专利名称：用于均匀流体流的叠层壁的制作方法
用于均匀流体流的叠层壁
背景技术：
在许多关于半导体以及磁盘制造的制造程序中，必须在液体环境中处理工件， 然后干燥该工件。众所周知，在干燥处理期间所附着的微粒或污染物最后可能使工件 产生缺陷。此外，效率差的干燥处理可能使处理时间延长或甚至在工件的表面上留下缺 陷，并且促使氧化。因此，当干燥基底时，不在其表面上留下杂质是极为重要的。为 了促进有效的干燥并且降低形成杂质的可能性，下述实施方式在从液体环境移除工件之 后，将工件暴露于均勻分配的热气。
发明内容
在一种实施方式中，提供一种具有流体分配网络的腔室，该流体分配网络用于 使该腔室内的流体流均勻化。该腔室包含第一腔壁，该第一腔壁具有第一表面以及相对 的内部表面。第一表面形成有第一组通道，而内部表面被暴露于腔室的内部。该腔室还 包含连接至多个第一组通道的多个内部端口。该腔室还包含第二腔壁，该第二腔壁具有 第二表面以及相对的外部表面。第二表面具有第二组通道，当第一表面与第二表面配合 时，第二组通道与第一组通道部分相交。外部表面还包含至少一个通往第二组通道的外 部端口。在另一种实施方式中，提供一种流体分配腔室。该流体分配腔室包含底座，具 有自其延伸的侧壁。其中侧壁的其中之一包含彼此固定的第一构件以及第二构件。第一 构件具有内表面，该内表面与第二构件的外表面配合。第一构件的内表面还具有以第一 型式的间隔排(row)所界定的多个孔穴。而该外表面具有以第二型式的间隔列(column) 所界定的多个孔穴。其中第一型式的一孔穴与第二型式的多个孔穴部分相交。在又一种实施方式中，公开了一种分配流体的方法。该方法包含下列操作提 供腔室，该腔室具有彼此固定的第一和第二壁，这形成了均勻流体分配网络。另一操作 经由端口开始流体流，该端口被连接至固定的壁内的均勻流体分配网络。在另一操作 中，在固定的壁内分配流体流。经由形成作为第一壁部分的第一组通道，在壁之间均勻 地分配流体流，第一组通道与形成作为第二壁部分的相对的第二组通道部分相交。本发明的其它方面和优点根据以下结合附图的具体实施方式
会变得明显，其通 过实例来举例说明本发明的原理。
本发明以及其进一步的优点可通过参考以下结合附图的说明而获得最佳了解。图1是一简化示意图，图解根据本发明的一种实施方式利用流体分配网络的基 底清理系统的全貌。图2是根据本发明的一种实施方式的干燥室的示意图。图3是根据本发明的一种实施方式的干燥室的一部分的分解视图的示意图。图4A和4B是根据本发明的一种实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图。图5A和5B是显示根据本发明的一种实施方式的垂直分配板和水平分配板的示 意图。图6A-6E是显示根据本发明的实施方式的可建立在腔室内的各种流动型式的示 意图。图7是一流程图，其图解根据本发明的一种实施方式用于在腔室内均勻分配流 体的方法的示范操作。
具体实施例方式公开了一种用于在腔室内均勻配送和/或移除流体的发明。如下所述，在一种 实施方式中，流体可为用于实现使基底材料干燥的气体。然而，权利要求书不应被理解 为将可在腔室内被配送和/或移除的流体种类限制为干燥气体。本领域技术人员应明 了，包含请求保护的主题的腔室可被修改而容纳液体或气体。其它实施方式包含能够在 用于分配气体的构造与用于分配液体的构造之间进行切换的腔室。此外，虽然下列说明 描述一种用于干燥基底材料的腔室，但在其它实施方式中，腔室可按比例调节而包含用 于较大结构例如无尘室或整个建筑物的流体循环。在下列说明中，为了提供对本发明的全面了解而提出许多具体细节。然而，本 领域技术人员可明白在不具某些或所有这些具体细节的情况下可以实施本发明。在其它 情况下，为了不使本发明产生不必要的混淆，不详述熟知的处理步骤。图1是一简化示意图，其图解根据本发明的一种实施方式利用流体分配网络的 基底清理系统100的全貌。基底清理系统100可包含干燥室102、清理槽104和运送组件 108。在清理槽104内经过受控的暴露之后，经由运送组件108将基底材料移动至干燥室 102。