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KR101191337B1 - 하나 이상의 처리 유체로 마이크로일렉트로닉 워크피스를 처리하는데 사용되는 장치용 배리어 구조물 및 노즐장치 - Google Patents

하나 이상의 처리 유체로 마이크로일렉트로닉 워크피스를 처리하는데 사용되는 장치용 배리어 구조물 및 노즐장치 Download PDF

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KR101191337B1
KR101191337B1 KR1020097001899A KR20097001899A KR101191337B1 KR 101191337 B1 KR101191337 B1 KR 101191337B1 KR 1020097001899 A KR1020097001899 A KR 1020097001899A KR 20097001899 A KR20097001899 A KR 20097001899A KR 101191337 B1 KR101191337 B1 KR 101191337B1
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KR
South Korea
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workpiece
barrier structure
spray
liquid
barrier
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지미 디. 콜린즈
데이빗 덕라커
트레이스 에이. 가스트
앨런 디. 로즈
Original Assignee
에프에스아이 인터내쇼날 인크.
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Abstract

본 발명은 액체, 가스, 유동화된 고체, 분산물, 이들의 조합 등을 포함하는 하나 이상의 처리 물질로 마이크로일렉트로닉 워크피스를 처리하는 장치를 제공한다.
Figure R1020097001899
마이크로일렉트로닉 워크피스, 노즐, 친수성

Description

하나 이상의 처리 유체로 마이크로일렉트로닉 워크피스를 처리하는데 사용되는 장치용 배리어 구조물 및 노즐장치{BARRIER STRUCTURE AND NOZZLE DEVICE FOR USE IN TOOLS USED TO PROCESS MICROELECTRONIC WORKPIECES WITH ONE OR MORE TREATMENT FLUIDS}
본 출원은 하나 이상의 처리 유체로 마이크로일렉트로닉 워크피스를 처리하는데 사용되는 장치용 배리어 구조물 및 노즐장치라는 발명의 명칭으로 2006년 7월 7일 출원된 미국 가출원 제60/819,133호에 기초하여 35 USC§119(e)에 따른 우선권을 주장하며, 상기 가출원의 전 내용이 참조에 의해 여기에 포함된다.
본 발명은 액체와 가스를 포함하는 하나 이상의 처리 유체로 마이크로일렉트로닉 물체를 처리하는데 사용되는 장치를 위한 배리어 판과 분배조립체에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 향상된 유체유동, 유체담지(fluid containment), 열수용(thermal accomodation), 및/또는 건조능력을 갖는 배리어판 및 분배조립체를 포함하는 그러한 장치에 관한 것이다.
마이크로일렉트로닉 산업은 여러 가지 상이한 공정에 의존하여 마이크로일렉트로닉 장치를 제조한다. 많은 공정은 일련의 처리를 포함하며, 이 처리에서 상이한 종류의 처리 유체가 원하는 방법에 따라 워크피스(workpiece)와 접촉하게 된다. 이들 유체는 액체, 기체 또는 이들의 조합일 수 있다. 일부의 처리에서, 고체는 액체에 현탁 또는 용해되거나 기체에 비말동반될(entrained) 수 있다. 적절한 폐기, 재순환, 퓸 담지(fume containment), 공정감시, 공정제어, 또는 다른 처리를 포함하는 다양한 이유로 이들 처리유체를 포집 및 회수하는 것이 대단히 바람직하다.
포집기술의 하나는 처리유체를 포집하기 위해 적절히 배치된 덕트들의 사용을 포함한다. 예를 들면, 마이크로일렉트로닉 산업에서의 전형적인 제조장치는 정지 플래튼(platen), 회전하는 턴테이블, 또는 회전가능한 척과 같은 적당한 지지부 상에 공정챔버 내의 하나 이상의 워크피스를 지지하는 것을 포함한다. 하나 이상의 덕트가 지지부의 외주를 따라 적어도 부분적으로 위치된다. 처리유체가 공정챔버 내로 도입될 때, 배기(排氣) 가스가 사용되어 처리유체를 하나 이상의 덕트 내로 흡인하는데 도움을 줄 수 있다. 회전하는 지지부와 관련하여, 원심력이 회전하는 워크피스 및/또는 지지부표면 상의 유체가 회전축으로부터 덕트(들) 내로 방사상 외측으로 유동하도록 한다.
종래에 장치는 상이한 처리유체를 포집하기 위해 하나의 덕트를 포함할 수 있다. 그러나, 이처럼 하나의 덕트를 사용하는 것은 모든 경우에서 바람직한 것은 아니다. 예를 들면, 일부의 처리유체는 다른 처리물질의 존재시에 매우 반응적으로 될 수 있다. 경우에 따라서는, 상이한 포집조건을 사용하여 상이한 유체를 포집하는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 재순환이 요구되는 경우와 같은 때는, 다른 유체로 오염되는 것을 피하기 위해 특정 덕트에 유체를 포집하는 것이 바람직하다.
따라서, 복수의, 상호 간에는 고정되어 적층된(stacked) 덕트가 사용되어 왔 다. 워크피스 지지부 및/또는 적층된 덕트 자체는 적절한 덕트가 위치로 오도록 상승되며 하강된다. 이러한 종래의 방식은 심각한 단점을 갖는다. 적층된 덕트는 고밀도 도구 패키징(packaging)을 더욱 어렵게 한다. 또한 상이한 덕트들은 교차오염될 수 있는데, 이는 덕트들이 항상 워크피스에 대해 개방되어 있으며/또는 배기가스 레벨이 개별적으로 제어되지 않기 때문이다. 또한 일부의 공지 덕트시스템은 배기류의 액체와 기체성분 분리능을 갖지 않을 수 있다. 덕트 구조물 자체가 가동성인 일부 장치에서, 외부 배관(plumbing)으로의 드레인 및 배기 연결부 역시 가동성이어야 하기 때문에 장치 설계, 제조, 사용, 및 서비스에 과도한 복잡성을 부가한다.
가요성 덕트시스템을 포함하는 혁신적인 장치가 미국출원공개 제US-2007/0022948-A1호(이하 제1 출원이라 함)뿐만 아니라, 하나 이상의 처리 유체로 마이크로일렉트로닉 워크피스를 처리하는데 사용되는 장치용 배리어 구조물 및 노즐장치라는 발명의 명칭, FSI0166US의 대리인 서류번호, 콜린즈 등의 이름으로 2006년 3월 15일 출원된 미국특허출원 제11/376,996호(이하 제2 출원이라 함)에 기술되어 있다. 이들 미국출원의 전 내용이 참조에 의해 여기에 포함되어 진다. 상기 출원들의 "처리섹션(processing section) 11"은 바람직하게 하나 이상의 덕트통로가 선택적으로 개방 및 폐쇄되도록 하는 중첩된(nested) 덕트 특징을 포함한다. 예를 들면, 구조물들이 서로 이격될 때, 하나의 덕트통로가 개방되며 구조물들 사이에서 확대된다. 구조물들이 서로 가까워지면, 구조물들 사이의 덕트는 폐쇄되며 크기가 축소된다. 바람직한 실시예에서, 가동형 덕트 구조물이 어떻게 위치되는 가에 따라 복수의 덕트가 동일부피의 공간에 존재할 수 있다. 이렇게 하여, 복수의 덕트가 단지 하나의 덕트가 차지하는 부피보다 약간 큰 부피를 차지할 수 있다. 덕트는 재순환, 폐기, 또는 다른 처리를 위해, 액체 및/또는 기체를 포함하여 여러 처리유체를 포집하는데 사용된다. 상이한 처리유체는 교차오염을 최소화하며/또는 상이한 유체에 대한 특정 포집방안을 사용하기 위해 상이한, 독립된 덕트로 회수될 수 있다. 덕트 구조물의 중첩된 특징으로 인해, 또한 덕트시스템은 극히 소형(compact)이다.
또한 상기 출원들은 혁신적인 스프레이 노즐/배리어 구조물을 기술하고 있다. 이 구조물은 처리물질을 스프레이, 중앙 분배장치, 및 샤워헤드(showerhead)와 같은 다양한 방법으로 분배하는 능력을 포함한다. 배리어 구조물은 하부의 워크피스 위에 위치한다. 배리어 구조물의 하부면은 워크피스 위의(over) 점점 가늘어지는(tapering) 유동채널을 형성하도록 하는 형상을 갖는다. 이 방법은 다양한 이점을 제공한다. 가늘어지는 유동채널은 재순환하는 영역을 최소로 하면서 워크피스의 중심으로부터 외측으로의 방사상 유동을 촉진하는데 도움을 준다. 또한 가늘어짐에 따라 유연한 커버리지(coverage)와 워크피스의 외측변부로 접근하는 유동유체의 속도증가에 도움을 준다. 이는 액의 튀김효과(splash effects)를 감소시키는데 도움을 준다. 또한 하부면의 각은 하부면 상의 액이 외측 주연부를 향하여 배출되도록 한다. 또한 가늘어지는 구성은 입자들이 워크피스로 재순환되는 것을 감소시키는데 도움을 준다. 또한 이 구성은 유체의 보다 양호한 담지에 의해 화학적 이용율(chemical reclaim efficiency)을 촉진하는데 도움을 준다.
이러한 모든 장점에도 불구하고, 여전히 더욱 개선할 점이 있다. 우선, 워크피스의 처리 중에, 배리어 구조물의 하부면은 처리 중에 사용된 액(들)의 방울이나 막을 가질 수 있다. 사이클 시간에 대한 과도한 영향이 없이 배리어 구조물의 하부면을 신속히 그리고 효과적으로 세척 및/또는 건조시키는 방법을 발견하는 것이 바람직하다.
또 다른 문제로서, 워크피스의 중앙영역은 일반적으로 하부의 워크피스의 반경 정도인 스프레이 봉으로 처리될 때 덜 처리되는 경향이 있다. 그러나, 전체 직경의 스프레이 봉보다 반경-길이의 스프레이 봉을 사용하는 것이 제조의 용이함 또는 워크피스의 중앙 근방에 스트림(stream) 분배가 요구될 때 바람직하다. 따라서, 반경 스프레이 봉의 처리균일성을 향상시키는 것이 바람직하다.
또한 공지의 배리어 구조물은 일체형 부재로서 스프레이 봉 장치를 포함한다. 일체형 구성부는 상대적으로 큰 열 질량(thermal mass)을 갖는다. 가열된 물질이 스프레이 봉 장치를 통해 분배될 때, 일체형 구성부의 보다 큰 열 질량에 따른 열 싱크(heat sink)효과는 분배될 물질을 냉각시킬 수 있으며 워크피스와 접촉하는 물질의 온도균일성에 영향을 줄 수 있다. 이는 바람직하지 않은 방식으로 처리성능에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 이러한 바람직하지 않은 열 영향을 최소화할 필요가 있다.
또한, 공정챔버 내의 연무 담지(mist containment)와 관련한 문제가 있다. 배리어 구조물의 중앙영역은 처리 중에조차도 일반적으로 개방된다. 중앙영역은 공기유동을 허용하며 굴뚝과 같은 기능을 하여서 이를 통해 배관 구성부들이 분배 구 성부들로 이어진다. 처리, 특히 스프레이 처리 중에, 일부 분배된 물질은 굴뚝을 통해 상부로 배출되는 경향이 있다. 공기유동통로는 여전히 개방된 채로 물질을 공정챔버에 담지시키는 것이 매우 바람직하다.
본 발명은 액체, 가스, 유동화된 고체, 분산물, 이들의 조합 등을 포함하는 하나 이상의 처리 유체로 마이크로일렉트로닉 물체를 처리하는데 사용되는 장치를 제공한다. 본 발명은 젖은 표면의 신속하고, 효율적인 세정 및/또는 건조방법을 제공하며, 특히 워크피스가 그 위에 점점 가늘어지는 유동채널을 형성하는 방식으로 처리되는 경우 워크피스 위에 위치되는 배리어판과 같은 가동형 배리어 구조물의 하부표면을 건조시킬 때 특히 유리하다. 대표적인 실시예에서, 배리어 구조물의 하부면에는 하부면 상의 액체를 포집 및/또는 담지하는데 도움을 주는 (표면의 홈이나 다른 압입부 또는 표면으로부터의 림(rim), 탭(tab)이나 돌출부를 포함하는) 구성부가 제공된다. 이때 흡출(aspirating) 및/또는 심지(wicking)기술이 사용되어, 예를 들면, 하부면을 건조시키는데 도움이 되도록, 포집 또는 담지된 액체를 제거한다. 이 기술은 특히 하부면과 접촉되는 건조공기 등과 조합하여 사용되면 신속하고 효율적이다. 흡출된 유체는 다양한 방법으로 취출된다. 예를 들면, 흡출구가 외측변부 상의 배리어 구조물 하부면에 또는 배리어 구조물과 유체연통하게 위치되는 별도의 구성부에 위치될 수 있다.,
또한 본 발명은 스프레이 장치와 배리어판 사이의 열영향을 최소화하는 방법을 제공한다. 상기 제1 및 제2 출원은 스프레이 장치와 배리어판이 하나의, 일체형, 상대적으로 큰 열 질량 구성부인 장치를 기술하고 있으나, 본 발명의 일부 예는 이들을 별도의 구성부로 제공하는 것을 포함한다. 상대적으로 작은 열 질량 스프레이 장치는 보다 신속하게 그리고 보다 균일하게 가열될 것이다. 즉, 배리어판이 스프레이 장치에 대한 열 싱크로서 작용하는 정도가 최소화된다. 스프레이 장치와 배리어 구조물을 별도의 구성부로 제공하는 것은 각 구성부가 보다 목적에 적합한 물질로 독립적으로 제조될 수 있도록 한다. 상이한 물질은 상이한 열팽창률을 갖는다는 인식에 기초하여, 바람직한 본 발명은 이들 구성부 사이의 열팽창률 차이를 수용하는데 도움이 되는 방식으로 스프레이 장치를 배리어판에 결합시킨다.
