用於均勻流體流的疊層壁的製作方法

2023-05-14 06:31:11 2

專利名稱：用於均勻流體流的疊層壁的製作方法
用於均勻流體流的疊層壁
背景技術：
在許多關於半導體以及磁碟製造的製造程序中，必須在液體環境中處理工件， 然後乾燥該工件。眾所周知，在乾燥處理期間所附著的微粒或汙染物最後可能使工件 產生缺陷。此外，效率差的乾燥處理可能使處理時間延長或甚至在工件的表面上留下缺 陷，並且促使氧化。因此，當乾燥基底時，不在其表面上留下雜質是極為重要的。為 了促進有效的乾燥並且降低形成雜質的可能性，下述實施方式在從液體環境移除工件之 後，將工件暴露於均勻分配的熱氣。

發明內容
在一種實施方式中，提供一種具有流體分配網絡的腔室，該流體分配網絡用於 使該腔室內的流體流均勻化。該腔室包含第一腔壁，該第一腔壁具有第一表面以及相對 的內部表面。第一表面形成有第一組通道，而內部表面被暴露於腔室的內部。該腔室還 包含連接至多個第一組通道的多個內部埠。該腔室還包含第二腔壁，該第二腔壁具有 第二表面以及相對的外部表面。第二表面具有第二組通道，當第一表面與第二表面配合 時，第二組通道與第一組通道部分相交。外部表面還包含至少一個通往第二組通道的外 部埠。在另一種實施方式中，提供一種流體分配腔室。該流體分配腔室包含底座，具 有自其延伸的側壁。其中側壁的其中之一包含彼此固定的第一構件以及第二構件。第一 構件具有內表面，該內表面與第二構件的外表面配合。第一構件的內表面還具有以第一 型式的間隔排(row)所界定的多個孔穴。而該外表面具有以第二型式的間隔列(column) 所界定的多個孔穴。其中第一型式的一孔穴與第二型式的多個孔穴部分相交。在又一種實施方式中，公開了一種分配流體的方法。該方法包含下列操作提 供腔室，該腔室具有彼此固定的第一和第二壁，這形成了均勻流體分配網絡。另一操作 經由埠開始流體流，該埠被連接至固定的壁內的均勻流體分配網絡。在另一操作 中，在固定的壁內分配流體流。經由形成作為第一壁部分的第一組通道，在壁之間均勻 地分配流體流，第一組通道與形成作為第二壁部分的相對的第二組通道部分相交。本發明的其它方面和優點根據以下結合附圖的具體實施方式
會變得明顯，其通 過實例來舉例說明本發明的原理。


本發明以及其進一步的優點可通過參考以下結合附圖的說明而獲得最佳了解。圖1是一簡化示意圖，圖解根據本發明的一種實施方式利用流體分配網絡的基 底清理系統的全貌。圖2是根據本發明的一種實施方式的乾燥室的示意圖。圖3是根據本發明的一種實施方式的乾燥室的一部分的分解視圖的示意圖。圖4A和4B是根據本發明的一種實施方式的垂直分配板和水平分配板的垂直和水平通道的排列的示意圖。圖5A和5B是顯示根據本發明的一種實施方式的垂直分配板和水平分配板的示 意圖。圖6A-6E是顯示根據本發明的實施方式的可建立在腔室內的各種流動型式的示 意圖。圖7是一流程圖，其圖解根據本發明的一種實施方式用於在腔室內均勻分配流 體的方法的示範操作。
具體實施例方式公開了一種用於在腔室內均勻配送和/或移除流體的發明。如下所述，在一種 實施方式中，流體可為用於實現使基底材料乾燥的氣體。然而，權利要求書不應被理解 為將可在腔室內被配送和/或移除的流體種類限制為乾燥氣體。本領域技術人員應明 了，包含請求保護的主題的腔室可被修改而容納液體或氣體。其它實施方式包含能夠在 用於分配氣體的構造與用於分配液體的構造之間進行切換的腔室。此外，雖然下列說明 描述一種用於乾燥基底材料的腔室，但在其它實施方式中，腔室可按比例調節而包含用 於較大結構例如無塵室或整個建築物的流體循環。在下列說明中，為了提供對本發明的全面了解而提出許多具體細節。然而，本 領域技術人員可明白在不具某些或所有這些具體細節的情況下可以實施本發明。在其它 情況下，為了不使本發明產生不必要的混淆，不詳述熟知的處理步驟。圖1是一簡化示意圖，其圖解根據本發明的一種實施方式利用流體分配網絡的 基底清理系統100的全貌。基底清理系統100可包含乾燥室102、清理槽104和運送組件 108。