关于运送组件108的进一步信息，请参见在2006年9月14日提交的美国专利申请 号 11/531,905，发明名称为 APPARATUS AND METHOD FORDRYINGA SUBSTRATE, 其通过引用并入本文。经过加热的干燥气体被分配而遍布干燥室102的长度，以对基底材料提供均勻 的处理暴露。为了达到处理均勻性，期望具有横越整个干燥室的均勻干燥气体流，以使 干燥室内的温度波动降至最低。图2是根据本发明的一种施方式的干燥室102的示意图。干燥室102的内部由 水平分配板200a/b以及末端壁204a/b所形成。如以下将要讨论的，水平分配板200a/b 具有形成在表面上的水平通道或沟槽，以有助于流体在整个干燥室102中的分配。与水 平分配板200a/b配合的是垂直分配板202a/b，其也将在以下进行更详细的讨论。如图 2所示，水平分配板200b可包含端口 208，端口 208敞开而通往干燥室102的内部。注 意，在水平分配板200a上也发现端口 208，但并没有显示在图2中。在干燥室102的一种实施方式中，经过加热的干燥气体从端口 208被均勻地配 送，以使干燥室102内的温度波动降至最低。在其它实施方式中，处于变动温度的气 体、处于各种温度的液体混合物、以及液体与气体的混合物可从端口 208加以配送或移 除。对于期望进行腔室温度控制的实施方式而言，外壁214可固定于垂直分配板202a/b 而提供隔离。外壁214也可用于增加腔室的坚固性。图2所示的端口 208的位置、形状和数量是示例性的，并且不应被理解为限制权利要求的范围。再者，端口 208的位置、 尺寸和构造可进行修改，因为腔室的不同用途可能需要不同的流体流型式以及进出腔室 的不同流体通量。垂直分配板202a/b被层叠或固定于其各自的水平分配板200a/b。垂直分配板 202a/b包含形成在与水平分配板200a/b的各自水平沟槽配合的表面上的垂直通道或沟 槽，以有助于流体在整个干燥室102中的分配。垂直分配板202a/b还包含端口 206，端 口 206提供至垂直通道的路径。在一些实施方式中，流体供应可接在端口 206，以便将流 体分配至端口 208。在其它实施方式中，真空可接在端口 206，以便经由端口 208移除流 体。流体供应与真空的组合可用于在干燥室102内循环流体。如前面所述，腔室102也可用于循环液体，而液体供应与返回的组合也可用于 在腔室内循环液体。例如，清理槽104可使用叠层壁来分配与循环清理液，以促进从工 件移除污染物。端口 206的数量可根据每种应用而加以设置，并且可取决于必要通量以 及腔室内的流动形态而进行变化。在腔室可用于多重处理的其它实施方式中，端口 206 可被开启与关闭而更改端口 206的数量。垂直分配板202a/b以及水平分配板200a/b两者同样皆可包含额外的端口 212， 以提供通往干燥室102内部的路径。端口 212可用于安装传感器或其它装置，例如但不 限于共振器、变换器、流量计、湿度计和热电偶，以监视干燥室内的各种情况。干燥室 102也可包含外壁214，其固定于垂直分配板202a/b。注意，将分配板描述为“水平的”和“垂直的”是意图描述图2所示的实施方 式。本领域技术人员应明了 “水平的”和“垂直的”的描述用语不应被解释为限制权 利要求，因为分配板的其它实施方式可具有能够在分配板之间分配流体的无限的各种通 道构造。图3是根据本发明的一种施方式的干燥室102部分的分解视图的示意图。可在 垂直分配板202b的表面上观察到垂直沟槽。同样地，可在水平分配板200a的表面上观 察到水平沟槽。在水平分配板200a上还可观察到端口 210，在本实施方式中，端口 210 是斜对于端口 208。根据在腔室内所期望的流动类型，端口 208和端口 210可被安置在 各种位置。在其它实施方式中，可使用额外的端口或较少的端口而将各种流体分配至腔 室。在图3所示的实施方式中，端口 210可将流体分配至位于干燥室102下方的区域。 也可在水平分配板200b上观察到端口 210，但并没有显示在图3中。在一种实施方式中，端口 206被用于供应与返回流体，该流体经由垂直和水平 通道而分配进出端口 210与端口 208。