KR102614376B1 - 가스 보유를 이용한 맥동 감쇠기 - Google Patents

가스 보유를 이용한 맥동 감쇠기 Download PDF

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Abstract

분배 시스템을 위한 맥동 감쇠기는 하우징, 적어도 하나의 플루오로중합체 층을 포함하는 다이어프램으로서, 다이어프램은 하우징을 제1 격실 및 제2 격실로 분할하는, 다이어프램, 제1 격실과 각각 유체 연통함으로써 액체가 입구 포트를 통해 제1 격실로 유입되고 출구 포트를 통해 제1 격실로부터 유출되게 하기 위한 유동 경로를 제공하는, 입구 포트 및 출구 포트, 및 제2 격실 내에 배치되는 적어도 하나의 가스로서, 적어도 하나의 가스는 0.36 nm 이상의 운동학적 직경을 갖는, 적어도 하나의 가스를 포함하며, 적어도 하나의 플루오로중합체 층의 플루오로중합체 및 적어도 하나의 가스는 다이어프램을 통한 적어도 하나의 가스의 가스 투과율이 0 mbar*L/초 내지 1*10-5 mbar*L/초가 되도록 선택된다.

Description

가스 보유를 이용한 맥동 감쇠기{PULSATION DAMPENER WITH GAS RETENTION}
본 출원의 개시내용은 일반적으로 맥동 감쇠기에 관한 것이고, 특히 나노임프린트 리소그래피 시스템과 같은 분배 시스템에서 이용되는 가스 보유를 이용한 맥동 감쇠기에 관한 것이다.
나노-제조(nano-fabrication)는 약 100 나노미터 이하의 특징부를 갖는 매우 소형 구조체의 제조를 포함한다. 나노-제조가 상당한 영향을 끼쳐온 하나의 적용예는 집적 회로의 제조이다. 반도체 가공 산업은 기판에 형성된 단위 면적 당 회로를 증가시키면서 더 큰 생산 수율을 얻기 위해서 계속해서 노력하고 있다. 나노-제조에서의 개선은 형성된 구조체의 최소 특징부 치수의 지속적인 감소를 허용하면서도 더 큰 공정 제어 및/또는 개선된 처리량을 제공하는 것을 포함한다.
현재 사용중인 하나의 나노-제조 기술은 통상적으로 나노임프린트 리소그래피라 칭한다. 나노임프린트 리소그래피는 예를 들어 집적 디바이스의 하나 이상의 층을 제조하는 것을 포함하는 다양한 용례에서 유용하다. 집적 디바이스의 예는 CMOS 로직, 마이크로프로세서, NAND 플래시 메모리, NOR 플래시 메모리, DRAM 메모리, MRAM, 3D 크로스-포인트 메모리, Re-RAM, Fe-RAM, STT-RAM, MEMS 등을 포함하지만, 이들로 제한되지 않는다. 예시적인 나노임프린트 리소그래피 시스템 및 공정은 미국 특허 제8,349,241호, 미국 특허 제8,066,930호 및 미국 특허 제6,936,194호와 같은 다수의 공보에 상세히 설명되어 있으며, 이들 특허는 모두 본원에 참조로 포함된다.
전술한 특허의 각각에서 개시된 나노임프린트 리소그래피 기술은 성형가능 재료(중합가능) 층 내에 요철 패턴을 형성하는 것 그리고 요철 패턴에 대응하는 패턴을 하부 기판 내로 및/또는 하부 기판 상으로 전사하는 것을 설명한다. 패터닝 공정은 기판으로부터 이격된 템플릿을 사용하며, 성형가능 액체가 템플릿과 기판 사이에 도포된다. 성형가능 액체는 성형가능 액체에 접촉하는 템플릿의 표면의 형상과 일치하는 패턴을 갖는 고체층을 형성하도록 응고된다. 응고 후에, 템플릿은 템플릿 및 기판이 이격되도록 응고된 층으로부터 분리된다. 기판 및 응고된 층은 그 후 응고된 층의 패턴에 대응하는 요철 상을 기판에 전사하기 위해 에칭 공정 같은 추가적인 공정을 거친다. 패터닝된 기판은 예를 들어, 경화, 산화, 층 형성, 퇴적, 도핑, 평탄화, 에칭, 성형가능 재료 제거, 다이싱, 본딩, 및 패키징 등을 포함하는 디바이스(물품) 제조를 위한 공지된 단계 및 공정을 더 거칠 수 있다.
