JP7544723B2 - 調節可能なフローノズルシステム - Google Patents

Description

本開示内容は、調節可能なフローノズルシステムに関し、特に各調節可能フローノズルによって形成された開口部全体の横断面積を相互オーバーラップ配置状態にある少なくとも２つの開口部の選択的回転によって調節して個々のフローノズルの各々によって非ゼロ最小流量から最大流量までの流量を生じさせる調節可能なフローノズルシステムに関する。

〔関連出願の参照〕
本願は、２０１９年１月２８日に出願された米国特許仮出願第６２／７９７，８１５号の権益を主張する国際出願であり、この米国特許仮出願を参照により引用し、その記載内容全体を本明細書の一部とする。

半導体処理では、シリコンウェーハの表面からのポリマー又は金属の選択的除去が必要である。これは、種々の化学薬品―酸又は溶剤―をウェーハのバッチに吹き付けることによって達成される。除去レートに影響を及ぼす多くの要因のうちの１つは、スプレーノズルを通る液体の流量及び体積である。現在、各スプレーノズルを通る流量の調節は、マニホルド内のスプレーノズルの全てに至る流量を一度に調節することによって「マクロ」レベルで行われている。

個々のスプレーノズルをマニホルド内で交換することも可能であるが、各スプレーノズルのこの個別調節は、時間がかかり、しかもそれぞれのスプレーノズルの各々を通る液体の流量を正確には調節することができない。

とりわけこれらの背景技術の考察を認識した上で、本発明の種々の観点を考察して開発した。

本発明の一観点によれば、調整可能なフローノズルシステムであって、
調節可能なフローマニホルドを含み、調節可能フローマニホルドは、
遠位開口部を備えた遠位端部分と近位開口部を備えた近位端部分との間に延びる軸方向チャネルを備えるマニホルド本体と、
マニホルド本体の第１の側部に沿って形成された複数の接近開口部と、
マニホルド本体の反対側の第２の側部に形成された複数の孔と、を有し、
複数の接近開口部及び複数の孔は、軸方向チャネルと連通しており、
複数の孔のそれぞれに結合された複数の調節可能なフローノズルを含み、複数の調節可能フローノズルの各々は、
調節可能フローノズルを出る流体の流体経路を提供するよう構成されたスプレーノズルを有し、
スプレーノズルに係合したステムリテーナを有し、ステムリテーナは、第１のチャンバと流体連通状態にある第１の入口開口部及び軸方向開口部を備え、
スプレーノズルに係合したノズルリテーナを有し、ノズルリテーナは、第２のチャンバと連通状態にある第２の入口開口部を備え、ステムリテーナは、ノズルリテーナの第２のチャンバ内に回転可能に設けられるように構成され、その結果、ステムリテーナの第１の入口開口部は、ノズルリテーナの第２の入口開口部とオーバーラップ配置状態にあり、その結果、ステムリテーナを回しているときに、共同的開口部がステムリテーナの第１の入口開口部とノズルリテーナの第２の入口開口部との間に形成され、
ステムリテーナをノズルリテーナに対して回すためにステムリテーナと作動的係合状態にあるアジャスタを有し、共同的開口部の断面積は、ステムリテーナを回しているときに調節されるようになっていることを特徴とする調節可能フローノズルシステムが提供される。

本発明の別の観点によれば、調節可能なフローノズルシステムに関する流量を調節する方法であって、
調節可能なフローマニホルドを用意するステップを含み、調節可能フローマニホルドは、
遠位開口部を備えた遠位端部分と近位開口部を備えた近位端部分との間に延びる軸方向チャネルを備えるマニホルド本体と、
マニホルド本体の第１の側部に沿って形成された複数の接近開口部と、
マニホルド本体の反対側の第２の側部に形成された複数の孔とを有し、複数の接近開口部及び複数の孔は、軸方向チャネルと連通しており、
複数の孔のそれぞれに結合された複数の調節可能なフローノズルを含み、複数の調節可能フローノズルの各々は、
調節可能フローノズルを出る流体の流体経路を提供するよう構成されたスプレーノズルを有し、
スプレーノズルに係合したステムリテーナを有し、ステムリテーナは、第１のチャンバと流体連通状態にある第１の入口開口部及び軸方向開口部を備え、
スプレーノズルに係合したノズルリテーナを有し、ノズルリテーナは、第２のチャンバと連通状態にある第２の入口開口部を備え、ステムリテーナは、ノズルリテーナの第２のチャンバ内に回転可能に設けられるように構成され、その結果、ステムリテーナの第１の入口開口部は、ノズルリテーナの第２の入口開口部とオーバーラップ配置状態にあり、その結果、ステムリテーナを回しているときに、共同的開口部がステムリテーナの第１の入口開口部とノズルリテーナの第２の入口開口部との間に形成され、
ステムリテーナをノズルリテーナに対して回すためにステムリテーナと作動的係合状態にあるアジャスタを有し、共同的開口部の断面積は、ステムリテーナを回しているときに調節されるようになっており、
近位部分及び遠位部分を備えた細長いキー本体を有する第１のキー本体を複数の孔のうちの１つの中へ挿入するステップを含み、第１のキーは、細長いキー本体の近位部分から延びる少なくとも１つのキー要素をさらに有し、
第１のキーの少なくとも１つのキー要素をノズルリテーナに係合させてノズルリテーナを静止位置に維持するステップを含み、
第２のキーをアジャスタに係合させるステップを含み、
第２のキーを回転させてステムリテーナを静止ノズルリテーナに対して回転させて共同的開口部の横断面積及び該共同的開口部を通る流量を調節するステップを含むことを特徴とする方法が提供される。