또한 본 발명은 공정챔버에 연무를 담지하는데 도움이 되는 간단하고, 쉬운 방법을 제공함으로써 스프레이된 물질이 공정챔버의 개구로부터 탈출하는 경향을 대폭적으로 감소시킨다. 대표적인 실시예에서, 벤츄리 형태의 통로가 개구로부터 상류 또는 하류에 위치된다. 가스류가 벤츄리를 통해 공정챔버 내로 유동하도록 될 때 얻어지는 압력강하로 인해 물질은 용이하게 공정챔버에 담지된다. 구성 가스, 비활성 가스, 캐리어 가스 등이 처리과정에 폭넓게 사용되기 때문에, 이 방법은 다른 많은 처리들과 양립할 수 있다.
또한 본 발명은 반경 타입 스프레이 장치가 처리물질을 워크피스에 스프레이하기 위해 사용될 때 워크피스의 중앙영역이 적절한 처리를 확실히 받도록 하는데 도움을 주는 방법을 제공한다. 스프레이가 생성되는 노즐 자취(nozzle footprint)는 스프레이가 워크피스에 도달할 때 스프레이의 워크피스 상 자취와 매치되지 않을 수 있다는 것이 관찰되었다. 워크피스 상 자취는 예측되는 것보다 작다. 특히, 액체가 스프레이 봉(178)과 같은 스프레이장치를 사용하여 가스로 분무화될 때, 스프레이의 워크피스 상 자취는 스프레이된 물질이 분배된 노즐 어레이(들)의 간격보다 작다. 따라서, 노즐구멍의 자취가 단지 워크피스 중심으로부터 외측 주연부까지의 간격이라면, 얻어지는 스프레이는 회전속도, 배기 유동속도, 워크피스 상부의 스프레이 봉 높이 등에 따라 실질적으로 중심 또는 외측 주연부에 도달하지 않을 수 있다. 분배된 가스의 높은 속도는 베르눌리 효과로 인한 것으로 믿어지는 보다 낮은 압력영역을 발생시킨다. 후술되는 도 20a에서 20c에 도시된 바와 같이 스프레이 어레이의 스프레이 양단부 부분은 내측을 향해진다.
결론적으로, 적어도 워크피스 중심을 향하도록 된 일부 물질은 중심에 도달하기보다는 보다 주연부를 향하여 워크피스에 충돌한다. 통상적으로 워크피스는 대부분의 처리중에 회전하기 때문에, 그리고 일반적으로 회전은 물질이 워크피스 표면을 가로질러 방사상 외측으로 유동하도록 하기 때문에, 워크피스 중심은 원하는 것보다 적은 처리물질을 갖게 되는 결과가 된다. 결과적으로 중심에서의 처리는 예측에 미치지 못하는 경향이 있게 될 것이다.
예를 들면, 에칭처리가 수행될 때, 중심에서의 에칭은 적게 될 것이다. 또 다른 예로서, 입자제거공정에서 낮은 입자제거효율이 관찰될 수 있다. 본 발명은 반경-타입 스프레이 봉의 경우 이 효과를 분명히 인식하며 고려하여서 분배된 스프레이는 베르눌리 효과로 인해 수축하더라도 보다 균일하게 워크피스 표면의 전체를 효과적으로 처리하기에 충분한 간격을 갖게 될 것이다.
일면으로, 본 발명은 처리 중에 워크피스가 위치되는 처리챔버, 처리 중에 적어도 부분적으로 워크피스를 덮으며 그 위에 위치하는 하부면을 갖는 배리어 구조물, 및 배리어판의 하부면으로부터 하부면 상의 액체가 흡출에 의해 효과적으로 취출되도록 배리어 구조물과 유체연통하는 흡출통로를 포함하는 마이크로일렉트로닉 워크피스 처리장치를 제공한다.
다른 면으로, 본 발명은 처리 중에 워크피스가 위치되는 처리챔버, 외측 주연부를 갖는 하부면을 포함하는 배리어 구조물, 배리어 구조물의 하부면 상의 액체를 담지하거나 끌어들이는데 효과적으로 도움을 주는 구성부, 및 담지 또는 끌어 들여진 액체가 배리어판의 하부면으로부터 취출되기에 효과적으로 상기 구성부에 인접한 유체 유입구를 갖는 흡출통로를 포함하는 마이크로일렉트로닉 워크피스 처리장치를 제공한다.
또 다른 면으로, 본 발명은 워크피스를 장치의 처리챔버에 위치시키는 단계, 배리어 구조물을 워크피스 위에 위치시키는 단계, 덮여진 워크피스가 액체를 처리챔버로 도입하고 배리어 구조물의 하부면 상에 포집된 액체의 일부를 흡출 또는 심지로 제거하는 처리를 받는 단계를 포함하는 마이크로일렉트로닉 워크피스의 처리방법을 제공한다. 배리어 구조물은 처리 중에 적어도 워크피스의 일부 위에 위치하는 하부면을 포함한다.
또 다른 면으로, 본 발명은 동체 축에 대해 비수직한 하부면을 갖는 환상동체, 및 하부면 상의 액체가 취출되도록 하부면과 유체연통하는 흡출 및/또는 심지 통로를 포함하는 배리어 구조물을 제공한다.
또 다른 면으로, 본 발명은 처리 중에 워크피스가 위치되는 처리챔버, 처리챔버로 적어도 하나의 처리물질의 스프레이를 도입하는 적어도 하나의 노즐, 및 처리챔버로 적어도 하나의 가스가 도입되는 벤츄리 통로를 포함하는 마이크로일렉트로닉 워크피스 처리장치를 제공한다.
또 다른 면으로, 본 발명은 워크피스를 장치의 처리챔버에 위치시키는 단계, 배리어 구조물을 워크피스 위에 위치시키는 단계, 워크피스로 처리물질을 스프레이하는 단계, 벤츄리 통로를 유체가 통하도록 장치에 결합시키는 단계, 및 적어도 스프레이 단계의 일부동안 연무를 처리챔버에 담지시키는데 효과적으로 도움이 되는 방식으로 벤츄리 통로를 통해 적어도 하나의 가스를 유동시키는 단계를 포함하는 마이크로일렉트로닉 워크피스의 처리방법을 제공한다. 배리어 구조물은 워크피스의 중심부 위에 위치되는 개방 관통공을 포함한다. 스프레이는 연무를 발생시킨다.
또 다른 면으로, 본 발명은 워크피스가 스프레이 중에 개방된 구멍을 갖는 챔버에 위치되어 있는 동안 적어도 하나의 액체를 워크피스로 스프레이하는 단계, 상기 개방 관통공에 유체가 통하도록 결합되는 벤츄리 통로를 제공하는 단계, 및 스프레이된 액체를 챔버에 담지하는데 도움이 되도록 벤츄리 통로를 통해 가속된 가스유동을 사용하는 단계를 포함하는 마이크로일렉트로닉 워크피스 처리방법을 제공한다.
또 다른 면으로, 본 발명은 워크피스가 스프레이 중에 개방된 구멍을 갖는 챔버에 위치되어 있는 동안 적어도 하나의 액체를 워크피스로 스프레이하는 단계, 상기 개방 관통공에 유체가 통하도록 결합되는 벤츄리 통로를 제공하는 단계, 및 스프레이된 액체를 챔버에 담지하는데 도움이 되도록 벤츄리 통로를 통해 가속된 가스유동을 사용하는 단계를 포함하는 마이크로일렉트로닉 워크피스 처리방법을 제공한다.
또 다른 면으로, 본 발명은 처리 중에 반경을 갖는 워크피스가 위치되는 처리챔버, 및 가스가 분배되는 제1 노즐구멍 어레이와 액체가 분배되는 제2 노즐구멍 어레이를 포함하는 스프레이 장치를 갖는 마이크로일렉트로닉 워크피스 처리장치를 제공한다. 제1 노즐구멍 어레이는 워크피스와 접촉하는 스프레이를 제공하기 위해 제1 및 제2 노즐구멍 어레이 외측의 개방공간에서 가스와 액체가 분무상으로 충돌하도록 하는데 효과적인 방식으로 제2 노즐구멍 어레이에 상대적으로 위치된다. 제1 및 제2 노즐구멍 어레이의 적어도 하나는 워크피스 중심을 지나 연장되는 자취를 가져서 스프레이는 적어도 부분적으로 워크피스 중심으로부터 워크피스 외측주연부에 이르는 워크피스의 반경 간격에 걸치는 워크피스 상의 자취를 갖는다. 스프레이의 워크피스 상의 자취는 제1 및 제2 노즐구멍 어레이의 적어도 하나의 노즐 자취 간격보다 작은 간격을 갖는다.
또 다른 면으로, 본 발명은 제1 노즐구멍 어레이로부터 가스류가 분배되고 제2 노즐구멍 어레이로부터 액체류가 분배되도록 하는 단계, 워크피스와 접촉하는 스프레이를 발생시키는데 효과적인 조건하에서 가스와 액체류를 분무상으로 충돌시키는 단계를 포함하는 마이크로일렉트로닉 워크피스 처리방법을 제공한다. 워크피스는 중심과 반경을 갖는다. 일반적으로 스프레이의 워크피스 상의 자취는 워크피스의 반경에 상응한다. 제1 및 제2 노즐구멍 어레이의 적어도 하나는 스프레이의 워크피스 상의 자취보다 큰 분배자취를 갖는다. 분배자취는 워크피스의 중심을 지나 연장된다.
또 다른 면으로, 본 발명은 워크피스로 스프레이를 분배하되 상대적으로 낮은 열질량 스프레이장치와 워크피스 위에 위치되는 상대적으로 큰 열질량 배리어 판을 포함하는 마이크로일렉트로닉 워크피스 처리장치를 제공한다. 배리어 판은 스프레이가 워크피스로 분배되는 적어도 하나의 구멍을 포함한다.
또 다른 면으로, 본 발명은 워크피스로 물질을 분배하기 위해 위와 같은 장치를 사용하는 단계를 포함하는 마이크로일렉트로닉 워크피스 처리방법을 제공한다.
또 다른 면으로, 본 발명은 워크피스를 향해 유체물질이 분배되는 적어도 하나의 노즐구멍 어레이를 갖는 스프레이장치, 워크피스를 향해 유체물질이 분배되는 적어도 하나의 구멍을 갖는 배리어 판, 및 스프레이장치와 배리어 판 사이의 열팽창률 차이를 수용하는데 도움이 되는 방식으로 스프레이장치와 배리어 판 사이에 배치되는 탄성부재를 포함하는 마이크로일렉트로닉 워크피스 처리장치를 제공한다. 스프레이장치는 제1 열팽창률을 가지며 배리어 판은 제2 열팽창률을 갖는다.
또 다른 면으로, 본 발명은 워크피스로 물질을 분배하는 상기와 같은 장치를 사용하는 단계를 포함하는 마이크로일렉트로닉 워크피스 처리방법을 제공한다.
또 다른 면으로, 본 발명은 처리챔버, 배리어 구조물, 액체가 분배되는 스프레이장치, 액체를 담지하거나 끌어들이는데 도움을 주는 구성부, 흡출 또는 심지 통로, 및 벤츄리 형상 통로를 포함하는 마이크로일렉트로닉 워크피스 처리장치를 제공한다. 워크피스는 처리 중에 처리챔버에 위치된다. 배리어 구조물은 처리 중에 워크피스를 적어도 부분적으로 덮으며 그 위에 위치하는 하부면을 포함한다. 배리어 구조물은 워크피스 중심부 위에 위치하는 제1 구멍을 갖는다. 제1 구멍은 개방된 통공이다. 스프레이장치는 가스가 분배되는 제1 노즐구멍 어레이와 액체가 분배되는 제2 노즐구멍 어레이를 포함한다. 제1 노즐구멍 어레이는 워크피스와 접촉하는 스프레이를 제공하기 위해 제1 및 제2 노즐구멍 어레이 외측의 개방공간에서 가스와 액체가 분무상으로 충돌하도록 하는데 효과적인 방식으로 제2 노즐구멍 어레이에 상대적으로 위치된다. 제1 및 제2 노즐구멍 어레이의 적어도 하나는 워크피스 중심을 지나 연장되는 자취를 가져서 스프레이는 적어도 부분적으로 워크피스 중심으로부터 워크피스 외측주연부에 이르는 워크피스의 반경 간격에 걸치는 워크피스 상의 자취를 갖는다. 스프레이의 워크피스 상의 자취는 제1 및 제2 노즐구멍 어레이의 적어도 하나의 노즐 자취 간격보다 작은 간격을 갖는다. 상기 구성부는 배리어 구조물의 하부면 상에 존재하는 액체를 담지하거나 끌어들이는데 효과적으로 도움이 되도록 장치에 위치된다. 흡출 또는 심지 통로는 배리어 구조물과 유체연통하여서 하부면 상에 존재하는 액체가 배리어 구조물 하부면으로부터 효과적으로 취출된다. 적어도 하나의 가스가 벤츄리 형상 통로를 통해 처리챔버로 도입된다. 벤츄리 형상 통로는 배리어 구조물의 제1 구멍과 유체가 통하도록 결합된다.