在清理槽104內經過受控的暴露之後，經由運送組件108將基底材料移動至乾燥室 102。關於運送組件108的進一步信息，請參見在2006年9月14日提交的美國專利申請 號 11/531,905，發明名稱為 APPARATUS AND METHOD FORDRYINGA SUBSTRATE, 其通過引用併入本文。經過加熱的乾燥氣體被分配而遍布乾燥室102的長度，以對基底材料提供均勻 的處理暴露。為了達到處理均勻性，期望具有橫越整個乾燥室的均勻乾燥氣體流，以使 乾燥室內的溫度波動降至最低。圖2是根據本發明的一種施方式的乾燥室102的示意圖。乾燥室102的內部由 水平分配板200a/b以及末端壁204a/b所形成。如以下將要討論的，水平分配板200a/b 具有形成在表面上的水平通道或溝槽，以有助於流體在整個乾燥室102中的分配。與水 平分配板200a/b配合的是垂直分配板202a/b，其也將在以下進行更詳細的討論。如圖 2所示，水平分配板200b可包含埠 208，埠 208敞開而通往乾燥室102的內部。注 意，在水平分配板200a上也發現埠 208，但並沒有顯示在圖2中。在乾燥室102的一種實施方式中，經過加熱的乾燥氣體從埠 208被均勻地配 送，以使乾燥室102內的溫度波動降至最低。在其它實施方式中，處於變動溫度的氣 體、處於各種溫度的液體混合物、以及液體與氣體的混合物可從埠 208加以配送或移 除。對於期望進行腔室溫度控制的實施方式而言，外壁214可固定於垂直分配板202a/b 而提供隔離。外壁214也可用於增加腔室的堅固性。圖2所示的埠 208的位置、形狀和數量是示例性的，並且不應被理解為限制權利要求的範圍。再者，埠 208的位置、 尺寸和構造可進行修改，因為腔室的不同用途可能需要不同的流體流型式以及進出腔室 的不同流體通量。垂直分配板202a/b被層疊或固定於其各自的水平分配板200a/b。垂直分配板 202a/b包含形成在與水平分配板200a/b的各自水平溝槽配合的表面上的垂直通道或溝 槽，以有助於流體在整個乾燥室102中的分配。垂直分配板202a/b還包含埠 206，端 口 206提供至垂直通道的路徑。在一些實施方式中，流體供應可接在埠 206，以便將流 體分配至埠 208。在其它實施方式中，真空可接在埠 206，以便經由埠 208移除流 體。流體供應與真空的組合可用於在乾燥室102內循環流體。如前面所述，腔室102也可用於循環液體，而液體供應與返回的組合也可用於 在腔室內循環液體。例如，清理槽104可使用疊層壁來分配與循環清理液，以促進從工 件移除汙染物。埠 206的數量可根據每種應用而加以設置，並且可取決於必要通量以 及腔室內的流動形態而進行變化。在腔室可用於多重處理的其它實施方式中，埠 206 可被開啟與關閉而更改埠 206的數量。垂直分配板202a/b以及水平分配板200a/b兩者同樣皆可包含額外的埠 212， 以提供通往乾燥室102內部的路徑。埠 212可用於安裝傳感器或其它裝置，例如但不 限於共振器、變換器、流量計、溼度計和熱電偶，以監視乾燥室內的各種情況。乾燥室 102也可包含外壁214，其固定於垂直分配板202a/b。注意，將分配板描述為「水平的」和「垂直的」是意圖描述圖2所示的實施方 式。本領域技術人員應明了 「水平的」和「垂直的」的描述用語不應被解釋為限制權 利要求，因為分配板的其它實施方式可具有能夠在分配板之間分配流體的無限的各種通 道構造。圖3是根據本發明的一種施方式的乾燥室102部分的分解視圖的示意圖。可在 垂直分配板202b的表面上觀察到垂直溝槽。同樣地，可在水平分配板200a的表面上觀 察到水平溝槽。在水平分配板200a上還可觀察到埠 210，在本實施方式中，埠 210 是斜對於埠 208。根據在腔室內所期望的流動類型，埠 208和埠 210可被安置在 各種位置。在其它實施方式中，可使用額外的埠或較少的埠而將各種流體分配至腔 室。在圖3所示的實施方式中，埠 210可將流體分配至位於乾燥室102下方的區域。 也可在水平分配板200b上觀察到埠 210，但並沒有顯示在圖3中。