특정 나노임프린트 리소그래피 시스템을 포함하는 특정 분배 시스템은 액체 성형가능 재료를 분배기에 그리고 그로부터 공급하는 재순환 유체 시스템을 포함한다. 재순환 유체 시스템은 액체 성형가능 재료를 저장소로부터 분배기에 보내기 위해 공급 라인 내에 펌프를 포함한다. 재순환 유체 시스템은 또한 액체 성형가능 재료를 분배기로부터 다시 저장소로 인출하기 위해 복귀 라인 내에 펌프를 포함한다. 각각의 펌프는 펌핑 작용의 결과로서 액체 성형가능 재료 내로 맥동을 도입한다. 그러나, 분배기에 의한 액적 배치 정확도는 공급 및 복귀 라인 사이의 차압의 변화 및 또한 분배기의 면에서의 메니스커스 압력의 변화에 의해 부정적인 영향을 받는다. 펌프에 의해 도입된 맥동은 액체 성형가능 재료가 맥동 감쇠기를 통과할 때 액체 성형가능 재료 내의 맥동을 감쇠시키는 맥동 감쇠기를 통해 완화될 수 있다. 맥동 감쇠기가 액체 성형가능 재료 내의 맥동을 계속해서 적절히 감쇠시킬 수 있는 기간이 길수록, 나노임프린트 리소그래피 시스템은 감쇠기 유지보수의 필요 없이 계속해서 재료를 분배할 수 있는 기간이 길어지며, 이에 의해 생산성이 증가된다.
따라서, 본 기술분야에서는, 예를 들어 2개월 이상 정도의 장기간 동안 액체 성형가능 재료 내의 맥동을 적절히 감쇠시킬 수 있는 맥동 감쇠기가 필요하다.
일부 예시적인 실시예에 따른 맥동 감쇠기는, 하우징, 적어도 하나의 플루오로중합체(fluoropolymer) 층을 포함하는 다이어프램으로서, 상기 다이어프램은 상기 하우징을 제1 격실 및 제2 격실로 분할하는, 다이어프램, 상기 제1 격실과 각각 유체 연통함으로써 액체가 입구 포트를 통해 상기 제1 격실로 유입되고 출구 포트를 통해 상기 제1 격실로부터 유출되게 하기 위한 유동 경로를 제공하는, 상기 입구 포트 및 상기 출구 포트, 및 상기 제2 격실 내에 배치되는 적어도 하나의 가스로서, 상기 적어도 하나의 가스는 0.36 nm이상의 운동학적 직경을 갖는, 적어도 하나의 가스를 포함하며, 상기 적어도 하나의 플루오로중합체 층의 상기 플루오로중합체 및 상기 적어도 하나의 가스는 상기 다이어프램을 통한 상기 적어도 하나의 가스의 가스 투과율이 약 0 mbar*L/초 내지 약 1*10-5 mbar*L/초가 되도록 선택된다.
일부 예시적인 실시예에 따른 분배 시스템은 액체를 분배하도록 구성된 분배기, 상기 액체를 저장하도록 구성된 저장소, 상기 저장소와 상기 분배기 사이에서 상기 액체를 순환시키도록 구성된 하나 이상의 펌프, 및 상기 액체가 맥동 감쇠기를 통과할 때 상기 액체 내의 맥동을 감쇠시키도록 구성된 상기 맥동 감쇠기를 포함하며, 상기 맥동 감쇠기는, 하우징, 적어도 하나의 플루오로중합체 층을 포함하는 다이어프램으로서, 상기 다이어프램은 상기 하우징을 제1 격실 및 제2 격실로 분할하는, 다이어프램, 상기 제1 격실과 각각 유체 연통함으로써 상기 액체가 입구 포트를 통해 상기 제1 격실로 유입되고 출구 포트를 통해 상기 제1 격실로부터 유출되게 하기 위한 유동 경로를 제공하는, 상기 입구 포트 및 상기 출구 포트, 및 상기 제2 격실 내에 배치되는 적어도 하나의 가스로서, 상기 적어도 하나의 가스는 0.36 nm 이상의 운동학적 직경을 갖는, 적어도 하나의 가스를 포함하며, 상기 적어도 하나의 플루오로중합체 층의 상기 플루오로중합체 및 상기 적어도 하나의 가스는 상기 다이어프램을 통한 상기 적어도 하나의 가스의 가스 투과율이 약 0 mbar*L/초 내지 약 1*10-5 mbar*L/초가 되도록 선택된다.
일부 예시적인 실시예에 따른 물품 형성 방법은, 성형가능 액체를 분배기에 펌핑하는 단계, 맥동 감쇠기를 통해 상기 성형가능 액체 내의 맥동을 감쇠시키는 단계로서, 상기 맥동 감쇠기는, 하우징, 적어도 하나의 플루오로중합체 층을 포함하는 다이어프램으로서, 상기 다이어프램은 상기 하우징을 제1 격실 및 제2 격실로 분할하는, 다이어프램, 상기 제1 격실과 각각 유체 연통함으로써 상기 성형가능 액체가 입구 포트를 통해 상기 제1 격실로 유입되고 출구 포트를 통해 상기 제1 격실로부터 유출되게 하기 위한 유동 경로를 제공하는, 상기 입구 포트 및 상기 출구 포트, 및 상기 제2 격실 내에 배치되는 적어도 하나의 가스로서, 상기 적어도 하나의 가스는 0.36 nm 이상의 운동학적 직경을 갖는, 적어도 하나의 가스를 포함하며, 적어도 하나의 플루오로중합체 층의 상기 플루오로중합체 및 상기 적어도 하나의 가스는 상기 다이어프램을 통한 상기 적어도 하나의 가스의 가스 투과율이 0 mbar*L/초 내지 1*10-5 mbar*L/초가 되도록 선택되는, 맥동을 감쇠시키는 단계, 기판 상에 상기 성형가능 액체의 일부를 분배하는 단계, 상기 기판 상에 상기 분배된 성형가능 액체의 패턴 또는 층을 형성하는 단계, 및 상기 물품을 제조하기 위해 상기 형성된 패턴 또는 층을 가공하는 단계를 포함한다.