제 1도는 본 발명의 원리를 포함하는 장치의 개략도이다.
도 2는 일부 구성부가 단면상으로 표현된, 도 1에 도시된 배리어/분배 섹션의 사시도이다.
도 3은 일부 구성부가 단면상으로 표현된, 도 1에 도시된 배리어/분배 섹션의 사시도이다.
도 4는 일부 구성부가 단면상으로 표현된, 도 1에 도시된 배리어/분배 섹션의 사시도이다.
도 5는 도 2의 배리어/분배 섹션에 사용된 배리어 판으로서 배리어 판 상부에서 본 사시도이다.
도 6은 도 2의 배리어/분배 섹션에 사용된 배리어 판으로서 배리어 판 하부에서 본 사시도이다.
도 7은 도 2의 배리어/분배 섹션에 사용된 배리어 판으로서 배리어 판 상부에서 본 사시도이다.
도 8은 도 2의 배리어/분배 섹션에 사용된 배리어 판으로서 배리어 판 하부에서 본 사시도이다.
도 9는 흡출 물받이가 단면으로 도시된 일부 관련 구성부와 함께 볼 수 있는, 도 5의 배리어 판의 부분도이다.
도 10은 도 9에 도시된 흡출 물받이를 덮는데 사용되는 밀봉 링의 상면도이다.
도 11은 도 10에 도시된 밀봉 링의 측단면도이다.
도 12는 도 2의 배리어-분배 섹션에 사용되는 스프레이 봉의 개략 단면도로서, 스프레이 봉의 노즐구멍을 통해 물질이 분배되는 유체통로들을 보여주는 도면이다.
도 13은 도2의 배리어-분배 섹션에 사용되는 스프레이 봉으로서 스프레이 봉 상부에서 본 사시도이다.
도 14는 도 2의 배리어/분배 섹션에 사용되는 스프레이 봉으로서 스프레이 봉 하부에서 본 사시도이다.
도 15는 도 5의 배리어 판의 포켓에 위치된 도 14의 스프레이 봉을 포함하는 조립체의 사시도이다.
도 16은 도 15에 도시된 배리어 판의 포켓에 도 13의 스프레이 봉을 고정하는데 사용된 고정클램프의 사시도이다.
도 17은 도 15에 도시된 배리어 판의 포켓에 도 13의 스프레이 봉을 고정하는데 사용된 고정클램프의 상면도로서 일부 구성부는 투시상태로 도시되어 있다.
도 18은 도 2의 배리어/분배 섹션에 사용된 필러 피스로서 필러 피스의 하부에서 본 사시도이다.
도 19는 도 2의 배리어/분배 섹션에 사용된 필러 피스로서 필러 피스의 상부에서 본 사시도이다.
도 20a, 20b, 및 20c는 베르눌리 효과가 분무화된 스프레이의 워크피스 상의 자취에 어떻게 영향을 주는가를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 21은 도 2의 배리어/분배 섹션에 사용된 공기유입 플랜지로서 플랜지 상부에서 본 사시도이다.
도 22는 도 2의 배리어/분배 섹션에 사용된 공기유입 플랜지로서 플랜지 상부에서 보되 단면으로 도시된 사시도이다.
도 23은 도 2의 배리어/분배 섹션에 사용된 공기유입 플랜지의 상면도이다.
도 24는 도 2의 배리어/분배 섹션에 사용된 샤워헤드 스페이서를 위에서 본 사시도이다.
도 25는 도 2의 배리어/분배 섹션에 사용된 샤워헤드 스페이서를 아래에서 본 사시도이다.
도 26은 도 2의 배리어/분배 섹션에 사용된 샤워헤드 스페이서의 상면도이다.
도 27은 도 2의 배리어/분배 섹션에 사용된 샤워헤드 스페이서의 측단면도이다.
도 28은 도 2의 배리어/분배 섹션의 샤워헤드 조립체에 사용된 베이스의 사시도이다.
도 29는 도 2의 배리어/분배 섹션의 샤워헤드 조립체에 사용된 베이스의 상면도이다.
도 30은 도 2의 배리어/분배 섹션의 샤워헤드 조립체에 사용된 베이스의 측단면도이다.
도 31은 도 2의 배리어/분배 섹션의 샤워헤드 조립체에 사용된 커버의 사시도이다.
도 32는 도 2의 배리어/분배 섹션의 샤워헤드 조립체에 사용된 커버의 측단면도이다.
도 33은 도 2의 배리어/분배 섹션의 샤워헤드 조립체에 사용된 커버의 저면 도이다.
도 34는 도 2의 배리어/분배 섹션에 사용된 중심분배 노즐 리테이너로서 일부 구성부가 투시상태로 도시된 노즐 리테이너의 사시도이다.
도 35는 도 2의 배리어/분배 섹션에 사용된 중심분배 노즐 리테이너의 상면도이다.
도 36은 도 34와 35의 중심분배 노즐 리테이너를 고정하는데 사용된 리테이너의 상면도이다.
도 37은 도 2의 배리어 분배 섹션에 사용된 세정튜브 홀더의 사시도이다.
후술될 본 발명의 실시예들은 포괄적이거나 본 발명을 하기의 상세한 설명에 기술된 형태로 한정하기 위한 것은 아니다. 오히려 실시예들은 당업자가 본 발명의 원리와 실시를 인식 및 이해할 수 있도록 선택되며 기술된 것이다. 본 발명이 유체에 기반한 마이크로일렉트로닉 기판 세척시스템의 특정 맥락으로 기술되나, 본 발명의 원리는 다른 마이크로일렉트로닉 처리시스템에도 적용할 수 있다.
도 1 내지 도 37은 본 발명의 원리를 포함하는 예시적인 장치(10)를 도시한다. 예시적 목적으로, 장치(10)는 한번에 하나의 워크피스(18)가 위치되어 하나 이상의 처리를 받는 타입으로서 이 처리에서 액체(들), 가스(들), 및/또는 다른 처리매체가 워크피스(18)와 접촉하게 된다. 마이크로일렉트로닉 산업에서, 예를 들면, 장치(10)는 단일 웨이퍼 처리장치로 불릴 수 있다. 워크피스(18)는 통상적으로 반도체 웨이퍼 또는 다른 마이크로일렉트로닉 기판이다.
일반적으로 장치(10)는 주 조립체로서 베이스 섹션(12)과 배리어/분배 섹션(14)을 포함한다. 베이스 섹션(12)과 배리어/분배 섹션(14)이 도 1에 개략적으로 도시되어 있다. 배리어/분배 섹션(14) 및 그 구성부의 상세는 도 2 내지 37에 보다 상세하게 도시되어 있다. 실제의 사용에서, 베이스 섹션(12)과 배리어/분배 섹션(14)은 프레임워크(미도시)에 고정되며 장치의 하우징(미도시)에 내장된다. 이 고정은 나사, 볼트, 리벳, 접착제, 용접, 클램프, 브라켓, 이들의 조합 등과 같은 임의의 방식으로 행해질 수 있다. 바람직하게, 섹션(12,14) 및/또는 그 구성부는 서비스, 보수, 성능개선, 및/또는 교환을 용이하게 하기 위해 독립적이며 제거가능하다.
베이스 섹션(12) 및 배리어/분배 섹션(14)은 처리 중에 워크피스(18)가 위치되는 처리챔버(16)를 형성하는데 도움을 준다. 베이스 섹션(12) 및/또는 배리어/분배 섹션(14)은 워크피스(18)가 처리챔버(16) 내로 장입되며 이로부터 취출되도록 하는 하나 이상의 구성부를 포함한다. 이러한 구성부는, 예를 들면, 원하는 출구가 되도록 개방 또는 폐쇄될 수 있는 도어를 포함할 수 있다. 또는, 바람직한 실행방식으로 고려될 수 있는 것으로, 베이스 섹션(12) 및 배리어/분배 섹션(14)은 이러한 출구를 제공하도록 상호에 대해 이동가능할 수 있다. 종래의 경우, 이러한 상호이동은 베이스 섹션(12)을 주위의 프레임워크(미도시)에 고정시킨 채로 배리어 분배 섹션(14)을 상승 및 하강시킴으로써 진행된다.
도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이, 일반적으로 베이스 섹션(12)은 하우징(17), 척(20), 모터(22), 및 뒷면 분배헤드(24)를 포함한다. 처리챔버(16) 내에 서 워크피스(18)는 척(20)에 의해 지지 및 고정된다. 척(20)은 원통형 형태를 갖는 것이 바람직하며 상부면(26), 하부면(28), 환상 베이스(30), 중앙 통공(32), 및 외측 주연부의 측벽(34)을 포함한다. 척(20)은 정지하여 있거나 중앙축(36)을 중심으로 회전할 수 있다. 예시를 위해, 도면들은 척(20)이 모터(22)에 의해 회전구동되어서 워크피스(18)가 처리 중에 축(36)을 중심으로 회전할 수 있는 장치(10)의 실시예를 도시한다. 워크피스(18)가 회전 척(20)에 의해 회전되는 이들 실시예에서, 회전은 분배된 처리물질이 워크피스(18) 상에서 균일하게 퍼지는 것을 돕는다. 모터(22)는 중공 축 타입일 수 있으며 임의의 적당한 방법으로 장치(10)에 부착될 수 있다.
척(20)은 공지 또는 그 후 개발된 방법에 따라 다양한 방법으로 워크피스(18)를 고정할 수 있다. 바람직하게는, 척(20)이 선택사항인 분배헤드(24)(후술됨)의 상부면(25) 위에 워크피스(18)를 확실하게 고정하는 변부파지(edge gripping) 구조물(미도시)을 포함하여서 워크피스(18)와 상부면(25) 사이에 갭이 존재한다. 이러한 배치는 세정수를 포함하는 처리 화학물질이 워크피스(18)의 상부면 또는 하부면에 분배될 수 있도록 한다.
선택에 따라서, 장치(10)는 워크피스(18)의 하부면(19)을 처리하기 위한 분배구조물(들)을 포함할 수 있다. 예시적인 뒷면 분배장치는 하나 이상의 처리 화학물질이 워크피스(18)의 하부면을 향해 분배되는 원통형 분배헤드(24)로 일반적으로 도시된다. 처리 화학물질은 척(20)의 중앙공(40)과 모터(22)의 중앙공(42)을 관통하는 축(38)을 경유하여 뒷면 분배헤드(24)로 공급된다. 척(20)이 회전하는 실시예 에서, 축(38)과 중앙공(40) 사이에는 갭이 있어서 척(20)이 회전할 때 구성부들은 접촉하지 않는다. 뒷면 분배헤드(24)는 요구에 따라 공급 또는 혼합된 채로 분배될 처리물질의 하나 이상의 공급부(미도시)에 결합될 수 있다.
특히 바람직한 실시예에서, 베이스 섹션(12)은 상기 출원 1과 2에 기술되고 도시된 바와 같이 "처리섹션(11)"의 형태를 갖는다. 즉, 본 명세서의 배리어 분배섹션(14)은 "가동형 부재(526)"에 결합될 수 있어서 상기 출원 1과 2의 "분배 조립체(554)"를 대체할 수 있는 것이 바람직하다.
도 2 내지 37은 하나 이상의 마이크로일렉트로닉 워크피스(18)를 처리 중에 하나 이상의 처리물질을 분배하는데 유용한 바람직한 종류의 배리어/분배 섹션(14)의 도시적인 실시예를 보다 상세하게 도시한다. 배리어/분배 섹션(14)의 분배 구성부는 공급라인(미도시)를 경유하여 제공되는 하나 이상의 처리물질의 공급부(미도시)에 결합될 수 있다. 이들 물질은 요구에 따라 공급 또는 혼합된 채로 분배될 수 있다. 장치(10)는 수행될 처리 타입에 매우 유연하므로 다양한 처리물질이 사용될 수 있다. 예시적인 처리물질의 약간의 예는 질소, 이산화탄소, 청정 건공기, 알곤, HF 가스, 수성 HF, 수성 이소프로필 알콜이나 다른 알콜들 및/또는 장력작용성(tensioactive) 물질(들), 탈이온수, 암모니움 하이드록사이드 수용액이나 다른 용액, 황산 수용액이나 다른 용액, 질산 수용액이나 다른 용액, 인산 수용액이나 다른 용액, 염화수소 수용액이나 다른 용액, 과산화수소, 오존가스, 수성 오존, 유기산이나 용매, 이들의 조합과 같은 가스 및 액체들을 포함한다.