本発明の別の観点によれば、調節可能なフローノズルであって、
調節可能フローノズルを出る流体の流体経路を提供するよう構成されたスプレーノズルを有し、
スプレーノズルに係合したステムリテーナを有し、ステムリテーナは、第１のチャンバと流体連通状態にある第１の入口開口部及び軸方向開口部を備え、
スプレーノズルに係合したノズルリテーナを有し、ノズルリテーナは、第２のチャンバと連通状態にある第２の入口開口部を備え、ステムリテーナは、ノズルリテーナの第２のチャンバ内に回転可能に設けられるように構成され、その結果、ステムリテーナの第１の入口開口部は、ノズルリテーナの第２の入口開口部とオーバーラップ配置状態にあり、その結果、ステムリテーナを回しているときに、共同的開口部がステムリテーナの入口開口部とノズルリテーナの第２の入口開口部との間に形成され、
ステムリテーナをノズルリテーナに対して回すためにステムリテーナと作動的係合状態にあるアジャスタを有し、共同的開口部の断面積は、ステムリテーナを回しているときに調節されるようになっていることを特徴とする調節可能フローノズルが提供される。

調節可能なフローマニホルドを示す調節可能なフローノズルシステムの斜視図である。 図１の調節可能フローマニホルドの側面図である。 図１の調節可能フローマニホルドの平面図である。 図１の調節可能フローマニホルドの底面図である。 図２の５‐５線に沿って取った調節可能フローマニホルドの断面端面図であり、調節可能フローマニホルド内に設けられた調節可能なフローノズルのうちの１つを示す図である。 図１の調節可能フローマニホルドのマニホルド本体の斜視図である。 図６のマニホルド本体の底面図である。 図６のマニホルド本体の平面図であり、チャネルを破線で示す図である。 図６のマニホルド本体の端面図であり、チャネルを破線で示す図である。 図９の１０‐１０線に沿って取ったマニホルド本体の断面図である。 図１０の１１‐１１線矢視拡大断面図である。 図１に示された頂部カバーの斜視図である。 図１２の頂部カバーの平面図である。 図１３の１４‐１４線に沿って取った頂部カバーの断面図である。 図１４の頂部カバーの拡大断面図であり、頂部カバーに沿って設けられた複数の孔のうちの１つを示す図である。 調節可能フローノズルの側面図である。 図１６の調節可能フローノズルの底面図である。 図１６の調節可能フローノズルの斜視図である。 図１６の調節可能フローノズルの部分切除斜視図である。 図１６の調節可能フローノズルの分解組立図である。 図１６の２１‐２１線に沿って取った調節可能フローノズルの断面図である。 スプレーノズルの斜視図である。 図２２のスプレーノズルの底面図である。 図２３の２４‐２４線に沿って取ったスプレーノズルの断面図である。 ステムリテーナの斜視図である。 図２５のステムリテーナの側面図であり、内部チャンバ及びスロットを破線で示す図である。 図２５のステムリテーナの底面図である。 図２７の２８‐２８線に沿って取ったステムリテーナの断面図である。 ノズルリテーナの斜視図である。 図２９のノズルリテーナの側面図であり、上側チャンバ及び下側チャンバを破線で示す図である。 図２９のノズルリテーナの平面図である。 図２９のノズルリテーナの底面図である。 図３０の３３‐３３線に沿って取ったノズルリテーナの断面図である。 レストリクタ型アジャスタの斜視図である。 図３４のレストリクタ型アジャスタの平面図である。 図３４のレストリクタ型アジャスタの側面図である。 図３４のレストリクタ型アジャスタの底面図である。 図３４のレストリクタ型アジャスタの端面図である。 ノズルリテーナを静止位置に保つ一方で、ステムリテーナ及びレストリクタ型アジャスタを一緒に回すために用いられる調節キーの斜視図である。 図３９の調節キーの底面図である。 図３９の調節キーの側面図である。 図３９の調節キーの端面図である。 図３９の調節キーの平面図であり、突出部を平らな形態で示す図である。 一連の順序のうちで調節可能フローノズルを完全開放位置で示す斜視図である。 一連の順序のうちで調節可能フローノズルを部分開放位置で示す斜視図である。 一連の順序のうちで調節可能フローノズルを部分閉鎖位置で示す斜視図である。 一連の順序のうちで調節可能フローノズルを完全閉鎖位置で示す斜視図である。 レストリクタ型アジャスタとの結合に先立って、ノズルリテーナ及び第２の調節キーに結合された第１の調節キーの側面図である。 ノズルリテーナを静止位置に保持するよう結合された第１の調節キー及びレストリクタ型アジャスタとステムリテーナを同時に回転させるよう結合された第２の調節キーの平面図である。 調節可能フローノズルシステムのためのノズル開度の関数として収集された質量を示すグラフ図である。 調節可能フローノズルシステム用のマニホルドを横切って収集された質量を示すグラフ図である。

対応関係にある参照符号は、図全体にわたって対応関係にある要素を示している。図に用いられている見出しは、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を限定するものではない。

