(57)【要約】  本明細書で記載される実施形態は、ウエハ洗浄プロセスで使用するための回転ユニオンに関する。回転ユニオンが、処理媒体及び支持媒体を含む、処理媒体と支持媒体とは、ノズルと回転要素との間の間隙内で相互作用する。支持媒体の圧力を調節することによって、非接触シールが間隙内に形成される。非接触シールは、回転ユニオン内での処理媒体の漏れを防止又は制御しながら、ウエハの直下のプラテンを通る処理媒体の伝達を、当該処理媒体への更なる汚染のリスク無しで可能とし、ウエハに対する欠陥を低減する。更に、非接触シールは、例えば端面シール上で生じるシール摩耗に起因した粒子の発生を防ぎ、任意の追加的な異質の要素を除去しない。【選択図】図２Ｃ
2022500848.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転ユニオンであって、
軸受によって固定要素に回転結合される回転要素であって、前記回転要素の表面が、前記固定要素の第１の表面から或る間隔を取って離間して、第１の間隙を形成する、回転要素を含み、
前記固定要素が、
ノズル領域であって、当該ノズル領域の一端に配置された外面を有するノズル領域と、
前記ノズル領域と、前記ノズル領域の前記外面とを貫通する第１のチャネルと、
第１のプレナムと流体連結した第２のチャネルであって、前記第１のプレナムが、前記固定要素の１つ以上の表面と前記回転要素の１つ以上の表面とによって画定され、前記第１のプレナムは、前記第１の間隙内に形成された空間と流体連結している、第２のチャネルと
を含む、回転ユニオン。
【請求項２】
前記固定要素と前記回転要素との間に配置されたシールをさらに備え、前記第１のプレナムは、前記第１の間隙内に形成された前記空間と、前記シールとの間に配置されている、請求項１に記載の回転ユニオン。
【請求項３】
前記シールは、複数の規則的に離間したフィーチャを含むラビリンスシールである、請求項２に記載の回転ユニオン。
【請求項４】
前記第１の間隙は、幅が約３μｍから約１ｍｍの間である、請求項１に記載の回転ユニオン。
【請求項５】
前記第１の間隙は、幅が約１００μｍから約２００μｍの間である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
回転ユニオンの構成要素間で１つ以上の流体を移送する方法であって、
第１の流体源から第１のチャネル内へと第１の圧力で処理媒体を伝達することであって、前記第１のチャネルが、前記回転ユニオンの固定要素内を延在し、前記回転ユニオンが、前記固定要素と、当該固定要素に回転結合される回転要素と、の間に形成された第１の間隙をさらに含む、処理媒体を伝達することと、
第２の流体源から第２のチャネル内へと第２の圧力で支持媒体を伝達することであって、前記第２のチャネルが、前記固定要素の１つ以上の表面と前記回転要素の１つ以上の表面とによって画定されるプレナムへと延在する、支持媒体を伝達すること
を含み、
前記プレナムの一端が、前記第１の間隙に流体的に結合されており、
前記支持媒体の適用によって、前記処理媒体が前記第１の間隙に進入することが阻止される、方法。
【請求項７】
前記第１の圧力と前記第２の圧力とが平衡状態にある、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の圧力が、前記第２の圧力より高い、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の圧力が、前記第２の圧力より低い、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
互いに相対的に回転するよう構成された構成要素間で１つ以上の流体を移送するためのシステムであって、
回転ユニオンを備え、
前記回転ユニオンは、
軸受によって固定要素に回転結合される回転要素であって、前記回転要素の表面が、前記固定要素の第１の表面から或る間隔を取って離間して、第１の間隙を形成する、回転要素を含み、
前記固定要素が、
ノズル領域であって、当該ノズル領域の一端に配置された外面を有するノズル領域と、
前記回転ユニオンの外部の第１の流体源から、前記ノズル領域と、前記ノズル領域の前記外面とを貫通する第１のチャネルと、