장치(10)에서 적당하게 실행된 대표적인 처리 및 화학물질의 예는 공개 제 2006-0219258A에 기술된 것을 포함하며, 그 전 내용이 참조에 의해 여기에 포함된다. 장치(10)에서 적당하게 실행된 처리 및 화학물질의 다른 예는 액상 에어로졸 입자의 제거방법이라는 명칭으로 2006년 7월 7일 출원된 제60/819,179호에 기술되어 있으며, 그 전 내용이 참조에 의해 여기에 포함된다.
바람직한 배리어/분배 섹션(14)은 상기 출원 1과 2의 "가동형 지지부재(526)"의 하단부에 고정되는 것이 바람직한 분배 조립체(100)를 포함한다. 일반적으로 분배 조립체(100)는 처리물질을 처리챔버(16)로 분배하기 위한 하나 이상의 독립된 장치를 포함한다. 예를 들면, 분배 조립체(100)의 예시적인 실시예는 적어도 하나, 바람직하게는 둘, 가장 바람직하게는 셋의 상이한 종류의 분배능력을 갖는다. 하나의 분배능력으로서, 이 장치들은 조립체(100)가 워크피스(18)를 향해 아래로, 일반적으로 워크피스(18)의 반경을 가로질러, 하나 이상의 처리유체를 스프레이하도록 하는 하나 이상의 분배 구조물을 포함하여서 스프레이 아래의 워크피스(18)의 회전을 통해 전 표면을 커버할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 이 능력은 스프레이 봉(178)과 같은 분배 구조물에 의해 제공된다. 중앙 분배노즐 조립체(426)는 처리물질이 일반적으로 워크피스(18) 중심을 향해 아래로 분배되도록 한다. 워크피스(18)가 회전할 때, 중앙으로 분배된 물질은 워크피스 표면 위로 분배된다. 부가적으로, 샤워헤드 분배부재(426)는 다른 처리물질, 통상적으로 가스, 증기 및/또는 비말동반된 물질을 처리챔버(16)로 도입하는 또 다른 방법을 제공한다.
보다 상세하게는, 도 1 내지 9 및 14에 가장 잘 도시된 바와 같이, 배리어 판(102)은 하부면(105), 상부면(108),내측 주연부(110), 및 외측 주연부(112)를 갖 는 환상 동체(104)를 포함한다. 내측 주연부(110)는 일반적으로 둥글게 되어 있어서 중앙 통공(120,122)을 통한 가스의 부드러운 유동을 조장하는데 도움을 준다. 바람직하게, 배리어 판(102)의 하부면은 존재할 수 있는 액체를 수집 및 제거하는데 도움을 주는 하나 이상의 구성부를 포함한다. 이 구성부는 액체를 끌어당기고, 담지하고, 및/또는 취출하는데 도움을 주는 압입부들(예를 들면, 물받이(trough), 홈(groove) 등) 및/또는 돌출부들(예를 들면, 버튼, 림(rim), 포스트 등), 이들의 조합을 포함할 수 있다. 이들 구성부는 배리어 판(102) 자체에 존재하거나 배리어 판(102)에 근접하여 작동하도록 위치될 수 있다.
본 발명은 배리어 판(012)의 하부면(106)으로부터 액체를 제거하기 위해 하나 이상의 방법이 단독으로 또는 조합으로 사용되는 것을 고려한다. 일부의 실시예에서, 하나 이상의 건조가스 공급원이 액체를 불어 날리기 위해서 배리어 판(102) 하부면(106)으로 도입될 수 있다. 다른 실시예에서, 심지 구성부가 배리어 판(102) 하부면(106) 근방에 또는 하부면 상에 포함될 수 있다. 예를 들면, 배리어 판(102)의 하부면(106)이 친수성이면, 친수성 구성부(들)이 액체를 심지로 빨아내기 위해 위치되거나 그런 위치로 이동된다. 또한 흡출기술이 사용될 수 있으며, 이 기술은 도면들에 예시되어 있다.
배리어 판(102)을 건조시키기 위해 흡출기술을 적용하는 하나의 방법을 예시할 목적으로, 도 6, 8 및 9는 외측 주연부(112)에 인접하여 하부면(106)으로부터 아래로 돌출하는 환상 림(116)을 보여준다. 후술되는 바와 같이, 환상 림(116)은 액체가 흡출될 수 있도록 하부면(106) 상의 액체를 포집하는데 도움을 준다. 포집 된 액체의 흡출은 하부면(106)을 건조시키며 하부면으로부터 하부의 워크피스(18)로 원하지 않는 낙하를 방지하는데 도움을 준다. 상기 출원 1 및 2에 따른 "가동형 지지부재(526)"의 Z축 운동을 통해 하부의 워크피스(18)에 대한 배리어 판(106)의 위치는 제어될 수 있다.
바람직하게, 배리어 판(102)의 적어도 하부면(106)은 워크피스(18)와 배리어 판(106)의 하부면(106) 사이에 점점 가늘어지는 유동 채널(114)을 형성하기 위해 워크피스(18)의 반경에 대해 방사상 외측방향으로 하향 경사진다. 채널(114)의 점점 가늘어지는 구성은 재순환하는 영역을 최소화하면서 워크피스(18) 중심으로부터 외측으로의 방사상 유동을 조장하는데 도움을 준다. 또한 점점 가늘어 짐은 워크피스(18)의 외측변부로 접근하는 유동 유체의 속도를 증가시키며 부드럽게 커버하는데 도움을 준다. 이는 액체의 튀김효과를 감소시키는데 도움을 준다. 또한 하부면(106)의 각은 하부면(106) 상의 액체가 환상 림(116)을 향해 배출되는 것을 도와주며, 포집된 액체는 처리챔버(16)로부터 워크피스(18)를 제거하거나 공급하는데 사용되는 장치(미도시) 또는 워크피스(18)를 향해 아래로 낙하하지 않고 흡출될 수 있다. 또한 점점 가늘어지는 구성은 워크피스(18) 상으로 입자의 재순환을 감소시키는데 도움을 준다. 또한 이러한 구성은 유체의 양호한 담지에 의해 화학적 이용율을 증가시키는데 도움을 준다.
이 특정 실시예와 관련하여 부가적으로, 분배 조립체(100)의 일반적으로 환상인 배리어 판(102)은 워크피스 처리를 위한 보호환경을 제공하고 분배된 물질을 처리챔버(16)에 담지하는데 도움을 주도록 일면으로 처리챔저(16)의 덮개역할을 한 다. 그러나, 일반적으로 환상인 동체(104)은 처리챔버(16)를 밀봉하기보다는 다른 배리어들과 밀착하여 처리챔버(16)를 형성하는데 도움을 주는 것이 바람직하다.
각진 하부면(106)은 다양한 기하학적인 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 선형(원뿔형), 포물선형, 폴리노미얼(polynomial) 등을 가질 수 있다. 예시의 목적으로, 하부면(106)은 방사상 외측방향으로 워크피스(18)를 향해 선형으로 수렴한다.
배리어 판(102)은 개방된 중심 영역을 제1 및 제2 취입구(120,122)로 분할하는 아암(118)을 포함한다. 처리 중에, 유체처리매체는 이들 구멍을 통해 처리챔버(16)로 유동될 수 있다. 상부면(108)으로부터 볼 수 있는 바와 같이, 환상 동체(104)의 아암(118) 및 인접부분은 스프레이 봉(178)을 고정시키기 위한 포켓(124)을 제공하도록 하는 형상으로 형성된다. 포켓은 측면(126)과 바닥(128)을 포함한다. 바닥(128)은 슬롯(130)을 포함하며 이 슬롯을 통해 스프레이 봉(178)은 처리 중에 워크피스(18)를 향해 아래로 물질을 스프레이한다. 중앙에 위치된 구멍(132)은 측면(126)에 형성된다. 중심분배 노즐 구성부(후술됨)는 일반적으로 하부의 워크피스(18) 중심으로 처리물질을 분배하도록 이들 구멍(132)을 통해 공급된다.
상부면(108)으로부터 볼 수 있는 바와 같이, 아암(118)은 나사부가 형성된 구멍(136)을 포함하는 융기된 보스(134)를 또한 포함한다. 샤워헤드 스페이서(382)(후술됨)는 나사와 같은 파스너를 사용하여 보스(134)에 고정되며 보스 상에 지지된다. 부가적인 융기 보스(140)가 환상 동체(104)의 내측 주연부(110) 둘레 에 분산되어 있다. 이들 보스(140)의 하나 이상은 하나 이상의 나사부가 형성된 구멍(142)을 포함할 수 있다. 공기 취입 플랜지(338)(후술됨)는 나사부가 형성된 구멍(142)에 삽입되는 나사와 같은 것에 의해 이들 보스(140)에 고정되며 보스 상에 지지된다. 예시의 목적으로, 네개의 융기 보스(140)가 도시되어 있다. 다른 실시예에서, 이들보다 많거나 적은 보스(140)가 사용될 수 있다. 질량감소에 도움이 되도록 보스(140)가 불연속적으로 사용되었으나, 일부의 실시예에서, 이러한 보스(140)의 하나 이상이 내측 주연부(110)의 보다 긴 부분에 걸쳐 있을 수 있다.
또 다른 융기 보스(146)는 외측 주연부(112) 근방의 포켓(124) 각 측부의 상부면(108)에 또한 제공된다. 각 보스(146)는 적어도 하나의 나사부가 형성된 구멍(148)을 포함한다. 리테이너 판(266)(후술됨)은 스프레이 봉(178)을 포켓(124)에 고정시키는데 도움이 되도록 이들 보스(146)에 고정된다. 리테이너 판(266)은 구멍(148)과 맞물리는 나사를 통해 이들 보스에 고정된다.
배리어 판(102)에 포함된 흡출장치의 일부로서, 환상의 물받이(152)가 환상 동체(104)의 외측 주연부(112) 근방의 상부면(108)에 형성된다. 흡출 채널(미도시)은 환상 동체(104)의 하부면(106)에 위치된 포트들(156) 사이에서 물받이(152)로 개방되는 상응하는 포트(158)까지 연장된다.
도 2 내지 4 및 9 내지 11에서 잘 볼 수 있는 바와 같이, 밀봉 링(160)이 물받이(132)의 상부 개구를 밀봉하기 위해 물받이(152) 위로 환상 동체(105)에 고정된다. 밀봉 링(160)은 임의의 편리한 방법으로 환상 동체(104)에 고정될 수 있다. 예로서, 밀봉 링(160)은 구멍(168)의 열을 포함하는데 이 구멍을 통해 환상 동체(104) 상부면(108)의 나사부가 형성된 구멍(170)으로 나사(172)를 결합시킴으로써 밀봉링이 물받이(152) 위에 고정된다. 밀봉 링(160)은 환상의 형태를 갖되 링을 관통하는 노치(166)가 단부(162,164)를 형성한다. 스프레이 봉(178)의 단부(202)는 스프레이 봉(178)이 포켓(124)에 끼워져서 위치에 고정될 때 이 노치(166)에 끼워진다.
부가적으로 밀봉 링(160)에는 배관 구성부가 물받이(152)로 접근하도록 하는 입구를 제공하는 입구공(174,176)이 형성된다. 예시의 목적으로 세쌍의 입구공(174,176)이 밀봉 링(160)에 제공된다. 예시적인 실시예에서, 각 쌍의 하나의 입구공(174)은 물받이(152)에 진공이 형성되도록 하는 배관(미도시)에 연결된다. 진공은 액체물질을 흡출채널(미도시)을 경유하여 하부면(106)으로부터 물받이(152)로 흡인하는데 도움을 준다. 각 쌍의 다른 입구공(176)은 수집된 액체를 빨아내기 위해 배수관(sump tubing)을 보다 깊이 유도하는데 사용될 수 있다. 바람직하게, 주연(perimeter) 흡출은 배리어 판(102)의 바닥을 청결하고 건조하게 유지하는데 도움을 주며 또한 액적이나 입자들로부터 발생하는 워크피스(18) 상의 결함을 방지하는데 도움을 준다.
적어도 환상 동체(104)의 하부면(106)은 장치(10)를 사용하여 수행될 처리(들)의 성질에 따라 원하는 대로 친수성 또는 소수성이 될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 하부면(106)은 석영과 같은 친수성 물질로 만들어지는 것이 바람직한데, 이는 1) 변부의 흡출기를 향해 배리어 판의 액체배출을 용이하게 하고, 2) 액체가 표면에 퍼지게 하여 보다 박막으로 하며 이렇게 하여 건조를 신속하게 하고, 및/또 는 3) 상이한 많은 화학물질에 노출될 때 원하는 바람직한 친수성 성질을 유지하기 때문이다.