추가의 특징은 첨부 도면을 참조한 예시적인 실시예에 대한 이하의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 기판으로부터 이격된 템플릿 및 몰드를 갖는 예시적인 나노임프린트 리소그래피 시스템의 도시이다.
도 2는 도 1의 나노임프린트 리소그래피 시스템의 재순환 유체 시스템의 개략 흐름도이다.
도 3은 도 1의 나노임프린트 리소그래피 시스템의 맥동 감쇠기의 일례의 사시도이다.
도 4는 도 3의 맥동 감쇠기의 분해도이다.
도 5는 도 3의 맥동 감쇠기의 평면도이다.
도 6은 도 5의 선 6-6을 따라 본 도 3의 맥동 감쇠기의 단면도이다.
상세한 설명에 대한 참조시, 특정 상세들은 개시된 예의 전반적인 이해를 제공하기 위해 설명된다. 다른 경우에서, 본 개시내용을 불필요하게 늘리지 않기 위해 공지된 방법, 절차, 구성요소 및 재료는 상세히 설명되지 않는다.
본원에서 요소 또는 부분이 다른 요소 또는 부분 "상에", "에 대항하여", "에 연결되어" 또는 "에 결합되어" 있는 것으로 지칭되는 경우, 이는 직접적으로 다른 요소 또는 부분 상에, 이에 대항하여, 이에 연결되어 또는 이에 결합될 수 있거나, 또는 개재 요소 또는 부분이 존재할 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 대조적으로, 요소가 다른 요소 또는 부분 "상에 직접적으로", "에 직접적으로 연결되어", 또는 "에 직접적으로 결합되어" 있는 것으로 지칭되는 경우, 개재 요소 또는 부분이 존재하지 않는다. "및/또는"이라는 용어는 사용되는 경우 연관된 열거 항목이라면 그러한 열거 항목 중 하나 이상의 임의 조합 및 모든 조합을 포함한다.
"하부", "밑", "아래", "하위", "위", "상위", "근위", "원위" 등과 같은 공간적으로 상대적인 용어는 다양한 도면에서 도시되는 바와 같이 하나의 요소 또는 특징부의 다른 요소(들) 또는 특징부(들)에 대한 관계를 설명하기 위해서 설명 및/또는 도시의 용이성을 위해 본원에 사용될 수 있다. 그러나, 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 묘사된 배향 이외에 사용 또는 동작시 디바이스의 상이한 배향을 포함하도록 의도된다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 도면에서 디바이스가 뒤집힌 경우, 다른 요소 또는 특징부의 "아래" 또는 "밑"에 있는 것으로 설명된 요소는 다른 요소 또는 특징부 "위"에 배향될 것이다. 따라서, "아래"와 같은 상대적인 공간적 용어는 위 및 아래의 배향 모두를 포함할 수 있다. 디바이스는 다르게 배향될 수 있고(90도 회전 또는 다른 배향), 본원에 사용된 공간적으로 상대적인 설명은 그에 따라 해석되어야 한다.
제1, 제2, 제3 등의 용어는 다양한 요소, 구성요소, 영역, 부분 및/또는 섹션을 설명하기 위해 본원에서 사용될 수 있다. 이들 요소, 구성요소, 영역, 부분 및/또는 섹션은 이들 용어에 의해 제한되지 않아야 한다는 점이 이해되어야 한다. 이들 용어는 단지 하나의 요소, 구성요소, 영역, 부품, 또는 섹션을 다른 영역, 부분 또는 섹션으로부터 구별하기 위해 사용되었다. 따라서, 후술되는 제1 요소, 구성요소, 영역, 부분, 또는 섹션은 본원의 교시 내에서 제2 요소, 구성요소, 영역, 부품, 또는 섹션으로 지칭될 수 있다.