前記回転ユニオンの外部の第２の流体源から延在する第２のチャネルであって、前記第２のチャネルは第１のプレナムと流体連結しており、前記第１のプレナムが、前記固定要素の１つ以上の表面と前記回転要素の１つ以上の表面とによって画定され、前記第１のプレナムは、前記第１の間隙内に形成された空間と流体連結している、第２のチャネルと
を含み、
前記第１の流体源が、処理媒体を第１の圧力で伝達するよう構成され、
前記第２の流体源が、支持媒体を第２の圧力で伝達するよう構成され、
前記支持媒体の伝達によって、前記処理媒体が前記第１の間隙に進入することが阻止される、システム。
【請求項１１】
前記固定要素と前記回転要素との間に配置されたシールをさらに備え、前記第１のプレナムは、前記第１の間隙内に形成された前記空間と、前記シールとの間に配置されている、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記シールはラビリンスシールである、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第１の圧力と前記第２の圧力とが平衡状態にある、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１４】
前記第１の圧力が、前記第２の圧力より高い、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１５】
前記第１の圧力が、前記第２の圧力より低い、請求項１０に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載される実施形態は、概して、互いに相対的に回転する部品を介して流体を移送するために利用される装置及び方法に関し、より詳細には、ウエハ洗浄プロセスで利用するための回転ユニオンに関する。
【背景技術】
【０００２】
化学機械研磨（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）は、基板上に堆積させられた材料層を平坦化又は研磨するために、高密度集積回路の製造において一般的に利用される１つのプロセスである。ＣＭＰは、基板を、研磨流体中にある間に研磨パッドに対して移動させて、基板のフィーチャを含む側面と研磨パッドとの間の接触をもたらすことで効果的に利用される。研磨流体を適用するには、固定のソースから回転要素の中へと流体媒体を移送する流体カップリングデバイス、例えば回転ユニオンが必要である。
【０００３】
回転ユニオンは、典型的に、固定の回転要素を含み、固定の回転要素は、流体媒体を受け入れる入口ポートを有する。回転しないシール部材が、回転要素内に取り付けられている。しばしばロータと称される回転部材が、回転するシール部材と、流体を回転部品へと伝達するための出口ポートと、を含む。回転しないシール部材のシール面が、回転するシール部材のシール面へと付勢されて流密に係合し、上記ユニオンの回転する構成要素と回転しない構成要素との間にシールを形成することが可能となる。シールによって、ユニオンを介した流体媒体の移送が、回転しない部分と回転する部分の間で著しい漏れが生じることなく可能である。
【０００４】
流体媒体の伝達のための従来の回転ユニオンは、典型的に、漏れを防止するために端面シールも利用する。しかしながら、端面シールは、通常の使用中に経時的に摩耗し、研磨パッド及び基板表面といった下流の構成要素に提供される流体媒体を汚染しうる粒子が生じる。従来の回転ユニオンで利用される端面シールは、端面シールの材料から漏出した異物で汚染されることもある。これらの問題によって、ＣＭＰ研磨プロセス中に基板の表面へと伝達される流体が汚染され、したがって基板の表面に損傷が与えられる可能性がある。
【０００５】
したがって、流体媒体の伝達を、当該流体媒体への更なる汚染のリスク無しで可能にする回転ユニオンに対する必要性が存在する。
【発明の概要】
【０００６】
本明細書に記載する１つ以上の実施形態は、ウエハ洗浄プロセスにおいて使用するための回転ユニオンに関する。
【０００７】
一実施形態では、回転ユニオンは、
軸受によって固定要素に回転結合される回転要素であって、回転要素の表面が、固定要素の第１の表面から或る間隔を取って離間して、第１の間隙を形成する、回転要素を含み、