在一種實施方式中，埠 206被用於供應與返回流體，該流體經由垂直和水平 通道而分配進出埠 210與埠 208。在其它實施方式中，真空可經由埠 206引入，從 而利用埠 208和埠 210從腔室抽空流體。在其它實施方式中，垂直和水平分配板內 的各種構造與經由埠 206的流體供應和真空的各種配置一起可使得經由埠 208和/或 埠 210進行流體移除和流體分配兩者。圖4A和4B是根據本發明的一種施方式的垂直分配板202b和水平分配板200b 的垂直和水平通道排列的示意圖。在此視圖中，水平分配板200b已被顯示成半透明，以 便觀察垂直分配板202b的特徵。在本實施方式中，埠 206a-206d提供至分配網絡的路 徑，分配網絡由水平分配板200b和垂直分配板202b之間的交叉所形成。如圖4A所示， 埠 206a對多個埠 208a提供流體分配和/或返回。同樣地，埠 206b_206d可對各自的埠 208b和埠 210c/d提供流體分配和/或排放。圖4B圖解圖4A所示水平和垂直分配板的右側的另外細節。通過埠 206d導 入的流體穿過由水平分配板200b和垂直分配板202b的通道間的交點所產生的容積區域。 相交區域400a/b使得流體分成兩個在水平分配板200b內的分離水平通道。在一種實施 方式中，一排通道的截面積的總和對於水平分配板200b內的每一排會得到基本上相等的 數。類似地，垂直通道的截面積的和對於垂直分配板202b保持基本上相等。在水平與 垂直通道的排之間維持相同的截面積促進通往所有埠 208和210的均勻流體流。觀看與埠 206d相關的分配網絡，與兩個水平通道401a/b相交的是四個垂直 通道402a_402d，該垂直通道將流體運送至四個水平通道403a_403d。在一些實施方式 中，水平通道401a/b可被視為一排水平通道，而垂直通道402a-402d可被視為一排垂直 通道。相似地，水平通道403a-403d也可被視為一排水平通道。因此，分配網絡可被視 為相交的垂直與水平排的集合。在圖4B所圖解的實施方式中，與埠 206d相關的分配 網絡可被視為具有五排水平通道和五排垂直通道(包含埠 210d)。這稍微不同於與埠 208b相關的分配網絡，其具有五排水平通道和四排垂直通道。如前面所述，水平通道401a/b的截面積的和大約等於水平通道403a_403d的截 面積的和。通過埠 206d的流體繼續垂直和水平地分開，直到流體被均勻分配而遍布幹 燥室的指定長度為止。在本實施例中，引導通過埠 206d的流體最後從埠 210d排出， 並且埠 210的截面積的和會大約等於水平通道401a和401b的截面積的和。在某些實施方式中，將各埠 210d的截面積相加可得到埠 206d的截面積。在 其它實施方式中，流體可經由埠 206d加以移除，並且形成在水平分配板200b和垂直分 配板202b之間的分配網絡將從腔室的指定長度均勻地移除流體。圖5A和5B是分別顯示根據本發明的一種施方式的垂直分配板202b和水平分配 板200b的示意圖。將垂直分配板202b和水平分配板200b分開，垂直與水平通道之間的 級聯性質(cascading nature)是明顯的。通道的級聯性質也可使有加熱或冷卻的流體流進 和流出的腔室內的能量守恆。在將流體輸入腔室的實施方式中，通過將某些輸入的流體 能量傳遞至腔壁而促進腔室內的能量守恆。在使用真空從腔室抽空流體的實施方式中， 某些輸出的流體能量可被傳遞至腔壁。如圖5A和5B所示，埠 206a_206d位於與埠 210和/或埠 208相對的板 上。然而，在其它實施方式中，當空間限制可能是一個問題時，水平和垂直通道可被設 置以便埠 206a-206d可位於與埠 210和/或208相同的分配板上。在任一種實施方 式中，腔室的空間節省與整體覆蓋區(footprint)的降低可通過將埠 206a-206d所需的輸 入/輸出硬體放在腔室覆蓋區內而加以實現。圖6A-6E是顯示根據本發明的實施方式可建立在腔室內的各種流動型式的示意 圖。在每個圖中，左側與右側的較小圖示圖解通向分配網絡的埠連接類型。由於各種 流動可能性和埠位置可用於產生無限的流動結構和流動型式，所顯示的各種結構不應 被理解為限制性的。本領域技術人員也應明了，在分配網絡內可供應、分配和/或返回 氣體或液體。圖6A圖解一流動型式，其可通過將真空施加至位於腔室底部上的埠並且 使流體通過腔室頂部處的埠導入而加以建立。在本實施方式中，可從腔室一側的頂部 到相對側的底部建立橫向流動(cross-flow)。