본원에서 사용되는 용어는 특정한 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐이며 제한하고자 함은 아니다. 본원에서 사용될 때, 문맥이 명확히 달리 나타내지 않는 한, 단수 형태는 복수 형태를 포함하도록 의도된다. 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는 언급된 특징부, 완전체(integer), 단계, 동작, 요소 및/또는 구성요소의 존재를 명기하지만, 명확하게 언급되지 않은 하나 이상의 다른 특징부, 완전체, 단계, 동작, 요소, 구성요소 및/또는 그 군의 존재를 배제하지 않는 다는 것이 더 이해되어야 한다. "위치" 또는 "위치설정"이라는 용어는 공간적인 위치 및 각도적인 배향의 양쪽 모두를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하의 설명에서, 개시된 발명이 실시될 수 있는 실시예의 도시인 첨부 도면에 대한 참조가 이루어진다. 그러나, 통상의 기술자는 본 개시내용의 신규성 및 범위 내에서 다른 구조적 및 기능적 변형예를 개발할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
도 1은 일 실시예가 구현될 수 있는 나노임프린트 리소그래피 시스템(100)의 도시이다. 나노임프린트 리소그래피 시스템(100)은 기판(102) 상에 요철 패턴을 형성하는데 사용된다. 기판(102)은 기판 척(104)에 결합될 수 있다. 기판 척(104)은 진공 척, 핀-타입 척, 홈-타입 척, 정전식 척, 전자기식 척, 및/또는 기타 등등일 수 있지만 이에 한정되지 않는다.
기판(102) 및 기판 척(104)은 기판 위치설정 스테이지(106)에 의해 더 지지될 수 있다. 기판 위치설정 스테이지(106)는 x, y, z, θ 및 φ 축 중 하나 이상을 따라 병진 및/또는 회전 운동을 제공할 수 있다. 기판 위치설정 스테이지(106), 기판(102), 및 기판 척(104)은 또한 베이스(도시되지 않음) 상에 위치설정될 수 있다. 기판 위치설정 스테이지는 위치설정 시스템의 일부일 수 있다.
템플릿(108)이 기판(102)으로부터 이격되어 있다. 템플릿(108)은 기판(102)을 향해서 연장되는 (몰드로도 지칭되는) 메사(110)를 갖는 본체를 포함할 수 있다. 메사(110)는 그 위에 패터닝 표면(112)을 가질 수 있다. 대안적으로, 템플릿(108)이 메사(110) 없이 형성될 수 있고, 이러한 경우에 기판(102)에 대면하는 템플릿의 표면은 몰드(110)와 동일하고, 패터닝 표면(112)은 기판(102)에 대면하는 템플릿(108)의 해당 표면이다.
템플릿(108) 및/또는 몰드(110)는 용융-실리카, 석영, 실리콘, 유기 폴리머, 실록산 폴리머, 붕규산염 유리, 플루오로카본 폴리머, 금속, 경화 사파이어 및/또는 기타 등등을 포함하지만 이것으로 제한되지 않는 재료로부터 형성될 수 있다. 패터닝 표면(112)은 복수의 이격된 템플릿 오목부(114) 및/또는 템플릿 돌출부(116)에 의해 형성된 특징부를 포함하지만, 본 발명의 실시예는 이러한 구성으로 한정되지 않는다(예를 들어, 평면형 표면). 패터닝 표면(112)은 기판(102) 상에 형성될 패턴의 기초를 형성하는 패턴을 규정한다. 대안적인 실시예에서, 패터닝 표면(112)은 특징부가 없고, 이 경우에 평면형 표면이 기판 상에 형성된다.
템플릿(108)은 템플릿 척(118)에 결합될 수 있다. 템플릿 척(118)은 진공 척, 핀-타입 척, 홈-타입 척, 정전식 척, 전자기식 척, 및/또는 다른 유사한 척 타입일 수 있지만 이것으로 제한되지 않는다. 템플릿 척(118)은 템플릿(108)에 걸쳐 변하는 응력, 압력, 및/또는 변형을 템플릿(108)에 적용하도록 구성될 수 있다. 템플릿 척(118)은 임프린트 헤드에 결합될 수 있으며, 임프린트 헤드는 다시 템플릿 척(118), 임프린트 헤드, 및 템플릿(108)이 적어도 z 축 방향 및 잠재적으로 다른 방향(x, y, θ, 및 φ 축)으로 이동가능하도록 브리지(120)에 이동가능하게 결합될 수 있다. 위치설정 시스템은 템플릿(108)을 이동시키는 하나 이상의 모터를 포함할 수 있다.
나노임프린트 리소그래피 시스템(100)은 유체 분배기(122)를 더 포함할 수 있다. 유체 분배기(122)는 또한 브리지에 이동 가능하게 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 유체 분배기(122) 및 템플릿 척(120)은 하나 이상의 위치설정 구성요소를 공유한다. 대안적인 실시예에서, 유체 분배기(122) 및 템플릿 척(120)은 서로 독립적으로 이동한다. 유체 분배기(122)는 액체 성형가능 재료(124)(예를 들어, 중합가능 재료)를 패턴으로 기판(102) 상에 퇴적시키기 위해 사용될 수 있다. 추가적인 성형가능 재료(124)가 또한 액적 분배, 스핀-코팅, 딥 코팅, 화학기상증착(CVD), 물리기상증착(PVD), 박막 퇴적, 후막 퇴적, 및/또는 기타 등등과 같은 기술을 이용하여 기판(102) 상에 추가될 수 있다. 액체 성형가능 재료(124)는 설계 고려사항에 따라 원하는 체적이 몰드(112)와 기판(102) 사이에 형성되기 전에 및/또는 그 후에 기판(102) 상으로 분배될 수 있다. 액체 성형가능 재료(124)는 양자 모두 본원에 참조로 통합되는 미국 특허 제7,157,036호 및 미국 특허 제8,076,386호에 설명된 바와 같은 단량체를 포함하는 혼합물을 포함할 수 있다.