固定要素が、
ノズル領域であって、当該ノズル領域の一端に配置された外面を有するノズル領域と、
ノズル領域と、ノズル領域の外面とを貫通する第１のチャネルと、
第１のプレナムと流体連結した第２のチャネルであって、第１のプレナムが、固定要素の１つ以上の表面と回転要素の１つ以上の表面とによって画定され、第１のプレナムは、第１の間隙内に形成された空間と流体連結している、第２のチャネルと
を含む。
【０００８】
本明細書に記載する１つ以上の実施形態は、化学機械研磨のための方法に関する。
【０００９】
一実施形態において、回転ユニオンの構成要素間で１つ以上の流体を移送する方法は、
第１の流体源から第１のチャネル内へと第１の圧力で処理媒体を伝達することであって、第１のチャネルが、回転ユニオンの固定要素内を延在し、回転ユニオンが、固定要素と、当該固定要素に回転結合される回転要素と、の間に形成された第１の間隙をさらに含む、処理媒体を伝達することと、
第２の流体源から第２のチャネル内へと第２の圧力で支持媒体を伝達することであって、第２のチャネルが、固定要素の１つ以上の表面と回転要素の１つ以上の表面とによって画定されるプレナムへと延在する、支持媒体を伝達すること
を含み、
プレナムの一端が、第１の間隙に流体的に結合されており、
支持媒体の適用によって、処理媒体が第１の間隙に進入することが阻止される。
【００１０】
本明細書に記載する１つ以上の実施形態は、化学機械研磨のためのシステムに関する。
【００１１】
一実施形態において、互いに相対的に回転するよう構成された構成要素間で１つ以上の流体を移送するためのシステムは、回転ユニオンを備え、
回転ユニオンは、
軸受によって固定要素に回転結合される回転要素であって、回転要素の表面が、固定要素の第１の表面から或る間隔を取って離間して、第１の間隙を形成する、回転要素を含み、
固定要素が、
ノズル領域であって、当該ノズル領域の一端に配置された外面を有するノズル領域と、
回転ユニオンの外部の第１の流体源から、ノズル領域と、ノズル領域の外面とを貫通する第１のチャネルと、
回転ユニオンの外部の第２の流体源から延在する第２のチャネルであって、第２のチャネルが第１のプレナムと流体連結し、第１のプレナムが、固定要素の１つ以上の表面と回転要素の１つ以上の表面とによって画定され、第１のプレナムは、第１の間隙内に形成された空間と流体連結している、第２のチャネルと
を含み、
第１の流体源が、処理媒体を第１の圧力で伝達するよう構成され、
第２の流体源が、支持媒体を第２の圧力で伝達するよう構成され、
支持媒体の伝達によって、処理媒体が第１の間隙に進入することが阻止される。
【００１２】
本開示の上述の特徴を詳細に理解できるように、先に簡単に要約されている本開示のより詳細な説明が、実施形態を参照することによって得られ、それらの実施形態の一部が添付の図面に示される。しかし、本開示は他の等しく有効な実施形態も許容しうることから、添付する図面は本開示の典型的な実施形態を示しているにすぎず、したがって、本開示の範囲を限定すると見做すべきではないことに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本開示の少なくとも１つの実施形態に係るＣＭＰシステムの側方からの断面図である。
【図２Ａ】図１の回転ユニオンの斜視図である。
【図２Ｂ】図１の回転ユニオンの底面図である。
【図２Ｃ】図１の回転ユニオンの断面図である。
【図２Ｄ】図１の回転ユニオンの他の断面図である。
【図２Ｅ】図１の回転ユニオンの一部の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
理解を容易にするため、可能な場合には、図に共通する同一の要素を示すのに同一の参照番号を使用した。１の実施形態の構成要素及び特徴が、更なる記載がなくとも、他の実施形態に有益に組み込まれうることが想定されている。
【００１５】
以下の明細書の記載において、本開示の実施形態のより完全な理解をもたらすために、数多くの具体的な詳細が提示されている。しかしながら、１つ以上の上記具体的な詳細がなくとも、当業者には、本開示の実施形態の１つ以上が実施されうることが明らかであろう。他の例では、本開示の１つ以上の実施形態を不明確にしないために、周知の特徴は説明されていない。