調節可能なフローノズルシステムであって、１つ以上のマニホルドを含み、各マニホルドが各マニホルドのマニホルド本体に沿ってアレイをなして配列された複数の調節可能なフローノズルを有し、各調節可能なフローノズルの流量を個々に調節することができることを特徴とする調節可能なフローノズルシステムの種々の実施形態が本明細書に開示される。幾つかの実施形態では、調節可能フローノズルシステムは、種々の溶剤又は腐食剤をプロセススプレーチャンバ内において種々の流量で複数の個々に調節可能フローノズルを通ってシリコンウェーハのバッチに吹き付けることによって半導体を処理するために使用可能である。幾つかの実施形態では、各調節可能フローノズルは、入口開口部を備えている回転可能なステムリテーナとオーバーラップ関係にある入口開口部を備えた静止ノズルリテーナを有し、調節可能フローノズルを通る流体の流量を制御する調節可能な共同的開口部を定めるためにオーバーラップ状態にある入口開口部を共通回転軸線に沿って互いに回転させる。幾つかの実施形態では、共同的開口部の断面積をステムリテーナが静止ノズルリテーナに対して回されているときに調節することによって、調節可能フローノズルを通る流量が調節される。幾つかの実施形態では、各調節可能フローノズルの流量は、入口開口部の選択的オーバーラップにより調節され、その結果、各調節可能フローノズルは、オーバーラップ関係をなすべき開口部相互間のオーバーラップが存在しないときのゼロの流量と、オーバーラップ関係をなすべき入口開口部相互間の最大オーバーラップが起こったときの最大流量との間で調節可能であるようになっている。幾つかの実施形態では、マニホルドに沿って設けられている各調節可能フローノズルの流量は、ステムリテーナに結合されていてステムリテーナを回転させて個々の調節可能フローノズルの各々のための共同的開口部の断面積を調節するレストリクタ型アジャスタに係合してこれを回転することによって、個々に調節可能である。図面を参照すると、調節可能なフローノズルシステムの種々の実施形態が全体として符号１００で指示された状態で図１～図４８に記載されている。

図１～図５を参照すると、調節可能フローノズルシステム１００は、マニホルド本体１０６に沿ってアレイをなして位置決めされた複数の調節可能なフローノズル１０４を有する調節可能なフローマニホルド１０２を含む。幾つかの実施形態では、調節可能フローノズル１０４の各々は、特定の流量に手動で調節可能である。幾つかの実施形態では、各調節可能フローノズル１０４は、各調節可能フローノズル１０４の分解を必要とせず、あるいは、以下に詳細に説明するように流量を調節するためにマニホルド本体１０６からの調節可能フローノズル１０４の離脱を必要としないで、各調節可能フローノズル１０４の流量を調節するよう手動で調節可能である。

図１～図１１に示されているように、マニホルド１０２のマニホルド本体１０６は、全体が頂側部１２２、底側部１２４、遠位端部分１３０及びこれと反対側の近位端部分１３２を形成する前側部１２６及び後側部１２８で構成され、これらは、ひとまとまりとなって、細長い長方形のマニホルド本体１０６を構成している。図７～図１１に示されているように、マニホルド本体１０６は、マニホルド本体１０６の長さにわたって延びるチャネル１２９と連通関係をなしてマニホルド本体１０６の頂側部１２２に沿って連続して配置されている複数の接近開口部１３４を備えている。幾つかの実施形態では、複数の接近開口部１３４（図８～図１０）の各々は、調節可能スプレーノズル１０４のそれぞれのスプレーノズル１１０の一部分が図４及び図５に示されているようにマニホルド本体１０６から外方に延びることができるようにするよう構成されている。

図６及び図８～図１０に示されているように、マニホルド本体１０６は、マニホルド本体１０６の底側部１２４に沿って連続して配置されかつそれぞれの調節可能フローノズル１０４に係合するよう構成された複数の孔１３５をさらに備えている。一構成例では、各孔１３５は、マニホルド本体１０６の底側部１２４に沿って、底側部１２４に沿って整列したそれぞれの接近開口部１３４と整列し、その結果、図９に示されているように、調節可能フローノズル１０４の上側部分がそれぞれの孔１３５から外方に延びるとともに調節可能フローノズル１０４の下側部分がそれぞれの接近開口部１３４から外方に延びるようになっている。図１１に示されているように、各接近開口部１３４は、それぞれの接近空所１３９と連通し、各孔１３５は、それぞれのノズル空所１３８と連通している。ノズル空所１３８は、調節可能フローノズル１０４の一部分を受け入れるよう構成されている。幾つかの実施形態では、それぞれの接近開口部１３４は各々、その対応の孔１３５と真向かいに配置され、その結果、調節可能フローノズル１０４に孔１３５を介して接近することができ、それにより調節可能フローノズル１０４の流量を手動で調節することができるようになっている。図２９及び図３１に示されているように、幾つかの実施形態では、複数の調節マーカ１８３が以下にさらに詳細に説明するようにそれぞれの調節可能フローノズル１０４の各々に望ましい流量を手動で調節する際、ユーザにとって流量の視覚的指標を提供するようそれぞれのノズルリテーナ１１２の周囲周りに刻印され又は配置されるのが良い。幾つかの実施形態では、調節マーカ１３８は、ユーザにそれぞれの調節可能フローノズル１０４の各々について設定されている流量の視覚的指標を与えるあらかじめ設定された数値、線、視覚的指標、構造的マーカ、又はこれらの組み合わせであって良い。

さらに図１０に示されているように、マニホルド本体１０６の近位端部分１３２は、近位開口部１４１を備え、マニホルド本体１０６の遠位端部分１３０は、遠位開口部１４０を備えている。上述したように、マニホルド本体１０６は、軸方向チャネル１２９をさらに備え、軸方向チャネル１２９は、軸方向チャネル１２９の一端部のところで遠位開口部１４０と連通状態にあるとともに反対側の端部のところで近位開口部１４１と連通状態にある。さらに上述したように、各接近開口部１３４は、各調節可能フローノズル１０４のスプレーノズル１１０の通路が図５に示されているようにマニホルド本体１０６から外方に延びることができるよう構成されている。

図１２～図１５を参照すると、幾つかの実施形態では、マニホルド１０２は、マニホルド本体１０６（図３）の底側部１２４に固定された頂部カバー１０３を有するのが良い。図示のように、頂部カバー１０３は、頂部カバー１０４がマニホルド本体１０６に固定されると、マニホルド本体１０６を貫通して形成されている複数の孔１３５とそれぞれ整列するよう構成された複数の孔１３５Ａを備えている。同様に、頂部カバー１０３は、頂部カバー１０３がマニホルド本体１０６に固定されると、マニホルド本体１０６を貫通して形成されている複数の孔１８９のそれぞれと整列するよう構成された複数の孔１８９Ａを備えている。図３に示されているように、複数の整列した孔１８９，１８９Ａは各々、頂部カバー１０３をマニホルド本体１０６に固定するようそれぞれの固定部材１３６、例えば、ねじを受け入れるよう構成されている。