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圖6B圖解一橫向流動型式，其可通過將真空施加至腔室的一側並且將流體供應 至腔室的相對側而加以建立。圖6C是另一示範流動型式，其可利用流體分配板將各種真 空與流體供應施加至腔室而產生。在本實施方式中，流體可經由位於腔室頂部的埠供 應，而真空從腔室的底部抽空流體。圖6D顯示一示範流動型式，其可通過不使用所有可用的埠而產生。在本實施 方式中，位於一側上的下埠可用於供應流體，而位於相對側上的上埠引出真空。對 腔室輸入和輸出的開啟或關閉(engageor disengage)的能力可提供變通性，並且可使單一 腔室執行多重處理操作。此外，流體分配板可按比例調節而適應各種尺寸的腔室，包含 但不限於結構內的空間或甚至整個結構。在較大規模的實施方式中，當從單件材料難於 製造分配板時，使用模塊化建構技術來簡化製造程序可能是必須的。圖6E圖解一種實施方式，其中建立一示範流動型式以從腔室內部移除流體。將 真空施加至所有或一些下部埠可產生此種流動型式。在其它實施方式中，重力可用來 取代真空而從腔室引出流體。圖7是一流程圖，其圖解根據本發明的一種實施方式用於在腔室內均勻分配流 體的方法的示範操作。操作700提供具有形成流體分配網絡的壁的腔室。在一種實施方 式中，流體分配網絡可形成於水平分配板和垂直分配板之間。如前面所討論，當這些分 配板被固定在一起而形成分配網絡時，可具有相交或重迭的通道或溝槽。操作702在分配網絡內啟動流體流。如前面所討論，流體流可經由與分配網絡 連接的埠而啟動。在一些實施方式中，流體可被輸入至分配網絡，而在其它實施方式 中，流體可從分配網絡被移除。操作704在由分配板形成的腔室內分配流體流。在一些實施方式中，分配網絡 的級聯性質可促進流體的均勻分配。在一些實施方式中，通過降低單獨通道的截面積同 時增加單獨通道的數量以對流體的流動維持恆定的截面積，分配網絡促進分配網絡內的 流體均勻分配。雖然上述發明已為了清楚了解的目的而進行某種詳細說明，但顯而易見的是， 在隨附權利要求的範圍內可進行某種變化和修改。因此，本實施方式被視為示例性的而 非限制性的，且本發明並不限於在此所給出的細節，而是可在隨附權利要求的範圍與等 同物內進行修改。
權利要求
1.包含流體分配網絡的腔室，所述流體分配網絡用於使所述腔室內的流體流均勻 化，所述腔室包含第一腔壁，所述第一腔壁具有第一表面以及相對的內部表面，所述第一表面形成有 第一組通道，所述內部表面暴露於所述腔室的內部並且包含多個內部埠，所述內部端 口連接至多個所述第一組通道；和第二腔壁，所述第二腔壁具有第二表面以及相對的外部表面，所述第二表面具有第 二組通道，當所述第一表面與所述第二表面配合時，所述第二組通道與所述第一組通道 部分相交，所述外部表面包含至少一個提供通往所述第二組通道的外部埠。
2.權利要求1所述的流體分配網絡，其中所述第一組通道包含多排基本上水平的通道。
3.權利要求2所述的流體分配網絡，其中所述第二組通道包含多排基本上垂直的通 道，所述垂直通道與對應的水平通道部分相交。
4.權利要求1所述的流體分配網絡，其中所述多個內部埠的截面積與所述外部埠 的截面積基本上相同。
5.權利要求3所述的流體分配網絡，其中垂直通道排的截面積與水平通道排的截面積 相等。
6.權利要求1所述的流體分配網絡，其中第一外部埠被配置以通過第一多個內部端 口將流體引入所述腔室的內部；以及第二外部埠被配置以通過第二多個內部埠從所 述腔室的內部移除流體。
7.權利要求1所述的流體分配網絡，其中來自所述外部埠的流體通過所述第一和第 二組通道分配在所述第一和第二腔壁之間，並且通過所述內部埠分配在所述腔室的內 部中。