【００１６】
本明細書に記載される実施形態は、概して、ＣＭＰプロセス又はウエハ洗浄プロセスで利用される処理流体といった、１つ以上の処理流体を利用する半導体処理で利用するための回転ユニオンに関する。回転ユニオンは、複数の固定部品又は複数の固定要素を含み、複数の固定部品又は複数の固定要素は、ノズルと、少なくとも１つの回転する構成要素と、を含む。回転ユニオンは、固定の構成要素から、回転する構成要素へと流体を移送するよう作用する。本明細書に記載のいくつかの実施形態において、処理媒体及び支持媒体が、その固定の構成要素から回転する構成要素へと移送される。固定の構成要素と回転する構成要素との間の支持媒体の圧力を調整することによって、固定の構成要素から回転する構成要素へと流体を移送することが可能な装置であって、回転ユニオンの望ましくない領域へと又は当該望ましくない領域から、移送される流体が漏れることがない装置が作製され、以下に詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本開示の少なくとも１つの実施形態に係るＣＭＰシステム１００の側方からの断面図である。ＣＭＰシステム１００は、研磨ヘッド１０４と、研磨パッド１０６と、を含む。研磨ヘッド１０４は、基板１０８を、研磨パッド１０６の研磨面１１０と接触させて保持する。研磨パッド１０６は、プラテン１１２上に配置されている。プラテン１１２は、プラテンシャフト１１６によってモータ１１４に結合されている。モータ１１４は、ＣＭＰシステム１００が基板１０８を研磨しているときに、プラテンシャフト１１６の軸の周りで、プラテン１１２を回転させ、さらに、研磨パッド１０６の研磨面１１０も回転させる。
【００１８】
研磨ヘッド１０４はハウジング１１８を含み、ハウジング１１８は、保持リング１２０によって取り囲まれている。可撓性の膜１２２が、ハウジング１１８に固定されている。可撓性の膜１２２は、基板１０８に接触するための外表面１２４と、ハウジング１１８の内部１２８に面している内表面１２６と、を含んでいる。複数の加圧可能チャンバ１３０、１３２、１３４が、ハウジング１１８の中に配置されている。各加圧可能チャンバ１３０、１３２、１３４は、可撓性の膜１２２の内表面１２６に接触している。加圧可能チャンバ１３０、１３２、１３４は、可撓性の膜１２２の中心線の周りに同心円状に配置されている。最内側の加圧可能チャンバ（加圧可能チャンバ１３０）が、可撓性の膜１２２の内表面１２６の円形領域と接触し、他の加圧可能チャンバ１３２、１３４が、可撓性の膜１２２の内表面１２６の環状領域と接触している。他の実装形態において、可撓性の膜１２２に対する加圧可能チャンバの様々な形状的配置が利用可能である。研磨ヘッド１０４が、回転可能なシャフト１４５に結合されている。研磨ヘッド１０４は、回転可能なシャフト１４５の回転によって回転可能である。モータ１４４が、研磨ヘッド１０４を、研磨パッド１０６の研磨面１１０に対して、回転軸の周りで回転させる。モータ１４６が、研磨ヘッド１０４を、アーム１４８に対して、直線運動で横方向に（Ｘ方向及び／又はＹ方向）移動させる。ＣＭＰシステム１００は、研磨ヘッド１０４をアーム１４８及び／又は研磨パッド１０６に対してＺ方向に動かすアクチュエータ又はモータ１５０も含む。モータ１４４、１４６、１５０が、研磨面１１０に対して研磨ヘッド１０４を配置し及び／又は移動させ、処理中に基板１０８を研磨パッド１０６の研磨面１１０に対して付勢する下向きの力を与える。
【００１９】
ＣＭＰシステム１００は、回転ユニオン１３６と、回転可能なシャフト１３８と、をさらに含み、回転可能なシャフト１３８は、第１の末端１４０及び第２の末端１４２を有する。回転ユニオン１３６は、回転可能なシャフト１３８の第１の末端１４０に近接して回転可能なシャフト１３８に結合されている。回転ユニオン１３６は、図２Ａ〜図２Ｃでさらに詳しく説明するように、固定要素２００と回転要素２０６とを有する。回転ユニオン１３６によって、回転可能なシャフト１３８が回転する間に流体が研磨面１１０へと流れることが可能となる。プラテン１１２が、回転可能なシャフト１３８の回転によって回転可能である。モータ１１４が、第２の末端１４２に近接して回転可能なシャフト１３８に結合されている。
【００２０】