図１～図５に戻ってこれらを参照すると、調節可能フローマニホルド１０２を通る考えられる１つの流体経路が示されている。図示のように、入口流Ａがマニホルド本体１０６の入口１９４により形成されている遠位開口部１４０を通って軸方向チャネル１２９（図８）に入り、出口流Ｂがマニホルド本体１０６の出口１９５によって形成されている近位開口部１４１を通って軸方向チャネル１２９の反対側の端部を出る。一観点では、各調節可能フローノズル１０４は、同一又は異なる流量を有するそれぞれの出口流を可能にするよう手動で調節可能である。

図１６～図２１に示されているように、幾つかの実施形態では、各調節可能フローノズル１０４は、ステムリテーナ１１４を有し、ステムリテーナ１１４は、ステムリテーナ１１４の入口開口部１５３及び静止ノズルリテーナ１１２の入口開口部１７１（図１６）によって形成されるオーバーラップ断面により定められる共同的開口部１３３（図２１）の断面積を加減するよう手動でかつ個々に調節され、その結果、その特定の調節可能フローノズル１０４に関する現在の流量は、共同的開口部１３３を形成する入口開口部１５３，１７１相互間のオーバーラップ状態の断面を変化させることによって所望の流量に変更可能である。したがって、各調節可能フローノズル１０４は、個々に調節すると、ステムリテーナ１１４を静止ノズルリテーナ１１２に対して回転させて入口開口部１５３，１７１相互間のオーバーラップ配置状態を調節することによって、調節可能フローマニホルド１０２の他の調節可能フローノズル１０４と同一であり又はこれらとは異なる流量を提供するよう個々に調節可能であり、これについては、以下にさらに説明する。

図２９～図３３を参照すると、調節可能フローノズル１０４が組み立てられると、ノズルリテーナ１１２は、定位置に固定された状態でステムリテーナ１１４に係合し、ステムリテーナ１１４は、ノズルリテーナ１１２内に設けられた状態で静止ノズルリテーナ１１２に対して回転可能である。作用を説明すると、第２の調節キー１６６Ｂ（図４５）を用いてステムリテーナ１１４を手動で回転させてレストリクタ型アジャスタ１１６を回転させ、それによりそれぞれの調節可能フローノズル１０４の各々の流量を調節し、その間、第１の調節キー１６６Ａ（図４５）をレストリクタ型アジャスタ１１６とステムリテーナ１１４が一緒に回されているときにノズルリテーナ１１２を静止位置に保持するために静止ノズルリテーナ１１２に係合させておく。図示のように、各調節可能フローノズル１０４は、スプレーノズル１１０を有し、スプレーノズル１１０は、ステムリテーナ１１４に係合しており、このスプレーノズルは、吹き付け作用の際の所定の流量で流体を放出するノズル構造体としての機能を果たす。

図２２～図２４に示されているように、幾つかの実施形態では、スプレーノズル１１０は、ノズル本体１４３を有し、ノズル本体１４３は、吹き付け作用をもたらすよう構成されたノズル開口部１４４を形成するノズルヘッド１４８を備えている。図２１に示されているように、スプレーノズル１１０は、ノズル本体１４３を貫通して設けられたノズル導管１４６をさらに備え、このスプレーノズルは、吹き付け作用中、ノズル開口部１４４との流体連通関係を確立するためにノズルヘッド１４８を貫通して形成されたノズルチャネル１４５と流体連通状態にある。幾つかの実施形態では、ノズル本体１４３は、流体密シールを提供するようＯリング１９１を受け入れるよう構成されている環状溝１４７を形成している。さらに図２２及び図２４に示されているように、幾つかの実施形態では、ノズル本体１４３は、互いに反対側に位置する扁平な部分１５０Ａ，１５０Ｂ相互間にスロット１４９を形成するのが良く、これら扁平な部分は、調節可能フローノズル１０４を組み立てるときにスプレーノズル１１０をノズルリテーナ１１２に係合させるよう構成されている。

上述したように、ステムリテーナ１１４は、第２の調節キー１６６Ｂによって回されると、個々の調節可能フローノズル１０４を介する流体連通状態を次第に開閉するよう動作可能であり、その結果、レストリクタ型アジャスタ１１６の回転により、ステムリテーナ１１４が静止ノズルリテーナ１１２に対して回転しているときにステムリテーナ１１４が同時に回転して流体の流れが調節されるようになっている。図２５～図２８を参照すると、ステムリテーナ１１４は、ステム部分１５１及び本体部分１５２を備えたステムリテーナ本体１２０を有し、環状溝１５４がステム部分１５１と本体側部分１５２との間に形成されるとともに流体密シールを提供するＯリング１９２（図２０）を受け入れるよう構成されている。図示のように、本体部分１５２は、内側部分１５２を貫通して形成された内部チャンバ１５７（図２８）と連通する入口開口部１５３を備えている。図２８に示されているように、内部チャンバ１５７は、流体連通が所定の流量で確立されたときにノズルリテーナ１１２とスプレーノズル１１０との間でステムリテーナ１１４を通る流体経路を確立するよう軸方向開口部１５９と連通する。さらに図２５及び図２６に示されているように、ステムリテーナ１１４のステム部分１５１は、第２の当接肩１５８Ｂと反対側に形成された第１の当接肩１５８Ａを有する取り付け部分１５５を備え、スロット１５６が第１の当接肩１５８Ａと第２の当接肩１５８Ｂとの間に側方に形成されている。一構成例では、スロット１５６、第１の当接肩１５８Ａ、及び第２の当接肩１５８Ｂは、ひとまとまりとなって、レストリクタ型アジャスタ１１６に係合する取り付け構造体を構成している。レストリクタ型アジャスタ１１６は、第２の調節キー１６６Ｂによって回されると、調節可能フローノズル１０４を通る流体流量を調節するよう動作可能であり、その結果、レストリクタ型アジャスタ１１６（図１８～図２１）の回転により、それと同時にステムリテーナ１１４が回転し、第２の入口開口部１７１に対するステムリテーナ１１４の第１の入口開口部１５３のオーバーラップ配置状態を変更させるようになっており、このオーバーラップ配置状態が共同的開口部１３３を形成する。