스프레이 봉(178)은 도 2 내지 4 및 12 내지 15에 잘 도시되어 있다. 스프레이 봉(178)은 상부(188), 바닥(180), 일반적으로 워크피스(18)의 중심영역 위에 놓이는 제1 단부(200), 및 일반적으로 워크피스(18)의 외측 주연부 위에 놓이는 제2 단부(202)를 갖는다. 스프레이 봉(178)은 분배 어셈블리(100)의 다른 구성부와 조립을 용이하게 하는 구성부를 포함한다. 부가적으로, 포켓(208,212)은 각각 탭(210,214)를 포함한다. 각 O 링(미도시)이 이들 포켓에 끼워지며 상부면(188) 위로 돌출하도록 하는 크기를 갖는다. O 링은 샤워헤드 스페이서(382)를 스프레이 봉(178)에 고정할 때 탄성 지지면을 제공한다. 또한 O 링은 상대적으로 낮은 열 질량 스프레이 봉(178)과 상대적으로 큰 열 질량 배리어 판(102) 사이에 열절연을 제공한다. 이는 스프레이 봉을 통해 분배되는 유체의 온도균일성을 향상시키고 이는 워크피스 상의 보다 양호한 공정균일성으로 이어진다. 스프레이 봉을 통한 뜨거운 유체의 분배는 스프레이 봉과 배리어 판 사이에 상당한 열 차등(thermal differntial)으로 이어질 수 있다. 또한 O 링은 보다 높은 분배압력을 받는 구성부들에 대한 응력을 최소화하면서 스프레이 봉과 배리어 판 사이의 차등적인 열 팽창을 허용하는 유연한 설치시스템을 제공하는데 도움을 준다.
부가적으로, 포켓(204)은 중심분배 노즐 리테이너(520)를 고정하며 구멍(206)을 포함하는데, 이 구멍을 통해 중심분배 튜브(522)는 처리챔버(16)로 처리매체를 전달할 수 있는 위치에 이른다.
또한 스프레이 봉(178)은 하나 이상의 처리물질이 일반적으로 워크피스(18)의 반경을 가로질러 아래로 스프레이되도록 하는 구성부를 포함한다. 일반적으로 삼각형의 홈(182)이 바닥(180)에 형성된다. 홈(182)은 꼭지점 영역(184)과 인접하는 면(186)들을 포함한다. 꼭지점 영역(184)과 면(186)은 물질(들)이 스프레이 봉(178)으로부터 분배되며 워크피스(18)로 스프레이되도록 하는 노즐 구성부를 포함한다. 이 홈(182)은 일반적으로 워크피스(18)의 반경보다 약간 큰 범위를 가져서 노즐구성부로부터 분배된 스프레이가 적어도 워크피스 반경에 필적하는 워크피스 상의 스프레이 자취를 갖도록 하는데 도움을 준다. 워크피스(18) 상의 스프레이된 물질의 자취는 도 20a 내지 20c와 관련하여 좀더 상세히 후술될 것이다.
처리물질을 스프레이 바(178)의 노즐 구성부로 공급하기 위하여, 공급 튜브(222,246)는 처리물질을 유체 입구부재(216)와 유체 입구부재(240)로 전달한다. 유체 입구부재(216)는 처리물질을 홈(182)의 꼭지점(184)에 있는 노즐 어레이(234)로 전달하는 유체통로의 일부를 구성한다. 채널(262)은 유체 입구부재(216)와 노즐 어레이(234) 사이의 유체통로의 일부이다. 유체 입구부재(216)는 나사부가 형성된 베이스(218)(나사부는 미도시)와 플레어 커플링(flare coupling)(220)을 포함한다. 공급 튜브(222)는 리테이너 너트(224)에 의해 플레어 커플링(220)에 고정된다. 유체 입구부재(240)는 홈(182)의 면(186)에 제공된 노즐 어레이(260)로 처리물질을 전달하는 유체통로의 일부이다. 채널(264,265)은 유체 입구부재(240)와 노즐 어레이(260) 사이의 유체통로의 일부이다. 플러그(238,236)가 채널(262,264,265)의 단부들에 삽입된다.
유체 입구부재(240)는 나사부가 형성된 베이스(242)(나사부는 미도시)와 플레어 커플링(244)을 포함한다. 공급 튜브(246)는 리테이너 너트(248)에 의해 플레어 커플링(244)에 부착되어 위치에 고정된다. 유체 입구부재(216,240)와 이들의 각 노즐 어레이(들) 사이의 유체통로는 상기 출원 1과 2에 도시된 스프레이 봉 아암과 관련하여 도시된 바와 같이 제공될 수 있다.
액체, 가스, 또는 이들의 조합은 스프레이 봉(178)을 사용하여 분배될 수 있다. 도 12에 도시된 바와 같이, 전형적인 실시예에서, 액체물질(미도시)은 채널(264,265)을 통해 전달되며 스프레이 봉 홈(182)의 면(186)에 있는 노즐 어레이(260)를 통해 분배되며, 가압된 가스(미도시)는 채널(262)을 통해 전달되며 홈(182)의 꼭지점(184)을 따라 위치된 노즐 어레이(234)로부터 분배된다. 가스 제트는 액체류와 충돌하여 액체물질을 미적(微滴)들(미도시)로 분무화한다. 충돌 후에, 가스 제트는 분무화된 액체를 워크피스(18)로 수송하는데 도움을 준다. 다른 실행방법으로, 액체물질만이 인접한 면의 노즐 어레이로부터 분배된다. 충돌 후에, 합체된 액체류는 워크피스(18)와 접촉한다. 다른 실행방법으로, 가스 물질(들)만이 꼭지점의 노즐 어레이 및/또는 인접한 면의 노즐 어레이를 통해 분배될 수 있다.
노즐 간격, 워크피스(18) 표면과 관련한 분배 궤적, 노즐의 오리피스 크기 등은 분배된 스트림의 특성(예를 들면, 스프레이 특성)을 조절하도록 변화될 수 있다. 예를 들면, 노즐 간격 및 오리피스 크기는 균일하거나 다양할 수 있다.
그러나, 워크피스 상의 스프레이 자취는 예상되는 것보다 작은 것으로 관찰되었다. 특히, 액체가 스프레이 봉(178)과 같은 스프레이 장치를 사용하여 가스로 분무화될 때, 스프레이의 워크피스 상의 자취는 스프레이된 물질이 분배되는 노즐 어레이(들)의 간격보다 작다. 따라서, 만일 노즐 구멍들의 자취가 단지 워크피스 중심으로부터 외측 주연부까지에만 걸쳐있게 되면, 얻어지는 스프레이는 회전 속도, 배기 유동속도, 워크피스 상의 스프레이 봉 높이, 및 이들의 조합에 따라서 실제로는 워크피스 중심 또는 외측 주연부에 유효하게 도달하지 않을 수 있다. 분배된 가스의 고속도는 베르눌리 효과에 따른 낮은 압력 영역을 발생시키며, 이는 스프레이가 워크피스를 향해 이동할 때 스프레이가 내측으로 각이 지게 한다. 스프레이 어레이의 양단부 부분은 도 20b 및 20c에 도시된 바와 같이 내측으로 끌려진다. 도 20a-20c는 각 워크피스(312,322,332)와 관련하여 각 스프레이(310,320,330)의 궤적을 예시한다. 워크피스(18)와 같이, 워크피스(312,322,332)는 통상적으로 반도체 웨이퍼 또는 다른 마이크로일렉트로닉 기판이다.
도 20a는 스프레이 봉(308)이 하부의 회전하는 워크피스(312)로 분배하는 이상화된 상황을 보여준다. 분배될 때의 스프레이 자취의 길이는 워크피스 상의 스프레이 자취와 매치된다. 분배될 때의 스프레이 자취가 중심(316)과 외측 주연부(314) 사이의 워크피스(312) 반경과 매치되는 경우, 워크피스(312)의 반경 전체의 커버리지(coverage)가 얻어진다. 워크피스(312)가 그 중심(316)에 대해 회전하므로, 워크피스(312)의 전 표면이 균일하게 처리된다. 일반적으로 이러한 이상화된 상황은 액체물질이 별도의 가스류와의 충돌을 통해 분무화없이 워크피스(312)에 분배되는 실행모드를 대표한다.
도 20b는 가스류가 액체류(들)을 분무화하도록 사용될 때, 특히 분무화가 적어도 하나의 가스류와 적어도 하나의 액체류 사이의 충돌을 통해 얻어질 때의 다른 상황을 개략적으로 도시한다. 도 20b에서, 스프레이 봉(318)은 아래의 회전하는 워크피스(322)로 분무화된 스프레이(320)를 분배한다. 분배될 때, 스프레이 자취는 워크피스 중심(326)과 워크피스 외측 주연부(324) 사이의 워크피스(322) 반경과 매치된다. 그러나, 스프레이(320)의 자취는 스프레이(320)가 워크피스(322)에 도달할 때 줄어든다. 적어도 하나의 가스류에 의한 액체류(들)의 분무화로 인해 베르눌리 효과가 얻어져서 도 20b에 도시된 바와 같이 외측의 분무화된 유동류는 내측으로 당겨진다. 예를 들면, 에칭이나 입자제거 공정에서, 워크피스 상에의 이러한 효과로 인한 결과는 워크피스 중심 또는 주연부가 덜 에칭되거나 입자제거로 이어진다. 이러한 효과는 워크피스 중심에서 더욱 큰 것으로 나타나나, 양 영역에서 관찰될 수 있다. 워크피스 중심(326)과 관련하여, 스프레이(320)는 베르눌리 효과로 인해 워크피스 중심(326)으로 충분히 분배되지 않으며 워크피스 중심(326)은, 스프레이(320) 물질이 회전하는 워크피스(322)와 접촉한 후에 처리 중에 워크피스 중심(326)으로부터 방사상 외측으로 유동하는 경향이 있기 때문에, 스프레이(320) 물질이 부족한 채로 있게 된다. 워크피스 외측 주연부(324)와 관련하여, 스프레이(320)는 베르눌리 효과로 인해 워크피스 주연부(324)로 충분히 분배되지 않으나 워크피스(322)의 회전은 분배된 스프레이(320) 물질의 질량유동이 방사상 외측으로 유동하도록 하여 전체적으로 외측 주연부(324)가 워크피스 중심(326)처럼 부족하지는 않다.
바람직하게 본 발명은 베르눌리 효과를 극복하는데 도움을 주는바, 우선 이 효과를 인식하고 다음으로 충분히 큰 자취를 갖는 스프레이를 분배하는 스프레이 봉을 사용함으로써 축소된, 워크피스 상의 자취가 워크피스 중심영역을 효과적으로 처리하도록 충분히 커서 워크피스의 다른 표면영역과 비교하여 충분히 균일하게 된다. 베르눌리 효과는 적어도 두 이유로 외측 주연부에서 상쇄되기가 보다 용이하다. 우선, 베르눌리 효과는 외측 주연부에서의 처리 균일성에 대한 영향이 적은 것으로 나타난다. 이 효과는 ,적어도 부분적으로, 분배된 액체의 일반적인 질량유동이 회전하는 워크피스를 가로질러 방사상 외측을 향하기 때문에 외측 주연부에서 작아지는 것으로 믿어진다. 따라서, 외측 주연부는 처리 전 과정에서 중심 영역처럼 처리물질이 부족하지 않다. 두번째로, 스프레이 자취는 워크피스 둘레(perimeter)를 넘어 충분히 연장될 수 있으며, 너무 많은 처리물질을 낭비하지 않으려는 실질적인 제약을 받는다.
일반적으로, 스프레이가 워크피스를 향해 갈 때 "손실된(lost)" 자취의 양은 실험적으로 결정될 수 있다. 그리고, 충분한 여분의 노즐이 어레이에 부가되어서 스프레이가 워크피스에 도달할 때 스프레이는 여전히 워크피스 반경을 커버하도록 충분히 클 수 있다. 예를 들면, 스프레이가 각 단부에서 약 10.5mm 손실되면, 스프레이 봉의 어느 한 단부 또는 양단부에, 바람직하게는 적어도 워크피스 중심 위의 단부에, 3.5mm 중심간격으로 3개의 여분의 노즐부재 또는 노즐부재의 일부를 부가함으로써 이 손실을 극복할 수 있다. 스프레이 자취의 손실을 평가하는 하나의 실험적 방법론에 따르면, 특정 스프레이 자취를 갖는 스프레이 봉을 사용하여 워크피스를 에칭처리, 입자제거처리 등과 같은 테스트 처리할 수 있다. 노즐 자취가 워크피스 중심에 맞도록 위치된 노즐 자취를 갖는 스프레이 봉으로 이 실험적인 분석을 시작하는 것이 편리하다. 즉, 방사상 최내측 노즐구멍이 워크피스 중심 바로 위에 위치하는 것이 바람직하다. 또한 노즐 자취가 적어도 워크피스 외측 주연부에 도달하거나 이를 지나 연장하는 것이 편리하다. 처리 후에, 처리된 워크피스는 워크피스 중심으로부터의 거리의 함수로써 처리성능을 평가하도록 분석될 수 있다. 베르눌리 효과가 존재하면, 처리성능의 분명한 손상이 워크피스 중심 근방의 워크피스 영역에서 관찰될 것이다.