ＣＭＰシステム１００は、第１の流体源１３９と、第２の流体源１４１と、排出構成要素１４３と、をさらに含む。第１の流体源１３９は、処理流体を運び、当該処理流体に（図２Ａに最もよく示された）第１のチャネル２１０、さらにプラテン１１２を流過させ、そこで、処理流体が、基板１０８の直下に伝達される。第２の流体源１４１は、支持媒体を運び、当該支持媒体に（図２Ａに最もよく示された）第２のチャネル２１２、さらにプラテン１１２を流過させ、そこで、支持媒体が基板１０８の直下に伝達される。排出構成要素１４３は、（図２Ａに最も良く示された）排出ポート２１４を流過する逆流のための貯蔵部として機能する。
【００２１】
図２Ａは斜視図であり、図２Ｂは底面図であり、図２Ｃ〜図２Ｄは、図２Ｂに示す断面線を用いて作成された断面図であり、図２Ｅは、図１に示された回転ユニオン１３６の拡大断面図である。回転ユニオン１３６は、固定要素２００を含み、固定要素２００は、（図２Ｃに最もよく示された）ノズル領域２０２を含む。固定要素２００は、回転ユニオン１３６の回転要素２０６に回転結合されている（図２Ａ〜図２Ｄ）。いくつかの実施形態において、固定要素２００は、ベース部２００Ａ及び軸受ハウジング２００Ｂといった複数のハードウェア部品を含みうる。しかしながら、他の実施形態において、固定要素２００は、単一の一体部品を含みうる。固定要素２００は、プラスチック材料（例えば、ＰＥＥＫ、ＰＰＳ、ポリプロピレン、ＰＴＦＥ、ＰＶＤＦ）、セラミック材料、ステンレス鋼若しくはアルミニウムといった金属材料、又は、これらの組み合わせから作製することが可能であるが、他の材料も使用可能である。固定要素２００は、軸受２０８によって回転要素２０６に回転結合されている。軸受２０８は、構成要素間の回転運動を支援し可能とすることが出来る装置であり、ボール軸受、ころ軸受、滑り軸受、又はジャーナル軸受を含みうる。回転要素２０６は、金属材料、セラミック材料、又は、ＰＥＥＫ、ポリプロピレン、ＰＶＤＦ、ＰＴＦＥ、若しくはＰＰＳといったプラスチック材料から作製することが可能であるが、他の材料も使用可能である。
【００２２】
ノズル領域２０２は、図２Ｃ〜図２Ｄに示す第１のチャネル２１０といった１つ以上のチャネルを含み、これらのチャネルはそれぞれ、流体伝達源（例えば、流体源１３９及び１４１）に別々に接続されている。流体伝達源は、回転ユニオン１３６のノズル領域２０２を出て、プラテン１１２の研磨面１１０へと処理流体（例えば、スラリ、洗浄流体、脱イオン水等）を伝達するよう構成されている。図２Ｃ〜図２Ｄは、固定要素２００のノズル領域２０２内に形成された単一の流路を示すが、本構成は、本明細書で提供される発明の範囲に限定されるものではない。
【００２３】
固定要素２００は、複数の支持流体チャネルも含み、この複数の支持流体チャネルは、第２のチャネル２１２及び排出ポート２１４を含む。支持流体チャネルは一般に、回転ユニオン１３６が、通常の動作中に固定の部品から回転する部品へと、第１のチャネル２１０を用いて処理流体を移送することができる装置として適切に機能することを可能とするために利用され、及び／又は、回転ユニオンから廃棄物収集アセンブリへと任意の望ましくない流体を導くことが可能な通路を提供するために使用される。
【００２４】
本実施形態では３つのチャネルが示されているが、３つより多くのチャネルを使用することも可能である。本構成では、第１のチャネル２１０が、処理流体（例えば、スラリー又は化学物質）といった処理媒体を、第１の圧力で、第１の流体源１３９（図２Ｄ）からの第１のチャネル２１０内へと伝達し、さらにノズル領域２０２を出て、回転可能なシャフト１３８に形成されたポート、又は回転可能なシャフト１３８内の導管（図示せず）へと伝達し、上記ポート又は上記導管が、プラテン１１２の表面１１０に繋がっている。
【００２５】
第２のチャネル２１２は、回転ユニオン１３６内に形成されたプレナム２０７へと、第２の圧力で流体（例えば、支持媒体及び／又は洗浄媒体）を伝達する。支持媒体は、気体（例えば、ＣＤＡ、Ｎ２）又は液体（例えば、脱イオン水）を含むことが可能である。支持媒体は、回転ユニオン１３６内及び／又はそこからの処理流体の漏れを防止又は制御するのに役立つ。いくつかの構成において、支持媒体の適用によって、処理媒体が、固定要素２００のノズル領域２０２と回転要素２０６との間の間隙２０５（図２Ｃ）に進入することが阻止される。幾つかの実施形態において、間隙２０５は、幅が約３マイクロメートル（μｍ）と約１ミリメートル（ｍｍ）との間でありうる。他の実施形態において、間隙２０５は、幅が１００μｍと約２００μｍとの間でありうる。