在其它实施方式中，真空可经由端口 206引入，从 而利用端口 208和端口 210从腔室抽空流体。在其它实施方式中，垂直和水平分配板内 的各种构造与经由端口 206的流体供应和真空的各种配置一起可使得经由端口 208和/或 端口 210进行流体移除和流体分配两者。图4A和4B是根据本发明的一种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图。在此视图中，水平分配板200b已被显示成半透明，以 便观察垂直分配板202b的特征。在本实施方式中，端口 206a-206d提供至分配网络的路 径，分配网络由水平分配板200b和垂直分配板202b之间的交叉所形成。如图4A所示， 端口 206a对多个端口 208a提供流体分配和/或返回。同样地，端口 206b_206d可对各自的端口 208b和端口 210c/d提供流体分配和/或排放。图4B图解图4A所示水平和垂直分配板的右侧的另外细节。通过端口 206d导 入的流体穿过由水平分配板200b和垂直分配板202b的通道间的交点所产生的容积区域。 相交区域400a/b使得流体分成两个在水平分配板200b内的分离水平通道。在一种实施 方式中，一排通道的截面积的总和对于水平分配板200b内的每一排会得到基本上相等的 数。类似地，垂直通道的截面积的和对于垂直分配板202b保持基本上相等。在水平与 垂直通道的排之间维持相同的截面积促进通往所有端口 208和210的均勻流体流。观看与端口 206d相关的分配网络，与两个水平通道401a/b相交的是四个垂直 通道402a_402d，该垂直通道将流体运送至四个水平通道403a_403d。在一些实施方式 中，水平通道401a/b可被视为一排水平通道，而垂直通道402a-402d可被视为一排垂直 通道。相似地，水平通道403a-403d也可被视为一排水平通道。因此，分配网络可被视 为相交的垂直与水平排的集合。在图4B所图解的实施方式中，与端口 206d相关的分配 网络可被视为具有五排水平通道和五排垂直通道(包含端口 210d)。这稍微不同于与端口 208b相关的分配网络，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的截面积的和大约等于水平通道403a_403d的截 面积的和。通过端口 206d的流体继续垂直和水平地分开，直到流体被均勻分配而遍布干 燥室的指定长度为止。在本实施例中，引导通过端口 206d的流体最后从端口 210d排出， 并且端口 210的截面积的和会大约等于水平通道401a和401b的截面积的和。在某些实施方式中，将各端口 210d的截面积相加可得到端口 206d的截面积。在 其它实施方式中，流体可经由端口 206d加以移除，并且形成在水平分配板200b和垂直分 配板202b之间的分配网络将从腔室的指定长度均勻地移除流体。图5A和5B是分别显示根据本发明的一种施方式的垂直分配板202b和水平分配 板200b的示意图。将垂直分配板202b和水平分配板200b分开，垂直与水平通道之间的 级联性质(cascading nature)是明显的。通道的级联性质也可使有加热或冷却的流体流进 和流出的腔室内的能量守恒。在将流体输入腔室的实施方式中，通过将某些输入的流体 能量传递至腔壁而促进腔室内的能量守恒。在使用真空从腔室抽空流体的实施方式中， 某些输出的流体能量可被传递至腔壁。如图5A和5B所示，端口 206a_206d位于与端口 210和/或端口 208相对的板 上。然而，在其它实施方式中，当空间限制可能是一个问题时，水平和垂直通道可被设 置以便端口 206a-206d可位于与端口 210和/或208相同的分配板上。在任一种实施方 式中，腔室的空间节省与整体覆盖区(footprint)的降低可通过将端口 206a-206d所需的输 入/输出硬件放在腔室覆盖区内而加以实现。图6A-6E是显示根据本发明的实施方式可建立在腔室内的各种流动型式的示意 图。在每个图中，左侧与右侧的较小图示图解通向分配网络的端口连接类型。由于各种 流动可能性和端口位置可用于产生无限的流动结构和流动型式，所显示的各种结构不应 被理解为限制性的。本领域技术人员也应明了，在分配网络内可供应、分配和/或返回 气体或液体。图6A图解一流动型式，其可通过将真空施加至位于腔室底部上的端口并且 使流体通过腔室顶部处的端口导入而加以建立。在本实施方式中，可从腔室一侧的顶部 到相对侧的底部建立横向流动(cross-flow)。