다양한 유체 분배기(122)가 액체 성형가능 재료(124)를 분배하기 위해 다양한 기술을 사용할 수 있다. 액체 성형가능 재료(124)가 분출가능한 경우, 잉크젯 타입 분배기가 성형가능 재료를 분배하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 열 잉크 분출, MEMS(microelectromechanical systems) 기반 잉크 분출, 및 압전 잉크 분출이 분출가능 액체를 분배하기 위한 일반적인 기술이다.
나노임프린트 리소그래피 시스템(100)은 노광 경로(128)를 따라 화학 에너지를 지향시키는 에너지 공급원(126)을 더 포함할 수 있다. 임프린트 헤드 및 기판 위치설정 스테이지(106)는 템플릿(108) 및 기판(102)을 노광 경로(128)와 중첩하여 위치설정하도록 구성될 수 있다. 카메라(136)는 마찬가지로 카메라(136)의 촬상 시야가 노광 경로(128)와 중첩하도록 위치설정될 수 있다.
나노임프린트 리소그래피 시스템(100)은, 기판 위치설정 스테이지(106), 임프린트 헤드, 유체 분배기(122), 공급원(126), 및/또는 카메라(136)와 같은 하나 이상의 구성요소 및/또는 서브시스템과 통신하는 하나 이상의 프로세서(132)(제어기)에 의해 조절, 제어 및/또는 지향될 수 있고, 비일시적 컴퓨터 판독 가능 메모리(134) 내에 저장된 컴퓨터 판독가능 프로그램의 명령어에 기초하여 동작할 수 있다. 프로세서(132)는 CPU, MPU, GPU, ASIC, FPGA, DSP, 및 범용 컴퓨터 중 하나 이상일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 프로세서(132)는 특별한 목적으로 만들어진 제어기일 수 있거나, 또는 제어기가 되도록 구성된 범용 컴퓨팅 디바이스일 수 있다. 비일시적 컴퓨터 판독가능 메모리의 예는 RAM, ROM, CD, DVD, 블루-레이, 하드 드라이브, 네트워크형 부착 스토리지(NAS), 인트라넷 연결형 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 디바이스, 및 인터넷 연결형 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 디바이스를 포함하지만 이것으로 제한되지 않는다.
임프린트 헤드, 기판 위치설정 스테이지(106) 중 어느 하나, 또는 양자 모두가 액체 성형가능 재료(124)에 의해 충전되는 원하는 체적을 형성하기 위해 몰드(110)와 기판(102) 사이의 거리를 변경한다. 예를 들어, 몰드(110)가 액체 성형가능 재료(124)와 접촉되도록, 임프린트 헤드가 템플릿(108)에 힘을 적용할 수 있다. 원하는 체적이 액체 성형가능 재료(124)로 충전된 후에, 공급원(126)은 에너지, 예를 들어 화학 방사선(UV)을 생성하여, 액체 성형가능 재료(124)가 기판 표면(130) 및 패터닝 표면(112)의 형상에 일치되도록 경화, 응고, 및/또는 가교 결합되게 하여, 기판(102) 상에 패터닝된 층을 형성한다. 액체 성형가능 재료(124)는 템플릿(108)이 액체 성형가능 재료(124)와 접촉하는 동안 경화되어 기판(102) 상에 패터닝된 층을 형성한다. 따라서, 나노임프린트 리소그래피 시스템(100)은 패터닝 표면(112) 내의 패턴의 반대인 오목부 및 돌출부를 갖는 패터닝된 층을 형성하기 위해 임프린팅 공정을 사용한다.
임프린팅 공정은 기판 표면(130)을 가로질러 퍼져 있는 복수의 임프린트 필드에서 반복적으로 행해질 수 있다. 임프린트 필드 각각은 메사(110)와 동일한 크기이거나 또는 딱 메사(110)의 패턴 영역의 크기일 수 있다. 메사(110)의 패턴 영역은 디바이스의 특징부인 패턴을 기판(102) 상에 임프린트하기 위해 사용되거나 또는 디바이스의 특징부를 형성하기 위해 후속 공정에서 사용되는 패터닝 표면(112)의 영역이다. 메사(110)의 패턴 영역은 압출을 방지하기 위해서 사용되는 유체 제어 특징부를 포함하거나 포함하지 않을 수 있다. 대안적인 실시예에서, 기판(102)은 기판(102)과 동일한 크기인 오직 하나의 임프린트 필드 또는 메사(110)에 의해 패터닝될 기판(102)의 영역을 갖는다. 대안적인 실시예에서, 임프린트 필드는 중첩된다. 임프린트 필드의 일부는 기판(102)의 경계와 교차하는 부분 임프린트 필드일 수 있다.
