시에 처리챔버(503)내로 분배된다. 물론, 하나 또는 세개 이상의 공급류를 포함하는 실시 예도 가능하다.
분배부재(680)는 밑면(682) 및 덮개(734)를 포함한다. 밑면(682)은 원형바닥(684) 및 움푹 들어간 보조바닥(686)을 포함한다. 벽(688)이 바닥(684)과 보조바닥(686)을 연결한다. 보조바닥(686)은 배관이 분사노즐/방해구조물(556) 및 중앙분배노즐부재(754)로 이어지도록 하는 몇개의 구멍을 포함한다. 특히, 구멍(690,696,702,708)이 각각 유체입구부재(622,642,668,674)에 맞춰진다. 공급튜브(850,854,862,858)를 각 플레어 커플링(646,626,672,678)에 설치할 때, 플레어 너트(852,856,864,860)가 쇼울더(700,694,706,712)에 각각 착좌된다. 선택에 따라서는, 잼너트가 쇼울더(694,700,706,712)에 착좌되어서 플레어 너트가 이중기능을 수행할 필요가 없도록 할 수 있다. 유사하게, 구멍(714,716)이 공급튜브(866,868) 를 중앙분배노즐부재(754) 상의 각 플레어 커플링(764,766)에 결착시키기 위한 접근통로를 제공한다.
구멍(718)은/스페이서 클램프(796)와 나사(793)를 사용하여 중앙분배부재(754)를 구멍(589) 내 그리고 보조바닥(686)의 하측에 설치하는 것을 용이하게 한다. 클램프(796)는 측벽(800), 상부(802) 및 하부(804)를 갖는 동체(798)를 갖는다. 제 1 및 제 2 도관(806,808)이 중앙분배부재(754)에 결합하는 공급튜브(866,868)를 내장하여 그 정렬을 유지하게 한다. 도관(810)은 중앙분배부재(754)를 위치에 고정하는데 사용되는 나사(793)를 내장한다. 동체(798)는 클램프(796)가 플레어 너트(856,864) 사이에 위치하도록 대향 측부상에 돌출된다.
밑면(682)의 바닥(684)은 보조바닥(686)의 양측에 위치되는 제 1 영역(720) 및 제 2 영역(725)을 포함한다. 제 1 영역(720)은 노즐(722)의 배열을 포함하며 제 2 영역(725)은 노즐(728)의 배열을 포함한다.
덮개(734)는 빔(739)과 환상림(738)에 의해 보강되는 중앙 돌출패널(736)을 포함한다. 제 1 및 제 2 챔버(740,741)는 덮개(734)와 밑면(642)사이에 형성된다. 제 1 챔버(740)는 덮개(734)와 노즐(722)사이에 위치되며, 제 2 챔버(741)는 덮개(734)와 노즐(728)사이에 위치된다. 예시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 챔버(740,741)는 서로 분리되어 있으나, 공통 공급원을 갖는다. 원하는 경우, 독립된 공급원이 사용될 수 있다. 유동입구부재(742)가 중앙패널(736)로부터 위로 돌출한다. 입구부재(742)는 나사부가 형성된 밑면(744) 및 플레어 커플링(746)을 포함한다. 공급튜브(747)는 플레어 커플링(746)에 결합되며 밑면(744)과 맞물리는 플레어 너트(748)를 통해 위치에 고정된다. 도관(749)은 입구공(750)에서 출구공(751)으로 연장되며, 도관(749)은 챔버(740,741)내로 개방된다.
밑면(682)의 외주부(732)상의 설치공(730) 및 덮개(734) 상의 설치공(752)은 나사(846)를 사용하여 샤워꼭지형 분배부재(680)를 환상동체(558)에 설치하는 것을 용이하게 한다. 받침대(stand off)(844)가 샤워꼭지 분배부재(680)를 원하는 위치에 유지케 한다. 분배부재(680)는 노즐(722,728)이 구멍 서브섹션(594,596) 위에 위치하도록 분사노즐/방해구조물(556)에 설치된다.
사용시, 하나 이상의 처리유체, 특히 하나 이상의 가스(들)유동이 하나 또는 두개의 공급튜브(747)를 통해 분배부재(680)에 공급된다. 각 튜브(747)에 공급된 처리유체는 같거나 다를 수 있다. 처리유체는 도관(749)을 통해 챔버(740,741)내로 도입된다. 챔버(740,741)내 처리유체의 압력은 같아서 노즐(722,728)을 통한 유동은 균일하다. 노즐 상류의 챔버(740,741)내 유동의 차압은 균일유동을 위해 종래와 같이 노즐(722,728)자체를 통과할 때 압강하보다 작은 것이 바람직하다. 노즐(722,728)을 통해 분배될 때, 분배유체(들)는 구멍 서브섹션(594,596)을 통해 작업물(12)로 유동한다. 이 유동을 용이하게 하기 위해 하나 이상의 배출구역(29)을 통해 배출류가 흡인될 수 있다.