【００２６】
プレナム２０７内、ひいては、ノズル領域２０２と回転要素２０６の隣接部分との間に形成される間隙２０５内の支持媒体の圧力を調節することによって、非接触シールが間隙２０５内に形成される。いくつかの構成において、プレナム２０７内の支持媒体の圧力は第２の流体源１４１によって、ノズル領域２０２の末端に配置されたノズル表面２０２Ａの近傍に配置された間隙２０５の入口に配置される流体（例えば、処理流体又は空気）の圧力以上の圧力に維持される。したがって、プレナム２０７内の支持媒体の制御された圧力が、ノズル表面２０２Ａから間隙２０５を通ってプレナム２０７に流入する処理流体の量を最小に抑え又は当該量を防止するために使用される。幾つかの構成において、処理流体の流量又は漏れ率が、支持媒体と処理流体との間の圧力差によって制御される。例えば、支持媒体の圧力が処理流体の圧力と平衡状態にある場合には、（１）支持媒体がノズル面２０２Ａの近傍の処理領域に漏れることも、（２）処理流体が回転ユニオン１３６へと逆流することもない。処理流体が第１のチャンネル２１０を通って伝達されるときには、処理媒体の圧力によって、処理流体が回転ユニオン１３６へと逆流する傾向にある。しかしながら、少なくとも等量の支持媒体の圧力がプレナム２０７内に加えられると、処理媒体の逆流が止められ、プレナム２０７と間隙２２１との間に位置するシールへは流れない。上記シールは、長さ２１６Ａ（図２Ｃ）内に配置することが可能である。ラビリンスシール２１６が図２Ａ〜図２Ｃに示されているが、上記シールは、接触シール、間隙、又は、当該技術分野で知られた他の任意の使用可能なシールとすることが可能である。ラビリンスシール２１６の主要な機能は、プレナム２０７内で必要な圧力を維持し、排出ポート２１４への支持媒体の漏れを防止又は制御することである。
【００２７】
しかしながら、処理流体がプレナム２０７に進入できる場合には、シール（例えば、ラビリンスシール２１６の構造）が、回転ユニオン１３６から出た流体の流れを防止又は阻止するために利用され、排出ポート２１４内への、流体の制御された漏れをもたらすよう作用する。図２Ｅに図示されるように、ラビリンスシール２１６が、規則的に離間した複数の突起フィーチャ２１６Ｂを利用して、流れＦ１で示すように如何なる流体の流れも阻止し、その結果、処理流体がプレナム２０７から間隙２２１へ進む長く困難な経路が生じる。ラビリンスシール２１６は、回転軸Ｒ方向に測定された長さ２１６Ａを有する（図２Ｃ）。一構成において、規則的に離間したフィーチャ２１６Ｂが、「さねはぎ」形状に形成される。一例において、図２Ｅに示されるように、「さねはぎ」形状をしたフィーチャ２１６Ｂのそれぞれが、三角形の断面形状を含み、上記三角形の先端が、回転要素２０６の壁部との間隙（例えば、間隙２２１）を形成する。処理流体の大部分がラビリンスシール２１６によって阻害されるが、処理流体の一部は間隙２２１に進入することができ、図２Ｅの流れＦ２で示すように、プレナム２１３へとさらに導かれる。間隙２２１は、固定要素２００と回転要素２０６の間に位置しており、回転ユニオン１３６が回転することを可能とするために必要である。
【００２８】
処理媒体がプレナム２１３に漏出した場合には、回転ユニオンの構成によって、流体の大部分が排出ポート２１４から、排出構成要素１４３へと流し出される。固定要素２００と回転要素２０６との間に形成された間隙２１９（図２Ｅ）によって生じる制限により、処理流体の大部分が、流体制限がより低い排出ポート２１４に流入することになる。間隙２１９は、任意の種類のラビリンスシール又は接触シールとすることができる。排出構成要素１４３から流出した流体は回転ユニオン１３６を出るが、このことについては、以下でさらに記載する。排出ポート２１４は、ノズル領域２０２からプレナム２０７を通ってプレナム２１３へと移動し、流れＦ５（図２Ｄ）で示すように、排出構成要素１４３へと出た処理流体の部分を収集することができる排出管として作用する。いくつかの実施形態において、排出ポート２１４は、直径が約２ｍｍと約１２ｍｍとの間であるが、排出ポート２１４は、上記直径には限定されず、任意の使用可能な大きさとすることができる。