이러한 방식을 실행할 때 스프레이 봉을 수정하기 위해 다양한 방법이 사용될 수 있다. 하나의 방법에 따르면, 노즐의 어레이(들)이 워크피스(18) 상의 스프레이 자취가 적어도 워크피스(18) 중심을 포함하는 것을 확실하게 하도록 워크피스(18)의 반경을 따라 이동될 수 있다.
또 다른 방법으로, 여분의 노즐(들)이 노즐 자취를 연장하기 위해 노즐 어레이에 부가될 수 있다. 도 20c에 개략적으로 도시된 바와 같이, 여분의 노즐(들)이 스프레이 봉(328)에 부가되되 여분의 노즐(들)이 워크피스(332)의 중심(336)을 지나도록 위치되어서 베르눌리 효과를 보상하는데 도움을 준다. 즉, 스프레이 봉(328)이 하부의 워크피스(332)로 스프레이(330)를 분배할 때, 워크피스 상의 스프레이 자취는 워크피스 중심(336)과 워크피스 외측 주연부(334) 사이의 워크피스반경에 보다 가깝게 대응한다. 여분의 노즐(들)을 포함하는 예는 스프레이 봉 자취를 연장하기 위해 하나 이상의 여분의 노즐부재를 포함하는 것을 포함한다. 스프레이 봉(178)을 사용할 때, 이는 부재당 세개의 여분의 노즐구멍을 부가하는 것을 포 함한다. 하나의 구멍은 홈(182) 꼭지점(184)의 가스분배 노즐이고 두개의 부가적인 액체분배 노즐구멍은 인접한 면(186)의 부가적인 가스 구멍 다음에 부가된다. 여분의 노즐(들)을 포함하는 또 다른 예는 그 자취를 연장시키기 위해 노즐 어레이에 하나 이상의 부가적인 가스분배 노즐만을 부가하는 것을 포함한다. 여분의 노즐(들)을 포함하는 또 다른 예는 노즐 자취를 연장시키기 위해 하나 이상의 부가적인 액체분배 노즐구멍 세트만을 부가하는 것을 포함한다. 부가적인 노즐구멍은 스프레이 봉의 다른 노즐구멍과 동일 크기이거나 다른 크기일 수 있다.
도 2-4 및 12-15를 다시 참조하면, 하나의 실시예에서 꼭지점(184)의 노즐 어레이(234)는 0.020 인치의 직경과 3.5mm 중심간격을 갖는 노즐구멍 열을 포함한다. 홈(182)의 꼭지점(184) 상의 노즐 어레이는 워크피스(18) 상의 스프레이 자취가, 특히 적어도 중심에서, 워크피스(18) 반경과 매치되는 되는 것을 확실하게 하도록 워크피스 반경보다 약간 긴 것이 바람직하다. 예를 들면, 어레이(234)의 총 간격은 내측단부(200) 상에 워크피스(18) 중심을 지나 연장되는 부가적인 노즐구멍을 포함하며 선택에 따라서는 워크피스(18)의 주연부를 넘어 연장되는 노즐구멍을 포함할 수 있다.
유사한 방식으로, 하나의 실시예에서 인접한 면(186) 상의 각 노즐 어레이는 분무화를 가능하도록 하는 꼭지점(184) 상의 노즐 어레이에 상응하며 0.026인치의 직경과 3.5mm의 중심간격을 갖는 노즐구멍을 포함한다. 노즐 어레이(260)는 워크피스(18) 상의 스프레이 자취가, 특히 적어도 워크피스 중심에서, 워크피스(18) 반경과 매치되는 되는 것을 확실하게 하도록 워크피스 반경보다 약간 긴 것이 바람직하 다. 예를 들면, 어레이(234)의 총 간격은 내측단부(200) 상에 워크피스(18) 중심을 지나 연장되는 부가적인 노즐구멍을 포함하며 선택에 따라서는 워크피스(18)의 주연부를 넘어 연장되는 부가적인 노즐구멍을 포함할 수 있다.
바람직한 실시예에서, 스프레이 봉(178)은 배리어 판(102)에 끼워지나 이와 별도의 구성부이다. 이러한 방식은 여러 장점을 제공한다. 우선, 이는 각 구성부가 각 구성부의 의도된 목적에 보다 적합한 물질로 만들어질 수 있도록 한다. 예를 들면, 장치(10)의 다른 분배 구성부뿐만 아니라 스프레이 봉(178)의 경우, 유체 전달/젖은(wetted) 통로에 있는 장치(10)의 분배 구성부, 또는 적어도 그 표면은 하나 이상의 고순도용 플루오로폴리머(fluoropolymer)로 형성되는 것이 바람직하다. 이들 구성부는 스프레이 봉(178), 샤워헤드 조립체(426), 및 적어도 중심분배 노즐조립체(518)의 튜브를 포함한다. (E.I. Du Pont de Nemours & Co.로부터 상표명 TEFLON으로 입수할 수 있는) 폴리테트라플루오로에틸렌이 적합한 것으로 밝혀졌다. 반면에, 배리어 판(102) 또는 적어도 그 하부면(106)은 하부면(106)의 청정 및 건조를 최적화하기 위해 석영 등과 같은 친수성 물질로 만들어지는 것이 바람직하다. 특히, 석영과 같은 친수성 표면은 많은 경우에 있어 소수성 표면에 비해 세정 및 건조에 보다 효율적인 경향을 가질 것이다.
또한 별도의 스프레이 봉 및 배리어 판 구성부를 사용하는 것은 스프레이 봉(178)과 배리어 판(102) 사이에 보다 양호한 열 절연을 가능케 한다. 스프레이 봉과 배리어 판이 하나의 통합된 구성부인 경우, 전체 유닛은 가열된 유체가 워크피스(18)에 분배될 때 열 싱크로 작용할 수 있는 상대적으로 큰 열 질량을 갖는다. 그 결과 배리어 판의 열 질량으로의 열 손실로 인해 스프레이 봉으로 들어오는 유체와 스프레이 봉의 외측단부를 나가는 상대적으로 보다 차가운 유체 사이에 온도강하가 있게 된다. 스프레이 봉을 따른 이러한 온도차이는 워크피스에 분배된 물질의 온도 비균일성으로 이어진다. 이는 워크피스에 대한 그리고 워크피스마다의 처리 균일성에 대해 부정적 영향을 줄 수 있다. 그러나, 스프레이 봉(178)이 도시된 바와 같이 별도의 구성부인 경우, 열 질량은 크게 감소된다. 또한, 스프레이 봉(178)을 배리어 판(102)의 포켓(124)에 끼우되 홈(182)의 노즐영역만이 슬롯(130)을 통해 노출되도록 함으로써, 처리챔버(16)에 노출된 스프레이 봉(178)의 영역은 최소화되며 스프레이 봉(178)은 배리어 판(102)에 의해 상당히 열적으로 차폐된다. 이 방식은 스프레이 봉(178)을 워크피스(18)로부터 열적으로 상당히 절연시켜서 처리성능을 손상시킬 수 있는 비균일한 열효과를 최소화한다.
또한 탄성 지지표면을 사용하는 것은 스프레이 봉(178)과 배리어 판(102)이 서로 다른 물질로 형성되거나 상당히 다른 온도에서 작동하는 실시예에서 두 구성부 사이의 열팽창 차이를 수용한다. 또한 지지표면으로 탄성 O-링을 사용하는 것은 스프레이 봉(178)과 배리어 판(102) 사이의 표면접촉을 최소화한다. 이는 스프레이 봉(178)을 열적으로 절연하는데 도움을 주어서 가열된 유체/화학물질의 전달(chemical delivery)로부터 배리어 판(102) 및 궁극적으로는 워크피스(18)로의 열전달로 인한 열효과를 상쇄하는데 도움을 준다.
리테이너 판(266)은 스프레이 봉(178)을 배리어 판(102)의 포켓(124)에 고정시키는 것을 도와준다. 도 2, 16 및 17은 리테이너 판(266)을 보다 상세히 도시하 고 있다. 리테이너 판(266)은 상부(268), 바닥(270), 및 측부들(272,274,276,278)을 포함한다. 리테이너 판(266)은 구멍(282)을 포함하여서 나사 또는 다른 적절한 체결구(미도시)가 나사부가 형성된 구멍(148)과 맞물려서 리테이너 판을 배리어 판(102)에 고정시킬 수 있다. 바닥(270)은 탭(286)을 갖는 포켓(284)을 포함한다. 하나의 O 링(미도시)이 포켓(284)에 끼워진다. 이 O 링은 리테이너 판(266)이 스프레이 봉(178)을 위치에 고정할 때 리테이너 판(266)과 스프레이 봉(178) 사이에 탄성 지지표면을 제공하도록 압축될 수 있는 크기를 갖는다.
도 2, 8 및 19를 참조하면, 필러 피스(filler piece)(288)가 밀봉 링(160)의 단부들(162,164) 사이의 노치(166)에 끼워진다. 필러 피스(288)는 상부(290), 바닥(292), 측부들(294,295,296,297)을 포함한다. 단부들(162,164) 사이의 물받이(152)를 상호연결하는 통로를 형성하는 물받이(301)가 바닥에 형성된다. 또한 필러 피스(288)는 스프레이 봉(178)과 배리어 판(102) 사이의 갭을 채우는 테일(tail)(303)을 포함하여서 누설을 방지한다. 노치(305)는 응력완화를 제공하여서 필러 피스(288)가 배리어 판(102)의 홈(299)에 밀착하도록 한다. 필러 피스(288)는 스프레이 봉(178)과 밀봉 링(160)에 의해 위치에 고정된다.
배관, 공기 유입구 등이 배리어/분배 섹션(14)의 중앙 침니(chimney) 통로(103)(도 1에 개략적으로 도시됨)를 통해 제공된다. 침니는 처리중에도 다양한 방식으로 개방될 수 있다. 한가지 문제는 침니 통로가 개방상태에 있을 때 분배된 물질, 특히 스프레이된 물질 및 가스를 처리챔버(16)에 담지하는 것이다. 한가지 선택은 침니 통로(103)를 원하는 정도의 담지를 달성하도록 충분히 크게 만드는 것 이다. 그러나, 이러한 방식은 상대적으로 긴 침니를 요구하게 된다. 장치(10)가 더욱 큰 장치 클러스터(cluster)(미도시)에 적층식으로 포함되는 경우, 수직공간을 더욱 효율적으로 이용하는 것이 더욱 우선적이게 된다.
따라서, 본 발명은 원하는 정도의 담지를 달성하면서 보다 짧은 길이의 침니가 사용되도록 하는 하나 이상의 방법을 제공한다. 한가지 방법에 의하면, 적당한 가스유동(예를 들면, 유입공기 등)이 처리의 적어도 일부 중에 침니 통로(103)를 통해 처리챔버(16)로 도입된다. 이러한 가스유동을 이용함으로써 장치 스테이션들(stations) 간의 보다 양호한 적층효율이 얻어질 수 있는데, 이는 침니가 보다 짧아질 수 있기 때문이다.
특히 바람직한 방법은 침니 통로에 벤츄리 형상부분을 제공하는 것이다. 일반적으로 벤츄리는 입구와 출구에 나팔꽂처럼 벌어지는(flaring) 단부와 입구와 출구 사이에 위치되는 상대적으로 좁은 스로트(throat)를 포함한다. 벤츄리의 형상은 부드러운 공기유동을 조장하고 난류를 최소화하도록 부드러운 것이 바람직하다. 벤츄리는 최소의 압력강하로 스로트를 통과하는 가스유동을 가속시키는데 도움을 준다. 벤츄리는 일반적인 원통형 통로에 비하여 침니 높이를 더욱 감소시키면서 뛰어난 담지를 제공한다.
침니 통로(103)에 벤츄리를 포함시키는 예시적인 방식으로, 침니 통로(103)에는 공기유입 플랜지(338)의 사용을 통해 벤츄리 구성부가 제공된다. 도 2-4 및 21-23에 공기유입 플랜지(338)가 잘 도시되어 있다. 공기유입 플랜지(338)는 동체(340), 상단부(342), 상단부(342)의 둥근 테(344), 및 바닥단부(348)를 포함한 다. 둥근 테(344)의 하측은 무게감소를 위해 환상의 홈(346)을 포함한다. 각 내측벽(350) 및 외측벽(360)은 상단부(342)로부터 바닥단부(348)까지 연장된다. 외측벽(360)은 무게감소 및 설치장비의 접근을 위해 내측벽(350)에 평행하기보다는 모따기되어 있다(faceted).