図２９～図３３を参照すると、幾つかの実施形態では、ノズルリテーナ１１２は、全体として円筒形のノズルリテーナ本体１７０を有し、このリテーナ本体１７０は、波形表面１７８を備えた本体部分１７３及び本体部分１７３との間に環状溝１７４を形成するキャップ部分１７２を有し、環状溝１７４は、流体密シールをもたらすＯリング１９３（図２０）を受け入れるよう構成されている。図示のように、本体部分１７３は、本体部分１７３を貫通して形成された入口開口部１７１を備え、この入口開口部は、ノズルリテーナ本体１７０を貫通して形成された下側チャンバ１７９と連通している。図３０に示されているように、下側チャンバ１７９はまた、キャップ部分１７２を貫通して形成された上側軸方向開口部１７５に隣接して位置する上側チャンバ１８０と連通している。幾つかの実施形態では、下側軸方向開口部１７６（図３３）がノズルリテーナ本体１７０の下側部分を貫通して形成され、この下側軸方向開口部は、下側チャンバ１７９と連通している。図２９～図３１に示されているように、本体部分１７３は、複数のレッグ１７７を備え、幾つかの実施形態では、複数の調節マーカ１８３（図３１）が所望の流量を示すためにキャップ部分１７２周りに円周方向に整列している。図３０及び図３３に示されているように、上側及び下側チャンバ１７９，１８０は、ひとまとまりとなって、調節可能フローノズル１０４を組み立てたときにノズルリテーナ１１２内にステムリテーナ１１４を受け入れるよう構成されている。幾つかの実施形態では、キャップ部分１７２は、上側軸方向開口部１７５を横切って形成された互いに反対側に位置する第１及び第２のスロット１８１，１８２を備え、スロット１８２は、複数のマーカ１８３の一端部に隣接して形成されている。

図３４～図３８、図４５及び図４６を参照すると、上述したように、調節可能フローノズル１０４の流量は、第２の調節キー１６６Ｂを用いてステムリテーナ１１４に結合されているレストリクタ型アジャスタ１１６を調節マーカ１８３（図２９）によって指示された回転方法に回転させることによって調節可能であり、と言うのは、第１の調節キー１６６Ａは、ステムリテーナ１１４とレストリクタ型アジャスタ１１６を第２の調節キー１６６Ｂによって一緒に回転させているときにノズルリテーナ１１２を静止位置に維持するようノズルリテーナ１１２に係合しているからである。幾つかの実施形態では、レストリクタ型アジャスタ１１６は、空所１６１の互いに反対側の側部に形成された互いに反対側の第１及び第２のスロット１６４，１６５と連通した空所１６１（図３４及び図３５）を備えた全体として円形のレストリクタ本体１６０を有する。図３４及び図３５に示されているように、レストリクタ本体１６０は、それぞれの調節可能フローノズル１０４の所望の流量を指示するための調節マーカ１８３のうちの任意の１つに向くのが良い指標線１６３を有する側方延長部１６２を形成している。

図３９～図４３、図４５及び図４６を参照すると、幾つかの実施形態では、第１の調節キー１６６Ａは、ノズルリテーナ１１２を静止位置に維持するために使用でき、この第１の調節キーは、遠位部分１６８及び近位部分１６９が幾つかのフローノズル１０４に接近するのに十分な長さの遠位部分１６８を備えた細長いキー本体１６７を有する。幾つかの実施形態では、第１及び第２のキー要素１８５，１８６が第１の調節キー１６６Ａの細長いキー本体１６７の遠位部分１６８から延び、これらキー要素は、ステムリテーナ１１４及びアジャスタ１１６を第２の調節キー１６６Ｂ（図４５及び図４６）によって一緒に回転させたときにノズルリテーナ１１２に係合してこれを静止位置に維持するよう構成されている。幾つかの実施形態では、第２の調節キー１６６Ｂは、ねじ回しであるのが良いが、第２の調節キー１６６Ｂは、ねじ回しには限定されず、レストリクタ型アジャスタ１１６に係合してこれを回転させるよう構成された任意の調節ツールであって良い。図示のように、第１の調節キー１６６Ａの近位部分１６９は、開口部１８７を形成するよう構成されているのが良い。