패터닝된 층은 각각의 임프린트 필드에서 기판 표면(130) 상의 최고 지점 위의 잔류층 두께(RLT)를 갖는 잔류층을 갖도록 형성될 수 있다. 또한, 패터닝된 층은 두께를 갖는 잔류층 위로 연장되는 돌출부와 같은 하나 이상의 특징부를 포함할 수 있다. 이들 돌출부는 메사(110) 내의 오목부(114)와 일치한다.
도 2는 나노임프린트 리소그래피 시스템(100)의 재순환 유체 시스템(138)의 개략 흐름도이다. 도 2는 액체 성형가능 재료(124)가 복수의 도관(139)을 통해 액체 성형가능 재료(124)를 수용하는 저장소(140)로부터 유체 분배기(122)로 유동하고 유체 분배기(122)로부터 저장소(140)로 복귀하는 재순환 유체 시스템(138)의 유동 경로를 개략적으로 도시한다. 재순환 유체 시스템(138)은 유체 분배기(122)로 유체를 밀어내기 위한 제1 펌프(142) 및 유체 분배기(122)로부터 저장소(140)로 유체를 복귀시키기 위한 제2 펌프(144)를 포함한다. 유체 공급 시스템(138)은 유체 분배기(122)의 바로 상류(즉, 유체 분배기(122)를 향해 이동하는 유동 경로 내)의 제1 압력 센서(146) 및 유체 분배기(122)의 바로 하류(즉, 저장소(140)를 향해 이동하는 복귀 유동 경로 내)의 제2 압력 센서(148)를 포함할 수 있다. 유체 분배기(122)의 바로 상류 및 바로 하류의 압력을 측정함으로써, 유체 공급 시스템(138)은 제어기(132)를 통해 유체 분배기(122)에서의 차압을 결정할 수 있다. 차압은 메니스커스 압력과 대략 동등하다. 메니스커스 압력은 유체 분배기(122) 이전의 측정된 유체 압력과 유체 분배기(122) 이후의 측정된 유체 압력 사이의 차이로서 추정될 수 있다. 제1 압력 센서(146) 및 제2 압력 센서(148)로부터 알려진 유체 분배기(122)에서의 차압/메니스커스 압력에 의해, 제어기(132)는 공급과 복귀 사이에서 미리결정된 차압을 그리고 유체 분배기(122)의 면에서 메니스커스 압력을 생성하도록 펌프(142, 144)의 각각의 속도를 제어한다. 유체 분배기(122)의 면에서의 메니스커스 압력의 안정성은 액적 배치와 직접적인 상관관계를 갖는다. 분배기가 나노임프린트 리소그래피 시스템에서의 경우인 1 pl(피코리터) 미만의 체적을 갖는 액적을 분배할 때, 액적 배치 정확도는 메니스커스 압력의 변동이 ±1 mbar를 초과할 때 악화되기 시작할 수 있다. 더 바람직하게는, 적절한 액적 배치 정확도를 달성하기 위해서, 메니스커스 압력의 변동이 ±0.5 mbar 미만인 것이 바람직하다.
제1 및 제2 펌프(142, 144)가 작동될 때, 제1 및 제2 펌프(142, 144)로부터의 맥동은 유체 공급 시스템(138)의 도관(139)을 통해 이동하는 액체 성형가능 재료(124) 내로 도입된다. 도 2에 도시되는 바와 같이, 유체 성형가능 재료(124) 내의 맥동을 감쇠시키기 위해, 나노임프린트 리소그래피 시스템(100)의 유체 공급 시스템(138)은 2개의 맥동 감쇠기(200a, 200b)를 포함할 수 있다. 맥동 감쇠기 중 하나(200a)는 저장소(140)로부터 유체 분배기(122)를 향해 이동하는 액체 성형가능 재료(124)의 유동 경로에 있고, 다른 맥동 감쇠기(200b)는 유체 분배기(122)로부터 저장소(140)로 이동하는 액체 성형가능 재료(124)의 유동 경로에 있다. 맥동 감쇠기(200a, 200b)의 구조 및 기능은 이하에서 상세하게 설명된다.