8.權利要求1所述的流體分配網絡，其中通過從所述腔室的內部經由所述內部埠、 在所述第一和第二腔壁之間經由所述第一與第二組通道、以及經由所述外部埠而引出 流體，流體從所述內部被移除。
9.權利要求1所述的流體分配網絡，其進一步包含第三腔壁以及第四腔壁，其被配置以跨越所述腔室而為所述第一和第二腔壁的鏡 像，所述第三腔壁和所述第四腔壁相對於所述第一和第二腔壁設置，所述第三腔壁具有 第二多個內部埠和通道，並且所述第四腔壁具有第二多個通道和外部埠。
10.權利要求9所述的流體分配網絡，其中所述第二多個內部埠斜對著所述多個內 部埠。
11.流體分配室，包含底座，其具有自其延伸的側壁，其中所述側壁之一包含彼此固定的第一構件以及第 二構件，所述第一構件具有內表面，所述內表面與所述第二構件的外表面相配合，所述 第一構件的所述內表面具有以第一型式的間隔排所界定的多個孔穴，所述外表面具有以 第二型式的間隔列所界定的多個孔穴，其中所述第一型式的一孔穴與所述第二型式的多 個孔穴部分相交。
12.權利要求11所述的流體分配室，其中所述排和列的截面積的和在整個所述排和列中基本恆定。
13.權利要求11所述的流體分配室，其中所述第一型式的間隔排的孔穴具有延伸軸 線，所述延伸軸線正交於所述第二型式的間隔列的孔穴的延伸軸線。
14.權利要求11所述的流體分配室，其進一步包含額外的埠，所述埠被配置用於 容納配件。
15.分配流體的方法，包含下列操作提供腔室，所述腔室具有彼此固定形成均勻流體分配網絡的第一和第二壁；經由埠開始流體流，所述埠被連接至所述固定的壁內的所述均勻流體分配網 絡；和在所述固定的壁內分配所述流體流，所述流體流利用形成作為所述第一壁部分的第 一組通道在所述壁之間均勻地分配，所述第一組通道與形成作為所述第二壁部分的相對 的第二組通道部分相交。
16.權利要求15所述的分配流體的方法，其中所述第一組通道在第一方向上分配所述 流體流，而所述第二組通道在第二方向上分配所述流體流，所述第二方向基本上正交於 所述第一方向。
17.權利要求15所述的分配流體的方法，其進一步包含使處理區域暴露於通過流出/流入埠的所述分配的流體流，所述流出/流入埠被 連接至所述第一和第二組通道；及通過將工件運送至所述處理區域中，在所述腔室內使所述工件暴露於所述分配的流 體流。
18.權利要求17所述的分配流體的方法，其中所述第一和第二組通道之間的交叉將所 述流體流分配至漸增數量的連續單獨通道，所述漸增數量的連續單獨通道在截面積上逐 漸降低，以維持流出/流入埠相等的總截面積。
19.權利要求17所述的分配流體的方法，其中所述第一和第二組通道之間的交叉將 真空分配至漸減數量的連續單獨通道，所述漸減數量的連續單獨通道在截面積上逐漸增 加，以維持流出/流入埠相等的總截面積。
20.權利要求18所述的分配流體的方法，其進一步包含使流體流入所述流入埠，從而通過所述多個流出埠將所述流體均勻地分配並且 配送到所述腔室內。
21.權利要求18所述的移除流體的方法，其進一步包含將真空施加至所述流入埠，從而通過所述多個流出埠將流體均勻地引出所述腔室。
22.權利要求18所述的分配流體的方法，其中產生重力排流以通過所述多個埠引出 流體而從所述腔室移除流體。
全文摘要
提供一種具有流體分配網絡的腔室，該流體分配網絡用於使腔室內的流體流均勻化。該腔室包含第一腔壁，該腔壁具有第一表面以及相對的內部表面。該第一表面形成有第一組通道，而該內部表面被暴露於腔室的內部並且包含連接至多個第一組通道的多個內部埠。該腔室還包含第二腔壁，該腔壁具有第二表面以及相對的外部表面。第二表面具有第二組通道，當第一表面與第二表面配合時，第二組通道與第一組通道部分相交。該外部表面還包含至少一個提供通往第二組通道的外部埠。
文檔編號H01L21/302GK102027571SQ200980117561
公開日2011年4月20日 申請日期2009年5月13日 優先權日2008年5月16日
發明者K·C·米勒, M·沃利斯 申請人:奇拉泰克斯科技有限公司