셔터(818)가 도 3과 도 6에 도시된 바와 같은 완전 개방위치 및 도 2에 도시된 바와 같은 완전 폐쇄위치를 포함하는 운동범위에 걸쳐서 Z-축(527)상에서 작업물(12)에 대해 독립적으로 이동할 수 있다. 셔터(818)는 셔터(818)가 부분적으로 개방/폐쇄되는, 두 극단위치 사이의 중간위치에 위치될 수 있다. 셔터(818)가 폐쇄된 위치인 도 2에서, 가동지지부재(526)는 처리위치로 하강하여서 배플부재(174,218,262)는 환상동체(558)의 환상틈(572)내에 위치된다. 이것은 처리챔버(503)내 환경의 완전성을 보호하는데 도움이 된다. 한편, 셔터(818)는 상승되어서 환상판(832)이 환상판(540)에 인접하여 위치되도록 환상챔버(542)내에 중첩된다. 불필요한 오염을 발생시키는 접촉을 방지하기 위해 환상판(832,540)사이에 작은 틈이 유지되는 것이 바람직하다. 이렇게 셔터(818)가 상승하여 개방되면, 공간부(502)의 하나 이상의 가스 및/또는 증기가 구멍 서브섹션(594,596)에 의해 형성된 공기취입구를 통해 처리챔버(503)내로 자유롭게 도입된다. 간단하게 말하며, 도2는 작업물(12)에 대한 처리(들)을 실행하는데 유용한 장치(10)의 예시적인 구성의 일 실시 예를 보여준다.
도 6에서, 가동지지부재(526)(및 따라서 분배조립체 554)가 배플부재(174,218,262)로부터 이격하여 상승되면, 작업물(12)이 틈(874)을 통해 지지척(94)상의 그 위치로 또는 그 위치로부터 이송된다. 도 6은 장치(10)로 및 이로부터 작업물(12)이송을 완료하는데 유용한 예시적 장치(10)구성의 일 실시 예를 보여준다.
도 2는 셔터(818)가 폐쇄위치에 있는 장치(10)의 예시적 구성을 보여준다. 도 2의 장치구성은 도 3과 동일하나, 하부림(824)이 환상동체(558)의 상부면(562)에 근접하여 위치되도록 가동지지부재(526)에 대하여 하강된 점이 다르다. 하부림(824)이 상부면(562)과 실질적으로 접촉하지 않도록 작은 틈이 유지되는 것이 바람직하다. 이 구성에서, 셔터(818)는 셔터(818)외측의 공간부(502)의 부피로부터 처리챔버(502)내로 공기유입을 차단하면서 분배조립체(554)를 통해 처리챔버(503)로 도입된 하나 이상의 가스 및/또는 증기를 담는데 유용한다. 예를 들면, 밀폐된 셔터(818)는 샤워꼭지 분배부재(680)를 통해 작업물(12)로 분배될 IPA-부화된 가스/증기의 "연무(fog)"를 담기 용이하다. 또 다른 예로서, 밀폐된 셔터(818) 역시 분사노즐/방해구조물(556) 아래를 세척하는데 사용될 유체를 담는데 유용하다. 처리챔버(503)에 대한 공간부(502)에 유지된 적당한 부압은 오염물이 처리챔버(503)로 들어오는 것을 방지하는데 유용하다.
보다 상세히 설명하면, 셔터(818)는 상부림(822)과 하부림(824)을 갖는 내측벽(820)을 포함한다. 외측벽(826)은 내측벽(820)과 동심원이며 상부림(828)에서 하부림(830)까지 연장된다. 환상판(832)은 내측벽(820)의 상부림(822)을 외측벽(826)의 상부림(828)에 연결시켜서 벽(820)과 벽(826)사이에 환상챔버(836)를 형성한다. 외측 환상플랜지(838)는 외측벽(826)의 하부림(830)으로부터 외측으로 연장되어서 셔터(818)를 보강하는데 기여한다. 환상플랜지(838) 역시 Z-축(527)상에서 운동범위에 걸쳐 작업물(12)의 표면에 대해 이동하는데 기여하는 작동구조물(비도시)을 설치하기 위한 표면을 제공한다.
셔터(818)의 내측벽(820)은 상부림(822)에서 하부림(824)까지 개방된 도관(834)을 형성한다. 가동지지부재(526)의 내측벽(528)은 이 도관(834)내에 내장된다. 작은 환상틈이 내측벽(820)과 내측벽(528)을 분리시켜서 어느 하나 또는 양자 모두가 Z-축(527)상에서 이동될 때 서로 닿는 부분이 없다.
셔터(818)는 벽(518)이 내측 환상챔버(836)내에 중첩되어 유지되게 하기위해 외측벽(826)이 통로(524)외측에 있도록 위치된다. 다음에, 셔터(818)의 상부가 가동지지부재(526)의 환상챔버(542)내에 중첩된다. 벽 표면들 간의 접촉은 오염물을 발생할 수 있으므로 벽(528,820,518,826,534)들 사이에 작은 환상틈이 존재하여서 가동지지부재(526)의 Z-축 이동중 벽들이 접촉하지 않는 것이 바람직하다.
당업자라면, 본 발명의 여기에 기술된 설명, 예시로부터 다른 실시 예들이 가능함을 알 수 있을 것이다. 후술될 청구범위에 기재된 발명의 범위를 벗어남이 없이 여기에 기술된 발명사상, 실시 예의 변형, 부분생략 및 변경이 가능하다.