전술한 분배 동작 동안에, 나노임프린트 리소그래피 시스템(100)은, 유체 공급 시스템(138)을 통해, 액체 성형가능 재료(124)를 저장소(140)로부터 유체 분배기(122)에 제공하고, 분배되지 않은 액체 성형가능 재료(124)를 저장소(140)로 복귀시킨다. 저장소(140)에서 시작하여, 분배 동작 동안, 제1 펌프(142)는 제어기(132)의 제어하에서 미리결정된 체적의 액체 성형가능 재료(124)를 저장소(140)로부터 유체 분배기(122)를 향하는 방향으로 미리결정된 유량(예를 들어, 약 10, 100, 150, 200, 300, 500 또는 600 ml/분)으로 펌핑한다. 전술한 바와 같이, 제1 펌프(142)의 속도는 제1 및 제2 압력 센서(146, 148)에 의해 측정된 차압에 기초하여 제어기(132)에 의해 제어된다. 저장소(140)를 빠져나간 후 제1 펌프(142)로부터의 압력하에서, 액체 성형가능 재료(124)는 필터(150)를 통과한다. 필터(150)는 유체 순환 시스템의 기계적 구성요소(펌프, 밸브 등)에 의해 발생된 입자 및 기포를 제거한다. 펌프 및 밸브와 같은 기계적 구성요소는, 유체가 이들 기계적 구성요소를 통과할 때 기계적 작용에 의해 그들 표면에서 입자가 분리되게 할 수 있기 때문에, 입자의 가장 큰 공급원이다. 다음으로, 필터(150)를 통과한 후에, 액체 성형가능 재료(124)는 제1 맥동 감쇠기(200a)를 통과한다. 맥동 감쇠기(200a)는 액체 성형가능 재료(124)가 맥동 감쇠기(200a)를 통과할 때 액체 성형가능 재료의 체적 내의 맥동을 감쇠시킨다. 제1 맥동 감쇠기(200a)를 빠져나간 후에, 액체 성형가능 재료(124)는 감쇠되었기 때문에, 액체 성형가능 재료(124)는 유체 분배기(122)로 계속 진행되고, 여기서 정밀하게 제어된 양의 액체 성형가능 재료(124)가 분배된다.
분배되지 않은 액체 성형가능 재료(124)의 일부는 제2 펌프(144)에 의해 부여되는 펌핑 작용의 결과로서 유체 복귀 경로를 따라 계속 진행하여 저장소(140)로 복귀한다. 전술한 바와 같이, 복귀 경로는, 제어기가 미리결정된 압력차 및/또는 메니스커스 압력을 유지하도록 제1 펌프(142) 및 제2 펌프(144)를 제어할 수 있도록 압력 정보를 제어기(132)에 지속적으로 제공하는 제2 압력 센서(148)를 포함한다. 제1 및 제2 압력 센서(146, 148)에 의해 제공되는 정보에 기초하여 제어기(132)에 의해 제어되는 제2 펌프(144)로부터의 펌핑 작용하에, 액체 성형가능 재료(124)는 제2 맥동 감쇠기(200b) 내로 진입한다. 제1 맥동 감쇠기(200a)와 마찬가지로, 제2 맥동 감쇠기(200b)는 액체 성형가능 재료(124)가 맥동 감쇠기(200b)를 통과할 때 액체 성형가능 재료의 체적 내의 맥동을 감쇠시킨다. 제2 감쇠기(200b)를 빠져나간 후에, 액체 성형가능 재료(124) 내의 맥동이 감쇠된 상태에서, 액체 성형가능 재료(124)는 저장소(140)로 계속 진행되고, 여기서 액체 성형가능 재료(124)는 이미 저장소에 있는 액체 성형가능 재료(124)와 조합된다. 유동 사이클은 나노임프린트 리소그래피 시스템(100)이 분배 공정에 있는 한 계속된다.
제1 맥동 감쇠기(200a) 및 제2 맥동 감쇠기(200b)에 의한 감쇠의 결과로서, 메니스커스에서의 액체 성형가능 재료(124) 내의 맥동은 ±1.0 mbar, 더 바람직하게는 ±0.5 mbar로 감소된다.
맥동 감쇠기(200a, 200b)를 참조하면, 도 3은 맥동 감쇠기(200a, 200b)의 예시적인 실시예의 사시도이다. 도 4는 맥동 감쇠기(200a, 200b)의 분해도이다. 도 5는 맥동 감쇠기(200a, 200b)의 평면도이다. 도 6은 도 5의 선 6-6을 따라 본 맥동 감쇠기(100)의 단면도이다. 도면에 나타낸 바와 같이, 각각의 맥동 감쇠기(200a, 200b)는 동일한 구조를 가질 수 있다. 즉, 유체 공급 시스템(138)은 2개의 동일한 맥동 감쇠기를 포함한다. 도 3 내지 도 6에 도시되는 바와 같이, 맥동 감쇠기(200a, 200b)는 일반적으로 하우징(202), 다이어프램(204), 및 하나 이상의 개스킷(206a, 206b)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, O-링일 수 있는 제1 개스킷(206a) 및 제2 개스킷(206b)이 포함된다. 개스킷은 플루오로중합체 재료(예를 들어, 퍼플루오로엘라스토머(FFKM), 플루오로엘라스토머(FKM), 팽창된 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE) 등)의 화학적 저항성 재료로 제조될 수 있다. 액체 성형가능 재료(124)가 화학적으로 공격적이지 않은 대안적인 실시예에서, 화학적으로 덜 공격적인 액체 성형가능 재료(124)에 적합한 다른 유형의 엘라스토머가 사용될 수 있다. 하우징(202)은 하위 하우징(202a) 및 상위 하우징(202b)을 포함할 수 있다. 하위 하우징(202a) 및 상위 하우징(202b)은 금속 또는 플라스틱 재료로 제조될 수 있다. 실시예에서, 상위 하우징(202b)은 스테인리스 스틸 또는 그 강성 및 경도로 인해 충분한 밀봉 표면을 생성하는 일부 다른 재료로 제조될 수 있다. 실시예에서, 하위 하우징(202a)은 퍼플루오로알콕시 알칸(PFA) 또는 액체 성형가능 재료(124)를 오염시키지 않을 일부 다른 재료로 제조될 수 있다. 하위 하우징(202a) 및 상위 하우징(202b)은 다이어프램(204)이 하우징(202) 내에 치밀하게 클램핑되고 하나 이상의 개스킷(206a, 206b)에 의해 치밀하게 밀봉되도록 서로 고정될 수 있다. 맥동 감쇠기(200a, 200b)는 클램핑력을 균등하게 분배함으로써 밀봉을 달성하기 위해 고정 부재(205)를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 고정 부재(205)는 다수의 볼트를 갖는 스테인리스 스틸 링일 수 있다.