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图6B图解一横向流动型式，其可通过将真空施加至腔室的一侧并且将流体供应 至腔室的相对侧而加以建立。图6C是另一示范流动型式，其可利用流体分配板将各种真 空与流体供应施加至腔室而产生。在本实施方式中，流体可经由位于腔室顶部的端口供 应，而真空从腔室的底部抽空流体。图6D显示一示范流动型式，其可通过不使用所有可用的端口而产生。在本实施 方式中，位于一侧上的下端口可用于供应流体，而位于相对侧上的上端口引出真空。对 腔室输入和输出的开启或关闭(engageor disengage)的能力可提供变通性，并且可使单一 腔室执行多重处理操作。此外，流体分配板可按比例调节而适应各种尺寸的腔室，包含 但不限于结构内的空间或甚至整个结构。在较大规模的实施方式中，当从单件材料难于 制造分配板时，使用模块化建构技术来简化制造程序可能是必须的。图6E图解一种实施方式，其中建立一示范流动型式以从腔室内部移除流体。将 真空施加至所有或一些下部端口可产生此种流动型式。在其它实施方式中，重力可用来 取代真空而从腔室引出流体。图7是一流程图，其图解根据本发明的一种实施方式用于在腔室内均勻分配流 体的方法的示范操作。操作700提供具有形成流体分配网络的壁的腔室。在一种实施方 式中，流体分配网络可形成于水平分配板和垂直分配板之间。如前面所讨论，当这些分 配板被固定在一起而形成分配网络时，可具有相交或重迭的通道或沟槽。操作702在分配网络内启动流体流。如前面所讨论，流体流可经由与分配网络 连接的端口而启动。在一些实施方式中，流体可被输入至分配网络，而在其它实施方式 中，流体可从分配网络被移除。操作704在由分配板形成的腔室内分配流体流。在一些实施方式中，分配网络 的级联性质可促进流体的均勻分配。在一些实施方式中，通过降低单独通道的截面积同 时增加单独通道的数量以对流体的流动维持恒定的截面积，分配网络促进分配网络内的 流体均勻分配。虽然上述发明已为了清楚了解的目的而进行某种详细说明，但显而易见的是， 在随附权利要求的范围内可进行某种变化和修改。因此，本实施方式被视为示例性的而 非限制性的，且本发明并不限于在此所给出的细节，而是可在随附权利要求的范围与等 同物内进行修改。
权利要求
1.包含流体分配网络的腔室，所述流体分配网络用于使所述腔室内的流体流均勻 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对的内部表面，所述第一表面形成有 第一组通道，所述内部表面暴露于所述腔室的内部并且包含多个内部端口，所述内部端 口连接至多个所述第一组通道；和第二腔壁，所述第二腔壁具有第二表面以及相对的外部表面，所述第二表面具有第 二组通道，当所述第一表面与所述第二表面配合时，所述第二组通道与所述第一组通道 部分相交，所述外部表面包含至少一个提供通往所述第二组通道的外部端口。
2.权利要求1所述的流体分配网络，其中所述第一组通道包含多排基本上水平的通道。
3.权利要求2所述的流体分配网络，其中所述第二组通道包含多排基本上垂直的通 道，所述垂直通道与对应的水平通道部分相交。
4.权利要求1所述的流体分配网络，其中所述多个内部端口的截面积与所述外部端口 的截面积基本上相同。
5.权利要求3所述的流体分配网络，其中垂直通道排的截面积与水平通道排的截面积 相等。
6.权利要求1所述的流体分配网络，其中第一外部端口被配置以通过第一多个内部端 口将流体引入所述腔室的内部；以及第二外部端口被配置以通过第二多个内部端口从所 述腔室的内部移除流体。
7.权利要求1所述的流体分配网络，其中来自所述外部端口的流体通过所述第一和第 二组通道分配在所述第一和第二腔壁之间，并且通过所述内部端口分配在所述腔室的内 部中。