바람직하게, 내측벽(350)은 스프레이 봉(178)의 각측부에 벤츄리형상 통로(352)를 제공하도록 하는 형상을 갖는다. 각 통로(352)는 통로(352)가 좁아지는 상대적으로 좁은 스로트(354)와 상대적으로 넓은, 나팔꽃 모양의 단부(356,358)를 포함한다. 사용시, 나팔꽃 모양의 단부(356)는 공기, 청정 건공기, 질소, 이산화탄소, 알곤, 이소프로필 알콜 증기, 이들의 조합과 같은 하나 이상의 가스가 공기유입 플랜지(338)로 도입되는 입구역할을 한다. 나팔꽃 모양의 단부(358)는 하나 이상의 가스가 처리챔버(16) 내로 하향 방출되는 출구역할을 한다. 가스가 벤츄리 형상의 통로(352)를 통하여 유동할 때, 통로가 좁아짐에 따라 속도는 증가한다. 유동속도가 증가할 때, 유동가스의 압력은 감소한다. 이는 벤츄리에서의 압력이 유입 단부(356) 근방에서는 상대적으로 높고 스로트(354)에서는 상대적으로 낮다는 것을 의미한다. 벤츄리를 관통하는(through the ventury) 압력은 속도증가에 따라 감소한다. 따라서, 벤츄리를 관통하는 유동속도가 충분히 높을 때, 유입 단부(356)에서의 상대적으로 높은 압력은 처리챔버(16)에 처리물질을 담지하는데 도움을 줄 정도로 충분히 높다. 간단하게 말하면, 벤츄리 형태의 통로(352)는 액체, 고체 또는 기체일 수 있는 처리물질이 처리가스의 도입을 위해 개방이 요구되는 챔버에 담지되야만 하는 상황에서의 담지장치 역할을 한다.
예를 들면, 통상적인 처리 중에, 구성 공기 또는 가스는 벤츄리 형태의 통로(352)를 통해 처리챔버로 들어간다. 유입되는 공기 또는 가스는 통로(352)의 스포트를 관통할 때 가속된다. 스로트(354)를 관통하여 챔버(16)로 이동하는 고속의 공기 또는 가스는 연무(mist)가 공기유입 플랜지(338)로 다시 탈출하는 것을 방지한다. 반대로, 스로트가 축소부가 없거나 충분한 높이를 갖지 않는 공기유입 통로의 경우, 처리챔버 연무는 탈출할 수 있어서 안전문제, 오염, 처리물질의 손실에 따른 처리성능 하향 등을 초래할 수 있다.
예시적인 작동상태로, 50cfm 유입공기를 사용하여 실질적으로 완전한 연무 및 스트림 담지가 얻어졌다. 이는 3인치의 배기 진공을 사용하여 얻어졌다. 이 실험에서, 워크피스는 65℃의 탈이온수를 분당 1리터로 스프레이하면서 250 rpm으로 척에 의해 회전되었다. 각 벤츄리 스로트의 폭은 1.12인치이며, 각 입구 및 출구의 폭은 1.75인치이었다. 각 벤츄리 형상 통로의 길이는 3인치였다.
공기유입 플랜지(338)와 관련하여 주로 2-4 및 21-23을 계속 참조하면, 외측벽(360)의 바닥부는 공기유입 플랜지(368)가 배리어 판(102)의 내측 주연부(110)에 끼워질수 있는 형태를 갖는다. 내측벽(350)의 바닥부(370)는 내측벽 바닥부(370)로부터 배리어 판(102)의 하부면(106)으로 부드러운 전환을 제공하도록 하는 형태를 갖는다.
주연부 플랜지(372)는 바닥 단부(348)에 인접한 공기유입 플랜지(338)의 동체(340)를 둘러싼다. 주연부 플랜지(372)는 동체(340)를 보강한다. 또한 주연부 플랜지(372)는 구멍(374)을 포함하여서 공기유입 플랜지(338)가 나사 등을 사용하여 배리어 판(102)의 나사부가 형성된 구멍(142)에 고정될 수 있다. 별도의 지지부(380)가 둥근 테(334)에 형성된, 나사부가 형성된 구멍(378)과 나사결합한다. 나사부가 형성된 구멍(미도시)를 포함하는 별도의 지지부(380)는 후술될 샤워헤드 조립체(426)를 지지 및 고정하는데 도움을 준다.
공기유입 플랜지(338)의 내측벽(350) 또한 대향하는 포켓(362,366)을 포함한다. 이들 포켓은 후술될 샤워헤드 스페이서(382)를 고정할 수 있는 크기를 갖는다. 포켓(362)의 벽은 세개의 구멍(364)을 포함한다. 이들 구멍(364)의 하나,둘 또는 전부는 배관 구성부, 예를 들면, 튜브를 플랜지(338)를 관통하여 인도하도록 이용될 수 있다. 스프레이 능력 외에, 분배 조립체(100)는 또한 하나 이상의 처리유체를 워크피스(18)를 향해 아래로 샤워헤드-스타일로 분배하는 분배능력을 포함한다.이 방식은 처리챔버(16)로 하나 이상의 가스 및/또는 증기를 균일한 유동으로 분배하는데 유용하다. 바람직한 실시예에서, 이 능력은 샤워헤드 분배부재(426)와 같은 분배 구조물에 의해 제공된다. 샤워헤드 스페이서(382) 및 별도의 지지부(380)는 샤워헤드 분배부재(426)를 설치 및 고정하는데 도움을 준다. 예시의 목적으로, 샤워헤드 분배부재(426)로는 동일 또는 독립적일 수 있는 두개의 공급피드(supply feed)에 의해 공급되어서 두개의 다른 처리물질이 처리챔버(16)로 동시에 분배될 수 있도록 한다. 물론, 다른 실시예는 원하는 바에 따라 단지 하나의 공급피드 또는 세개 이상의 피드를 포함할 수 있다.
보다 상세히, 그리고 도 2-4 및 24-27에 잘 도시된 바와 같이, 샤워헤드 스페이서(382)는 상부(384), 저부(386), 바닥(408), 및 측부(390,396,400,404)를 포 함한다. 측부(390)는 공기유입 플랜지(338)를 관통하는 구멍(364)과 각각 매치되는 세개의 구멍(392)을 포함한다. 사용시, 구멍(364,392)의 세트들은 배관 구성부(미도시)를 샤워헤드 스페이서(382)와 공기유입 플랜지(338)를 관통하여 인도하도록 이용될 수 있다. 이들 구멍(364,392) 세트의 하나 이상이 이 목적을 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 하나의 예시적인 실시예로, 배기 소스(미도시)에 결합된 튜브(미도시)가 샤워헤드 스페이서(382)의 내부를 지나 아래로 그리고 각각 구멍(392,364)의 한 세트를 관통하여 스페이서(382)와 공기유입 플랜지(338)를 지나 외측으로 제공된다. 공기유입 플랜지(338)의 외측에서, 튜브는 밀봉 링(160)에 제공된 입구 구멍(174)으로 각각 인도되는 세개의 다른 튜브에 연결된다. 튜브는 흡출진공을 물받이(152)에 형성하도록 구멍(174) 내로 충분히 삽입된다. 부가적인 튜브(미도시)가 유사하게 샤워헤드 스페이서(382)의 내부를 지나 아래로 그리고 각각 구멍(392,364)의 다른 세트를 관통하여 스페이서(382)와 공기유입 플랜지(338)를 지나 외측으로 제공된다. 공기유입 플랜지(338)의 외측에서, 부가적인 튜브는 밀봉 링(160)에 제공된 입구 구멍(176)으로 각각 인도되는 세개의 다른 튜브에 연결된다. 튜브는 흡출진공을 물받이(152)에 형성하도록 구멍(176) 내로 충분히 삽입된다.
무게를 감소시키기 위한 구멍(394)이 측부(390,396)의 상부에 형성된다. 각 측부(400,404)는 각각 세개의 구멍(402)을 포함한다. 구멍(402)은 세정튜브 홀더(510)를 고정하기 위해 사용된다. 도 37에 도시된 바와 같이, 각 세정튜브 홀더(510)는 넥(512), 동체(514), 및 구멍(516)을 포함한다. 넥(512)은 구멍(402)과, 바람직하게는 나사결합으로(나사 구성부는 미도시), 맞물린다. 세정튜브(504)는 구멍(516)을 관통하여 아래의 처리챔버(16)로 도입된다. 이들 튜브의 단부는 이 단부의 노즐(508)이 일반적으로 수평으로 스프레이하여 배리어 판(102)의 하부면(106)을 세정하거나 처리하도록 하는 높이에 위치된다.
바람직하게, 세정튜브(504)는 배리어 판(102)을 청결하고 건조된 상태로 유지시키도록 배리어 판(102)의 하부면(106)을 세척하며 건조시키는 능력을 포함한다. 전형적인 실행 모드에서, 배리어 판(102)의 세척 및 건조는 사이클 시간을 최소화하기 위하여 워크피스(18)가 있을 때 그리고 적어도 부분적으로 워크피스(18)의 세정 및 건조와 동시간으로(co-extensive) 실행된다. 하부면(106)의 외측 주연부(112) 근방의 액적을 제거하는 것은 어렵다. 배리어 판(102)에 포함된 흡출장치는 이러한 어려움을 배제하는데 도움을 준다.
바닥(408)은 구멍(410)을 포함하여서 나사(138)가 융기 보스(134)의 나사부가 형성된 구멍(136)과 맞물림으로써 샤워헤드 스페이서(382)를 배리어 판(102)에 고정시킨다. 바닥(408)은 후술된 중심분배 구성부를 고정하기 위한 구멍(412)을 포함한다. 구멍(414)은 공급튜브가 중심분배 구성부로 인도되도록 한다. 구멍(416,418)에는 각각 유체 입구부재(216,240)가 삽입된다. O-링(미도시)이 샤워헤드 스페이서(382)와 스프레이 봉(178) 사이 그리고 샤워헤드 스페이서(382)와 배리어 판(102) 사이의 틈(419)에 끼워진다.
샤워헤드 스페이서(382)는 하부 단부(420)와 바닥(408)이 스프레이 봉(178)의 상부면들 상에 지지되며 레그(422)가 배리어 판(102)의 아암(118) 둘레에 끼워 진다. 레그(422)의 외측면(424)은 포켓(124)의 측면(126)과 매치되도록 하는 형상을 갖는다.
샤워헤드 분배부재(426)는 별도의 지지부(380)와 상기 출원 1과 2에 기술된 바와 같은 "가동형 지지부재" 사이에 설치된다. 일반적으로 샤워헤드 분배부재(426)는 저부(428)과 덮개(458)를 포함한다. 일반적으로 저부(428)는 직사각형 중앙구멍(432)과 이 중앙구멍(432)의 가장자리로부터 아래로 돌출하는 플랜지(434)를 갖는 원형의 바닥 패널(430)을 포함한다. 플랜지(434)와 구멍(432)은 하부에 위치하여 지지하는 샤워헤드 스페이서(382) 위로 끼워지도록 하는 크기를 갖는다. 중앙구멍(432)은 배관 구성부를 중심분배 노즐조립체(518)와 스프레이 봉(178)으로 인도하는 편리한 통로를 제공한다.
바닥 패널(430)은 샤워헤드 분배부재(426)의 설치와 작용을 용이하게 하도록 하는 몇개의 구멍 구성부를 포함한다. 중앙구멍(432)의 각 측부의 패널(430)은 세정튜브(504)를 공정챔버(16)로 유도하며 지지하는데 도움을 주는 구멍(444)을 포함한다. 저부(428)의 주연부 둘레의 상대적으로 큰 관통 구멍(446)은 나사 등을 사용하여 저부(428)를 별도의 지지부(380)에 설치하는데 사용된다. 상대적으로 작은, 나사면이 형성된 구멍(448)은 덮개(458)와 가동형 부재(미도시되었으나, 상기 출원1,2에 기술되어 있음)가 나사 등을 사용하여 저부(428)에 설치되도록 한다.
저부(428)의 바닥 패널(430)은 중앙구멍(432) 일측의 제1 영역(450)과 중앙구멍(432) 다른 측의 제2 영역(454)을 포함한다. 제1 영역(450)은 노즐구멍(452)의 어레이를 포함하며, 제2 영역(454)은 노즐구멍(456)의 제2 어레이를 포함한다.
일반적으로 덮개(458)는 융기된 패널(460,464)을 포함한다. 제1 및 제2 챔버(462,466)가 한편으로는 패널들(460,464), 다른 한편으로는 바닥 패널(430) 사이에 형성된다. 중앙구멍(492)은 저부(428)의 중앙구멍(432) 위에 위치되어서 배관 구성부를 중심분배 노즐조립체(518)와 스프레이 봉(178)으로 유도하는 편리한 통로를 제공한다. 덮개(458) 상부의 노치(494,496)는 누설의 경우에 배출구로 사용된다.
통상적으로 가스 및/또는 증기인, 하나 이상의 처리물질은 샤워헤드 분배부재(426)로 공급될 수 있으며 유체 유입부재(468 및/또는 480)를 경유하여 샤워헤드 분배부재(426)로 도입된다. 유체 유입부재(468)는 나사면이 형성된 베이스(470)와 플레어 커플링(472)을 포함한다. 공급튜브(미도시)는 플레어 커플링(472)에 유체가 통하도록 결합되며 나사면이 형성된 베이스(470)와 나사결합하는 리테이너 너트(미도시)를 통해 위치에 고정된다. 도관(490)은 챔버(466) 내로 개방된다.