図４４Ａ～図４４Ｄは、第２のキー１６６Ｂ、例えば、ねじ回しを用いてアジャスタ１１６を回すとともにステムリテーナ１１４を回転させて調節可能フローマニホルド１０２に沿うそれぞれの調節可能フローノズル１０４の各々の流量を個々に変化させている間に第１のキー要素１６６Ａ（図４６）がノズルリテーナ１１２に係合しているので、ステムリテーナ１１４を静止ノズルリテーナ１１２に対して回転させているときの調節可能フローノズル１０４の動作順序を示している。図４４Ａを参照すると、調節可能フローノズル１０４は、完全開放位置で示されており、この完全開放位置では、ステムリテーナ１１４は、ステムリテーナ１１４の入口開口部１５３が静止ノズルリテーナ１１２の入口開口部１７１と完全に又は実質的にオーバーラップし、それにより、ひとまとまりとなって最大流量能力を発揮する完全開放共同的開口部１３３を形成するよう回転してある。図４４Ｂを参照すると、調節可能フローノズル１０４は、部分開放位置で示されており、この部分開放位置では、ステムリテーナ１１４は、ステムリテーナ１１４の入口開口部１５３が僅かに回転して静止ノズルリテーナ１１２の入口開口部１７１に対して定位置から外れてひとまとまりとなって最大流量よりも低い流量を呈する部分開放共同的開口部１３３を形成するよう回転してある。図４４Ｃを参照すると、調節可能フローノズル１０４は、部分閉鎖位置で示されており、この部分閉鎖位置では、ステムリテーナ１１４は、ステムリテーナ１１４の入口開口部１５３が静止ノズルリテーナ１１２の入口開口部１７１に対して定位置からさらに外れるよう回転してひとまとまりとなって図４４Ｂに示された共同的開口部１３３よりも低い流量を呈する閉鎖共同的開口部１３３を形成するよう同一方向にさらに回転してある。図４４Ｄを参照すると、調節可能フローノズルは、完全閉鎖位置で示されており、この完全閉鎖位置では、ステムリテーナ１１４は、ステムリテーナ１１４の入口開口部１５３が静止ノズルリテーナ１１２の入口開口部１７１に対して定位置から完全に外れるよう回転してゼロ最小流量を呈する完全閉鎖共同的開口部１３３を形成するよう最大回転位置に回転してある。

幾つかの実施形態では、共同的開口部１３３を形成する互いにオーバーラップ状態にある入口開口部１５３，１７１は、スロット形の細長い開口部であるのが良いが、他の実施形態では、ステムリテーナ１１４及びノズルリテーナ１１２のそれぞれの互いにオーバーラップ状態にある入口開口部１５３，１７１は、他の形状のもの及びサイズのもの、例えば、円形開口部、卵形開口部、正方形開口部、長方形開口部、対称形の開口部、及び／又は非対称形の開口部であっても良い。一観点では、互いにオーバーラップ状態にある入口開口部１５３，１７１は、スプレーノズル１１０を通る流れ性能を達成するのに必要な精度又は流れ応答がどのようなものであれこれを達成するよう設計されているのが良い。

幾つかの実施形態では、調節可能スローノズル１０４の構成部品は、半導体処理作業に適正な化学的適合性を有するよう選択されており、その結果、これら構成部品は、腐食することがなく又は脆弱になることがなく、かかる構成部品としては、腐食することがなく、膨潤することがなく、又は脆弱な状態になることもないシールが挙げられる。加うるに、調節可能フローノズル１０４の構成部品は、調節可能フローマニホルド１０２の動作範囲全体について熱的に安定性がありかつ調節可能フローノズルシステム１００の関連の動作上及びプロセス上の要求に耐えながらこれらのそれぞれの形状／機能を維持するのに適正な機械的健全性を提供する材料から選択される。幾つかの実施形態では、調節可能フローノズル１０４の構成部品を製造するために使用可能な材料としては、溶剤に使用可能なステンレス鋼（又は他の金属合金）、並びに腐食物及び潜在的溶剤に使用可能なＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＥＣＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＰＰ、ＨＡＤＰＥなどが挙げられる。幾つかの実施形態では、シール１９１，１９２，１９３の製造のための通常の材料及びエラストマーとしては、カルレッツ（Kalrez）、シリコーン、ビトン（Viton）、ＰＴＦＥが挙げられる。

試験結果
図４７及び図４８を参照すると、調節可能フローノズルシステム１００の試験結果が示されている。試験は、５つの調節可能フローノズル１０４を備えた単一の調節可能フローマニホルド１０２について実施された。図４７は、流体の流量を目盛りの百分率（％）の関数としてどのように減少しているかを示すとともに５つ全ての調節可能フローノズル１０４についてパラメータ化されたグラフを示している。図４８は、図４７と同一のデータを示しているが、この場合、各調節可能フローノズル１０４について同一の目盛りの百分率表示を用いて調節可能フローノズル１０２を横切って収集され、次に目盛りの百分率によってパラメータ化された流体流れの非同調分布状態と同一のデータを示している。これらの図に示されたデータは、入口開口部１５３／１７１相互間のオーバーラップを最大流量から本質的にゼロの流量に減少させたときに調節可能フローノズル１０４が流体の流れを減少させることができる能力を示している。したがって、このデータは、かなり高い調節精度（例えば、広い動作範囲）を明確に立証しており、それゆえ、複数のノズル（マニホルドに組み込まれる）を個々に調節すると、各調節可能フローノズル１０４を通る流量の合致を達成することができるということを意味している。図示のように、この調節の正確さ及びこの試験で用いられるプロトタイプ型ノズル１０４の製造公差に起因してデータに（特に、０百分率設定値のところに）ばらつきが存在する。

上述したことから理解されるべきこととして、特定の実施形態を図示するとともに説明したが、当業者には明らかなように本発明の精神及び範囲から逸脱することなくこれら実施形態に対して種々の改造を行うことができる。かかる変更及び改造は、本明細書に添付された特許請求の範囲に記載された本発明の範囲及び教示の範囲内にある。

Claims (14)