【００２９】
しかしながら、なんらかの余剰の処理流体が、（図２Ｅに最も良く示される）追加のプレナム２１１に通じた間隙２１９に進入しうる。間隙２１９も、固定要素２００と回転要素２０６の間に位置しており、回転ユニオン１３６が回転するために必要である。追加のプレナム２１１に流入した処理流体は、流れＦ３で示すように、排出ポート２１８から流れ出るよう設計されており、これにより、軸受２０８といった、回転ユニオン１３６の任意の部品に損傷が与えられない。固定要素２００と回転要素２０６との間に形成された間隙２１７（図２Ｅ）によって生じた制限に因り、回転ユニオンの構成は、残りの処理流体を排出ポート２１８から流れ出させる傾向にある。間隙２１７は、任意の種類のラビリンスシール又は接触シールとすることができる。従って、処理媒体は一般に、流れＦ４で示すように間隙２１７に流れ込んで、軸受２０８といった、回転ユニオン１３６の任意の部分に損傷を与えることはない。しかしながら、間隙２１７は、回転ユニオン１３６が回転するために必要である。いくつかの実施形態において、排出ポート２１８は、直径が約１ｍｍと約１２ｍｍとの間であるが、排出ポート２１８は、上記直径に限定されず、任意の使用可能な大きさとすることができる。排出ポート２１８は、追加の特徴として用いることが可能であり、継続的に機能している必要がない。
【００３０】
支持媒体と処理流体との間に圧力差を作り出すことで、及び／又は、例えば回転軸方向に測定されたラビリンスシール区分の長さ２１６Ａ（図２Ｃ）、間隙２０５、２１７、２１９、及び２２１の大きさ及び長さ、並びに、排出ポート２１４及び２１８の大きさを設計することで、回転ユニオン１３６への流体の逆流量を調整することによって、回転ユニオン内又は回転ユニオンから出るいかなる処理流体の流れも、所望のように制御することが可能である。いくつかの実施形態において、固定要素２００及び回転要素２０６は、プラスチック材料で形成される。いくつかの実施形態において、間隙２０５は、約３μｍと約１ｍｍとの間とすることができる。いくつかの実施形態において、間隙２１７、２１９、及び２２１は、約２０μｍなど、約１５μｍと約３５μｍとの間とすることができる。しかしながら、間隙２０５、２１７、２１９、及び２２１は、上記の大きさには限定されず、他の使用可能な大きさとすることができる。
【００３１】
非接触シールを支持媒体と併用することで、多くの利点が得られる。例えば、非接触シールは、回転ユニオン１３６内での処理媒体の漏れを防止又は制御しながら、処理媒体のさらなる汚染のリスク無しで、基板１０８の直下のプラテン１１２を通る処理媒体の伝達を可能にし、よって、基板１０８に対する欠陥を低減する。基板１０８の直下に媒体を伝達することで、処理媒体の有効性を高め、したがってその消費量が削減される。プラテン１１２を通して処理媒体を伝達する能力によって、処理モジュールのよりコンパクトな設計が可能となる。加えて、非接触シールは、例えば端面シール上で生じるシール摩耗に起因した粒子の発生を防ぎ、任意の追加的な異質の要素を除去しない。支持媒体は、回転ユニオン１３６の使用後に非接触シールを洗浄するために利用することが可能である。
【００３２】
以上の説明は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲から逸脱することなく本開示の他の実施形態及び更なる実施形態が考案されてもよく、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって規定される。
【図１】
2022500848.tif 000003
【図２Ａ】
2022500848.tif 000004
【図２Ｂ】
2022500848.tif 000005
【図２Ｃ】
2022500848.tif 000006
【図２Ｄ】
2022500848.tif 000007
【図２Ｅ】
2022500848.tif 000008
【国際調査報告】
2022500848.tif 000009
2022500848.tif 000010