8.权利要求1所述的流体分配网络，其中通过从所述腔室的内部经由所述内部端口、 在所述第一和第二腔壁之间经由所述第一与第二组通道、以及经由所述外部端口而引出 流体，流体从所述内部被移除。
9.权利要求1所述的流体分配网络，其进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为所述第一和第二腔壁的镜 像，所述第三腔壁和所述第四腔壁相对于所述第一和第二腔壁设置，所述第三腔壁具有 第二多个内部端口和通道，并且所述第四腔壁具有第二多个通道和外部端口。
10.权利要求9所述的流体分配网络，其中所述第二多个内部端口斜对着所述多个内 部端口。
11.流体分配室，包含底座，其具有自其延伸的侧壁，其中所述侧壁之一包含彼此固定的第一构件以及第 二构件，所述第一构件具有内表面，所述内表面与所述第二构件的外表面相配合，所述 第一构件的所述内表面具有以第一型式的间隔排所界定的多个孔穴，所述外表面具有以 第二型式的间隔列所界定的多个孔穴，其中所述第一型式的一孔穴与所述第二型式的多 个孔穴部分相交。
12.权利要求11所述的流体分配室，其中所述排和列的截面积的和在整个所述排和列中基本恒定。
13.权利要求11所述的流体分配室，其中所述第一型式的间隔排的孔穴具有延伸轴 线，所述延伸轴线正交于所述第二型式的间隔列的孔穴的延伸轴线。
14.权利要求11所述的流体分配室，其进一步包含额外的端口，所述端口被配置用于 容纳配件。
15.分配流体的方法，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体分配网络的第一和第二壁；经由端口开始流体流，所述端口被连接至所述固定的壁内的所述均勻流体分配网 络；和在所述固定的壁内分配所述流体流，所述流体流利用形成作为所述第一壁部分的第 一组通道在所述壁之间均勻地分配，所述第一组通道与形成作为所述第二壁部分的相对 的第二组通道部分相交。
16.权利要求15所述的分配流体的方法，其中所述第一组通道在第一方向上分配所述 流体流，而所述第二组通道在第二方向上分配所述流体流，所述第二方向基本上正交于 所述第一方向。
17.权利要求15所述的分配流体的方法，其进一步包含使处理区域暴露于通过流出/流入端口的所述分配的流体流，所述流出/流入端口被 连接至所述第一和第二组通道；及通过将工件运送至所述处理区域中，在所述腔室内使所述工件暴露于所述分配的流 体流。
18.权利要求17所述的分配流体的方法，其中所述第一和第二组通道之间的交叉将所 述流体流分配至渐增数量的连续单独通道，所述渐增数量的连续单独通道在截面积上逐 渐降低，以维持流出/流入端口相等的总截面积。
19.权利要求17所述的分配流体的方法，其中所述第一和第二组通道之间的交叉将 真空分配至渐减数量的连续单独通道，所述渐减数量的连续单独通道在截面积上逐渐增 加，以维持流出/流入端口相等的总截面积。
20.权利要求18所述的分配流体的方法，其进一步包含使流体流入所述流入端口，从而通过所述多个流出端口将所述流体均勻地分配并且 配送到所述腔室内。
21.权利要求18所述的移除流体的方法，其进一步包含将真空施加至所述流入端口，从而通过所述多个流出端口将流体均勻地引出所述腔室。
22.权利要求18所述的分配流体的方法，其中产生重力排流以通过所述多个端口引出 流体而从所述腔室移除流体。
全文摘要
提供一种具有流体分配网络的腔室，该流体分配网络用于使腔室内的流体流均匀化。该腔室包含第一腔壁，该腔壁具有第一表面以及相对的内部表面。该第一表面形成有第一组通道，而该内部表面被暴露于腔室的内部并且包含连接至多个第一组通道的多个内部端口。该腔室还包含第二腔壁，该腔壁具有第二表面以及相对的外部表面。第二表面具有第二组通道，当第一表面与第二表面配合时，第二组通道与第一组通道部分相交。该外部表面还包含至少一个提供通往第二组通道的外部端口。
文档编号H01L21/302GK102027571SQ200980117561
公开日2011年4月20日 申请日期2009年5月13日 优先权日2008年5月16日
发明者K·C·米勒, M·沃利斯 申请人:奇拉泰克斯科技有限公司