1. 調節可能なフローノズルシステム１００であって、
   調節可能なフローマニホルド１０２を含み、前記調節可能フローマニホルドは、
   遠位開口部１４０を備えた遠位端部分１３０と近位開口部１４１を備えた近位端部分１３２との間に延びる軸方向チャネル１２９を備えるマニホルド本体１０６と、
   前記マニホルド本体１０６の第１の側部１２２に沿って形成された複数の接近開口部１３４と、
   前記マニホルド本体１０６の反対側の第２の側部１２４に形成された複数の孔１３５と、を有し、
   前記複数の接近開口部１３４及び前記複数の孔１３５は、前記軸方向チャネル１２９と連通しており、
   前記複数の孔１３５のそれぞれに結合された複数の調節可能なフローノズル１０４を含み、前記複数の調節可能フローノズル１０４の各々は、
   前記調節可能フローノズル１０４を出る流体の流体経路を提供するよう構成されたスプレーノズル１１０を有し、
   前記スプレーノズル１１０に係合したステムリテーナ１１４を有し、前記ステムリテーナ１１４は、第１のチャンバ１５７と流体連通状態にある第１の入口開口部１５３及び軸方向開口部１５９を備え、
   前記スプレーノズル１１０に係合したノズルリテーナ１１２を有し、前記ノズルリテーナ１１２は、第２のチャンバ１７９と連通状態にある第２の入口開口部１７１を備え、前記ステムリテーナ１１４は、前記ノズルリテーナ１１２の第２のチャンバ１７９内に回転可能に設けられるように構成され、その結果、前記ステムリテーナ１１４の前記第１の入口開口部１５３は、ノズルリテーナ１１２の第２の入口開口部１７１とオーバーラップ配置状態にあり、その結果、前記ステムリテーナ１１４を回しているときに、共同的開口部１３３が前記ステムリテーナ１１４の前記第１の入口開口部１５３と前記ノズルリテーナ１１２の前記第２の入口開口部１７１との間に形成され、
   前記ステムリテーナ１１４を前記ノズルリテーナ１１２に対して回すために前記ステムリテーナ１１４と作動的係合状態にあるアジャスタ１１６を有し、前記共同的開口部１３３の断面積は、前記ステムリテーナ１１４を回しているときに調節されるようになっている、調節可能フローノズルシステム１００。
2. 前記共同的開口部１３３の断面積を調節することにより、前記複数の調節可能フローノズル１０４の各々を通る流量が調節される、請求項１記載の調節可能フローノズルシステム１００。
3. 前記複数の調節可能フローノズル１０４の各々を出る流量は、最小流量から最大流量までの範囲にある、請求項１記載の調節可能フローノズルシステム１００。
4. 各調節可能フローノズル１０４を出た流体の流量は、ステムリテーナ１１４の前記第１の入口開口部１５３と前記ノズルリテーナ１１２の前記第２の入口開口部１７１の選択的オーバーラップにより調節され、その結果、各調節可能フローノズル１０４が前記第１の入口開口部１５３と前記第２の入口開口部１７１との最小オーバーラップが生じたときの最小流量と前記第１の入口開口部１５３と前記第２の入口開口部１７１との最大オーバーラップが生じたときの最大流量との間で調節可能である、請求項１記載の調節可能フローノズルシステム１００。
5. 近位部分１６９及び遠位部分１６８を備えた細長いキー本体１６７を有するとともに前記細長いキー本体１６７の前記近位部分１６９から延びる少なくとも１つのキー要素１８５を有する第１のキー１６６Ａをさらに含み、前記少なくとも１つのキー要素１８５は、前記ノズルリテーナ１１２を静止位置に維持するよう前記ノズルリテーナ１１２に係合するよう構成され、
   前記アジャスタ１１６及び前記ステムリテーナ１１４を前記ノズルリテーナ１１２に対して一緒に回転させるために前記アジャスタ１１６に係合するよう構成された第２のキー１６６Ｂをさらに含む、請求項１記載の調節可能フローノズルシステム１００。
6. 前記流体は、前記近位開口部１４１を通って前記調節可能フローノズルシステム１００の前記軸方向チャネル１２９に入り、前記軸方向チャネル１２９は、前記流体が前記調節可能フローノズル１０４のうちの１つ以上の前記共同的開口部１３３に入るよう前記複数の調節可能フローノズル１０４の各々と流体連通状態にあり、前記流体は、前記調節可能フローノズル１０４の前記スプレーノズル１１０を通って前記１つ以上の調節可能フローノズル１０４を出る、請求項１記載の調節可能フローノズルシステム１００。
7. 前記マニホルド１０２は、前記軸方向チャネル１２９と連通状態にある複数のノズル空所１３８をさらに有し、前記複数の調節可能フローノズル１０４の各々は、前記複数のノズル空所１３８の各々内にそれぞれ対応して設けられている、請求項１記載の調節可能フローノズルシステム１００。
8. 調節可能なフローノズルシステム１００に関する流量を調節する方法であって、
   調節可能なフローマニホルド１０２を用意するステップを含み、前記調節可能フローマニホルド１０２は、
   遠位開口部１４０を備えた遠位端部分１３０と近位開口部１４１を備えた近位端部分１３２との間に延びる軸方向チャネル１２９を備えるマニホルド本体１０６と、
   前記マニホルド本体１０６の第１の側部１２２に沿って形成された複数の接近開口部１３４と、
   前記マニホルド本体１０６の反対側の第２の側部１２４に形成された複数の孔１３５と、を有し、前記複数の接近開口部１３４及び前記複数の孔１３５は、前記軸方向チャネル１２９と連通しており、
   前記複数の孔１３５のそれぞれに結合された複数の調節可能なフローノズル１０４を含み、前記複数の調節可能フローノズル１０４の各々は、
   前記調節可能フローノズル１０４を出る流体の流体経路を提供するよう構成されたスプレーノズル１１０を有し、
   前記スプレーノズル１１０に係合したステムリテーナ１１４を有し、前記ステムリテーナ１１４は、第１のチャンバ１５７と連通状態にある第１の入口開口部１５３及び軸方向開口部１５９を備え、