구멍(444) 바로 위에 위치되는, 중앙구멍(492) 각 측부의 구멍(498)은 세정튜브(504)를 처리챔버(16)로 안내하며 지지하는데 도움을 준다. 덮개(458) 주연부 둘레의 상대적으로 큰 관통 구멍(500)은 저부(428)의 유사한 구멍(446) 위에 위치되며 유사하게 나사 등을 사용하여 덮개(458)를 별도의 지지부(380)에 고정하는데 사용된다. 상대적으로 작은 관통 구멍(502)은 나사면이 형성된 구멍(448) 위에 위치되며 덮개(458)와 가동형 부재가 나사 등을 사용하여 바닥(428)에 설치되도록 한다.
사용시, 하나 이상의 처리유체, 특히 하나 이상의 가스(들) 유동이 하나 또 는 두개의 튜브(미도시)를 통해 샤워헤드 분배부재(426)로 공급된다. 각 튜브로 공급된 처리유체는 동일하거나 다를 수 있다. 처리유체는 각각 도관(478,490)을 통해 챔버(462,466)로 도입된다. 일반적으로 챔버(462,466) 내의 처리유체(들) 압력은 균일화되어서 노즐(452,456)을 통과하는 유동은 균일하다. 샤워헤드 노즐 상류의 챔버(462,466) 내 유체(들)의 압차(pressure differential)는 균일한 유동을 조장하기 위해 종래 방식에 따라 노즐(452,456)을 지날 때의 압강하보다 작은 것이 바람직하다. 노즐(452,456)을 통해 분배될 때, 일반적으로 분배된 유체(들)은 벤츄리 형상의 통로(352)를 통해 처리챔버(16) 및 워크피스(18)를 향해 유동한다. 또한 분배 조립체(100)는 하부의 워크피스(18) 중심으로 하나 이상의 처리유체를 분배하는 분배능력을 포함한다. 처리유체는 순차, 동시, 중첩하는 방식 등으로 분배될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 이 능력은 중심분배 노즐조립체(518)와 같은 분배 구조물에 의해 제공된다. 예시의 목적으로, 도시된 바와 같은 중심분배 노즐조립체(518)는 동시에 워크피스(18)로 두개의 다른 처리물질이 분배되도록 하는 두개의 독립된 노즐을 포함한다. 물론, 다른 실시예는 원하는 바와 따라 하나의 분배노즐 또는 세개 이상의 노즐을 포함할 수 있다. 또한, 동일한 처리물질이 양 노즐을 통해 분배될 수 있다.
보다 상세히, 도 2-4, 34 및 35에 도시된 바와 같이, 일반적으로 중심분배 노즐조립체(518)는 구멍(524)에 노즐튜브(522)가 끼워진 노즐 리테이너(520)를 포함한다. 튜브(522)는 노즐 리테이너(520)의 상부에 위치되는 플래어 커플링(526)을 포함한다. 공급튜브(528)는 플래어 커플링(526)에 결합되며 고정너트(530)에 의해 위치에 고정된다. 튜브(522)의 저부단부는 노즐 리테이너(520) 아래로 돌출하며 일반적으로 하부의 워크피스(18) 중심을 향한다. 노즐 리테이너(520)는 스프레이 봉(178)의 포켓(204)에 끼워진다. 나사(540)가 노즐 리테이너(520)의 나사면이 형성된 구멍(532)으로 끼워진다.
도 2-4에 도시된 바와 같이, 리테이너(534)와 나사(540)는 노즐 리테이너(520)를 위치에 고정시키는데 사용된다. 도 2-4 및 36에 도시된 바와 같이, 리테이너(534)는 공급튜브(528)가 삽입되며 이를 지지하는 구멍(536)을 포함한다. 리테이너(534)의 구멍(538)으로 나사(540)가 끼워진다.
여기에 기술된 본 발명의 실시예와 명세서를 참조하면 본 발명의 다른 실시예들이 당업자에게 명백할 것이다. 청구범위에 나타나는 본 발명의 범위를 일탈함이 없이 여기에 기술된 실시예와 원리에 대한 다양한 변경, 생략이 당업자에게 가능할 것이다.

Claims (37)

  1. a) 처리 중에 워크피스가 위치되는 처리챔버,
    b) 처리 중에 워크피스 위에 위치되며 적어도 부분적으로 워크피스를 커버하는 하부면을 포함하는 배리어 구조물,
    c) 배리어 구조물의 상기 하부면에 인접하며 이와 유체연통하는 적어도 하나의 유체 유입구를 갖는 흡출통로로서, 배리어 구조물의 하부면과 워크피스 사이의 간격이 배리어 구조물의 외측 주연부를 향하는 방향으로 점점 감소하여서 배리어 구조물의 하부면 상의 액체가 유동하여 흡출통로와 유체연통할 수 있도록 된 흡출통로, 및
    d) 흡출통로와 유체연통하는 진공 소스로서, 진공 소스가 흡출통로에 적용되면 배리어 구조물의 하부면 상의 액체가 생성된 진공으로 인해 배리어 구조물의 하부면으로부터 흡출에 의해 취출되도록 하는 진공 소스로 구성되는 마이크로일렉트로닉 워크피스 처리장치.
  2. 제 1항에 있어서, 흡출통로가 흡출채널들을 포함하되, 각 흡출채널은 배리어 구조물의 하부면에 위치된 유입 포트와 배리어 구조물의 상부면에 위치된 유출 포트 사이로 연장되는 처리장치.
  3. 제 2항에 있어서, 유입 포트들이 배리어 구조물 하부면의 외측 주연부 둘레를 따라 분포되는 처리장치.
  4. 제 3항에 있어서, 배리어 구조물의 상부면이 배리어 구조물 상부면의 외측 주연부 둘레로 연장되는 환상의 물받이를 더욱 포함하며, 유출구는 흡출 채널을 통해 배리어 구조물의 하부면으로부터 취출된 액체가 유출구를 나와 상기 환상의 물받이로 가도록 위치되는 처리장치.
  5. 제 2항에 있어서, 배리어 구조물의 하부면이 이 하부면으로부터 연장되는 환상의 림을 더욱 포함하되, 이 환상의 림은 하부면 상의 액체가 포집되어 흡출 채널을 통해 흡출에 의해 취출되도록 위치되는 처리장치.
  6. 삭제
  7. a) 처리 중에 워크피스가 위치되는 처리챔버,
    b) 처리 중에 워크피스 위에 위치되며 적어도 부분적으로 워크피스를 커버하는 하부면을 포함하되, 하부면은 외측 주연부를 갖는, 배리어 구조물,
    c) 배리어 구조물의 하부면 상에 존재하는 액체를 끌어들이거나 담지하기 위해 배리어 구조물 하부면 상에 위치되는 구성부, 및
    d) 상기 구성부 근방에 적어도 하나의 유체 유입구를 갖는 흡출통로, 및
    e) 흡출통로와 유체연통하는 진공 소스로서, 진공 소스가 흡출통로에 적용되면 상기 끌어들여지거나 담지된 액체가 생성된 진공으로 인해 배리어 구조물의 하부면으로부터 흡출에 의해 취출되도록 하는 진공 소스로 구성되는 마이크로일렉트로닉 워크피스 처리장치.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 구성부는 압입부, 돌출부, 및 이들의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택되는 처리장치.
  9. 제 7항에 있어서, 배리어 구조물의 하부면과 상기 구성부가 친수성인 처리장치.
  10. 제 9항에 있어서, 배리어 구조물의 하부면이 석영을 포함하는 물질로 만들어지는 처리장치.
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  29. 마이크로일렉트로닉 워크피스의 처리장치로서,
    a) 처리 중에 워크피스가 위치되는 처리챔버,
    b) 처리 중에 워크피스 위에 위치되며 워크피스를 적어도 부분적으로 커버하는 하부면을 포함하며, 워크피스의 중앙부분 위에 위치되는 개방된 제1 관통구멍을 갖는 배리어 구조물로서, 배리어 구조물의 하부면과 워크피스 사이의 간격이 배리어 구조물의 외측 주연부를 향하는 방향으로 점점 감소하도록 된 배리어 구조물,
    c) 가스가 분배되는 노즐구멍의 제1 어레이와 액체가 분배되는 노즐구멍의 제2 어레이로 구성되는 스프레이 장치로서, 상기 노즐구멍의 제1 어레이는 워크피스와 접촉하는 스프레이를 제공하기 위해 노즐구멍의 제1 및 제2 어레이 외측의 개방공간에서 분무된 액체와 기체가 충돌하여 분무화하도록 노즐구멍의 제2 어레이에 대해 위치되며, 노즐구멍의 제1 및 제2 어레이의 적어도 하나는 워크피스의 중심으로부터 적어도 부분적으로 워크피스의 외측 주연부까지 이르는 워크피스 상의 자취를 갖는 스프레이를 제공하기 위해 워크피스의 중심을 지나 연장되는 노즐 자취를 가지며, 상기 워크피스 상의 스프레이의 자취는 노즐구멍의 제1 및 제2 어레이의 적어도 하나의 노즐 자취보다 짧도록 된 스프레이 장치,
    d) 배리어 구조물의 하부면에 존재하는 액체를 끌어들이거나 담지하기 위해처리 장치에 위치되는 구성부,
    e) 배리어 구조물의 하부면에 존재하는 액체를 배리어 구조물의 상기 하부면으로부터 취출하기 위해 배리어 구조물과 유체연통하는 흡출 또는 심지취출 통로, 및
    f) 처리챔버 내로 적어도 하나의 가스를 도입하며 배리어 구조물의 제1 관통구멍에 유체가 통하도록 결합하는 벤츄리 형상의 통로로 구성된 마이크로일렉트로닉 워크피스 처리장치.
  30. 제 29항에 있어서, 상기 배리어 구조물이 워크피스를 향해 스프레이가 분배되는 적어도 하나의 제2 관통구멍을 더욱 포함하며, 상기 스프레이 장치는 제1 열팽창률을 갖고 상기 배리어 구조물은 제1 열팽창률과 다른 제2 열팽창률을 가지며, 스프레이 장치와 배리어 구조물 사이의 열팽창률 차이를 수용하기 위해 스프레이 장치와 배리어 구조물 사이에 배치되는 탄성부재를 더욱 포함하는 처리장치.
  31. 제 29항에 있어서, 상기 구성부와 배리어 구조물의 하부면이 친수성인 처리장치.
  32. 제 31항에 있어서, 배리어 판의 하부면이 석영을 포함하는 물질로 만들어지는 처리장치.
  33. 제 1항에 있어서, 처리유체가 워크피스의 중앙부분으로부터 방사상 외측으로 유동할 수 있도록 배리어 구조물이 처리 중에 배리어 구조물의 하부면 상의 액체와 워크피스 사이에 유동채널을 형성하기 위해 워크피스에 대해 위치될 수 있는 처리장치.
  34. 제 7항에 있어서, 처리유체가 워크피스의 중앙부분으로부터 방사상 외측으로 유동할 수 있도록 배리어 구조물이 처리 중에 배리어 구조물의 하부면 상의 액체와 워크피스 사이에 유동채널을 형성하기 위해 워크피스에 대해 위치될 수 있는 처리장치.
  35. a) 처리 중에 워크피스가 위치되는 처리챔버,
    b) 처리 중에 워크피스 위에 위치되며 적어도 부분적으로 워크피스를 커버하는 하부면을 포함하는 배리어 구조물,
    c) 배리어 구조물의 상기 하부면 상의 액체를 흡출에 의해 취출하기 위해 배리어 구조물과 유체연통하도록 된 흡출통로로서, 흡출통로가 흡출채널들을 포함하되 각 흡출채널은 배리어 구조물의 하부면에 위치된 유입 포트와 배리어 구조물의 상부면에 위치된 유출 포트 사이로 연장되며, 유입 포트들이 배리어 구조물 하부면의 외측 주연부 둘레를 따라 분포되며, 배리어 구조물의 상부면은 이 상부면의 외측 주연부 둘레를 따라 연장되는 환상의 물받이를 포함하며, 상기 유출 포트는 배리어 구조물의 하부면 상의 액체가 흡출채널을 통과하여 유출 포트를 나가서 환상의 물받이로 취출되도록 위치되는 흡출통로로 구성되는 마이크로일렉트로닉 워크피스 처리장치.
  36. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 유체 유입구가 배리어 구조물의 하부면, 배리어 구조물의 외측 변부, 및 배리어 구조물의 하부면에 인접하며 이와 유체연통하는 별도의 구성부의 어느 하나 또는 이들 모두에 위치되는 적어도 하나의 유체 유입구로 구성되는 처리장치.
  37. 제 1항에 있어서, 흡출통로가 배리어 구조물의 하부면 상에 위치되는 적어도 하나의 유체 유입구를 포함하는 처리장치.
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