   前記スプレーノズル１１０に係合したノズルリテーナ１１２を有し、前記ノズルリテーナ１１２は、第２のチャンバ１７９と流体連通状態にある第２の入口開口部１７１を備え、前記ステムリテーナ１１４は、前記ノズルリテーナ１１２の第２のチャンバ１７９内に回転可能に設けられるように構成され、その結果、前記ステムリテーナ１１４の前記第１の入口開口部１５３は、ノズルリテーナ１１２の第２の入口開口部１７１とオーバーラップ配置状態にあり、その結果、前記ステムリテーナ１１４を回しているときに、共同的開口部１３３が前記ステムリテーナ１１４の前記第１の入口開口部１５３と前記ノズルリテーナ１１２の前記第２の入口開口部１７１との間に形成され、
   前記ステムリテーナ１１４を前記ノズルリテーナ１１２に対して回すために前記ステムリテーナ１１４と作動的係合状態にあるアジャスタ１１６を有し、前記共同的開口部１３３の断面積は、前記ステムリテーナ１１４を回しているときに調節されるようになっており、
   近位部分１６９及び遠位部分１６８を備えた細長いキー本体１６７を有する第１のキー本体１６６Ａを前記複数の孔１３５のうちの１つの中へ挿入するステップを含み、前記第１のキー１６６Ａは、前記細長いキー本体１６７の前記近位部分１６９から延びる少なくとも１つのキー要素１８５をさらに有し、
   前記第１のキー１６６Ａの前記少なくとも１つのキー要素１８５を前記ノズルリテーナ１１２に係合させて前記ノズルリテーナ１１２を静止位置に維持するステップを含み、
   第２のキー１６６Ｂを前記アジャスタ１１６に係合させるステップを含み、
   前記第２のキー１６６Ｂを回転させて前記ステムリテーナ１１４を前記ノズルリテーナ１１２に対して回転させて前記共同的開口部１３３の横断面積及び該共同的開口部１３３を通る流量を調節するステップを含む、方法。
9. 前記ステムリテーナ１１４を前記ノズルリテーナ１１２に対して回転させることにより、各調節可能フローノズル１０４の流量が最小流量から最大流量までの範囲内に調節される、請求項８記載の方法。
10. 調節可能なフローノズル１０４であって、
    前記調節可能フローノズル１０４を出る流体の流体経路を提供するよう構成されたスプレーノズル１１０を有し、
    前記スプレーノズル１１０に係合したステムリテーナ１１４を有し、前記ステムリテーナ１１４は、第１のチャンバ１５７と流体連通状態にある第１の入口開口部１５３及び軸方向開口部１５９を備え、
    前記スプレーノズル１１０に係合したノズルリテーナ１１２を有し、前記ノズルリテーナ１１２は、第２のチャンバ１７９と連通状態にある第２の入口開口部１７１を備え、前記ステムリテーナ１１４は、前記ノズルリテーナ１１２の第２のチャンバ１７９内に回転可能に設けられるように構成され、その結果、前記ステムリテーナ１１４の前記第１の入口開口部１５３は、ノズルリテーナ１１２の第２の入口開口部１７１とオーバーラップ配置状態にあり、その結果、前記ステムリテーナ１１４を回しているときに、共同的開口部１３３が前記ステムリテーナ１１４の前記第１の入口開口部１５３と前記ノズルリテーナ１１２の前記第２の入口開口部１７１との間に形成され、
    前記ステムリテーナ１１４を前記ノズルリテーナ１１２に対して回すために前記ステムリテーナ１１４と作動的係合状態にあるアジャスタ１１６を有し、前記共同的開口部１３３の断面積は、前記ステムリテーナ１１４を回しているときに調節されるようになっており、
    前記ステムリテーナ１１４は、前記ノズルリテーナ１１２に対して回転可能であり、前記ノズルリテーナ１１２の前記第２の入口開口部１７１の向きは、調節可能なフローマニホルド１０２のノズル空所１３８内で固定されている、調節可能フローノズル１０４。
11. 近位部分１６９及び遠位部分１６８を備えた細長いキー本体１６７を備えるとともに前記細長いキー本体１６７の前記近位部分１６９から延びる少なくとも１つのキー要素１８５を備えた第１のキー１６６Ａをさらに有し、前記少なくとも１つのキー要素１８５は、前記ノズルリテーナ１１２を静止位置に維持するよう前記ノズルリテーナ１１２に係合するよう構成され、
    前記アジャスタ１１６及び前記ステムリテーナ１１４を前記ノズルリテーナ１１２に対して一緒に回転させるために前記アジャスタ１１６に係合するよう構成された第２のキー１６６Ｂをさらに有する、請求項１０記載の調節可能フローノズル１０４。
12. 調節可能フローノズル１０４を通る流体の流量は、ステムリテーナ１１４の前記第１の入口開口部１５３と前記ノズルリテーナ１１２の前記第２の入口開口部１７１の選択的オーバーラップにより調節され、その結果、調節可能フローノズル１０４が前記第１の入口開口部１５３と前記第２の入口開口部１７１との最小オーバーラップが生じたときの最小流量と前記第１の入口開口部１５３と前記第２の入口開口部１７１との最大オーバーラップが生じたときの最大流量との間で調節可能である、請求項１０記載の調節可能フローノズル１０４。
13. 前記流体は、前記ステムリテーナ１１４の前記第１の入口開口部１５３と前記ノズルリテーナ１１２の前記第２の入口開口部１７１との間に形成された共同的開口部１３３を通って前記ステムリテーナ１１４の第１のチャンバ１５７に入り、前記流体は、前記ステムリテーナ１１４の前記軸方向開口部１５９を通って前記スプレーノズル１１０に入り、前記流体は、前記スプレーノズル１１０を通って前記調節可能フローノズル１０４を出る、請求項１０記載の調節可能フローノズル１０４。
14. 前記ステムリテーナ１１４により構成されるステム部分は、前記ノズルリテーナ１１２により構成される第１のチャンバ１８０と係合し、前記ステムリテーナ１１４の本体部分は、前記ノズルリテーナ１１２の前記第２のチャンバ１７９と係合し、前記第１のチャンバ１８０は、前記第２のチャンバ１７９の上方に配置されている、請求項１０記載の調節可能フローノズル１０４。

Images