도 4 및 도 6에 가장 잘 도시되는 바와 같이, 하위 하우징(202a)은 공동(210a)을 형성하는 베이스 부분(208a)을 포함할 수 있다. 하위 하우징(202a)은 베이스 부분(208a)의 상위 부분(209a)의 주연부에 걸쳐 있고 베이스 부분(208a)의 상위 부분(209a)으로부터 외향으로 연장되는 립(212a)을 더 포함할 수 있다. 립(212a)은 공동(210a)의 내부 에지(220a) 및 외부 에지(222a)를 포함할 수 있다. 립(212a)은 립(212a)의 상위 표면(216a) 내로 형성된 홈(214a)을 포함할 수 있다. 홈(214a)은 홈(214a)이 공동(210a)의 내부 표면(218a)에 인접하도록 공동(210a)의 주연부 주위로 연장할 수 있다. 즉, 도 4 및 도 6에 도시되는 바와 같이, 홈(214a)은 립(212a)의 외부 에지(222a)보다 립(212a)의 내부 에지(220a)에 더 가까울 수 있다.
도 4 및 도 6에 가장 잘 도시되는 바와 같이, 립(212a)의 내부 에지(220a) 및 립(212a)의 외부 에지(222a)는 내부 에지(220a)로부터 외부 에지(222a)로 연장하는 영역(224a)을 형성할 수 있다. 즉, 립(212a)은 립(212a)의 폭을 가로질러 연장되는 영역(224a)을 포함한다. 홈(214a)은 이 영역(224a) 내에 형성될 수 있다. 영역(224a)은 하나 이상의 관통 구멍(226a)을 포함할 수 있다. 관통 구멍(226a)은 상위 하우징(202b)이 고정 부재(205)를 통해 하위 하우징(202a)에 치밀하게 고정되게 할 수 있으며, 이는 이하에서 더 상세히 설명된다. 도 4에 가장 잘 도시되는 바와 같이, 복수의 관통 구멍(226a)이 립(212a) 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 2 내지 20개의 관통 구멍, 더 바람직하게는 6 내지 16개의 관통 구멍, 더 바람직하게는 8 내지 16개의 관통 구멍, 더 바람직하게는 10 내지 14개의 관통 구멍이 있을 수 있다. 관통 구멍의 수는 맥동 감쇠기의 크기 및 특정 용례에 의존한다. 예를 들어, 더 작은 맥동 감쇠기는 더 많은 수의 관통 구멍을 갖는 더 큰 맥동 감쇠기에 비해 더 적은 수의 관통 구멍을 가질 수 있다. 따라서, 관통 구멍의 수는 특정한 맥동 감쇠기 및 특정한 용례에 기초하여 최적화될 수 있다.
하위 하우징(202a)은 공동(210a)과 연통하는 입구 포트(228)를 더 포함할 수 있다. 입구 포트(228)는 하우징(202)의 외부의 액체(예를 들어, 액체 성형가능 재료(124))가 입구 유동 라인(예를 들어, 튜브(139))를 통해 액체 공급원(예를 들어, 저장소(140))로부터 공동(210a) 내로 이동하는 방식을 제공한다. 하위 하우징(202a)은 공동(210a)과 연통하는 하나 이상의 출구 포트(230)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 출구 포트(230)는 액체 성형가능 재료(124)가 출구 유동 라인(예를 들어, 튜브(139))을 거쳐 공동(210a)의 내부로부터 하우징(202) 외부의 분배기(122)로 이동하는 방식을 제공한다.
상위 하우징(202b)은 하위 하우징(202a)의 특징부와 대응하는 특징부를 포함할 수 있다. 상위 하우징(202b)은 마찬가지로 공동(210b)(도 6)을 형성하는 베이스 부분(208b)을 포함할 수 있으며, 립(212b)이 베이스 부분(208b)의 하위 부분(209b)의 주연부에 걸쳐 있으며 베이스 부분(208b)의 하위 부분(209b)으로부터 외향으로 연장된다. 립(212b)은 마찬가지로 공동(210b)의 내부 에지(220b) 및 외부 에지(222b)를 포함할 수 있다. 립(212b)은 제2 개스킷(206b)을 수용하기 위해 립(212b)의 하위 표면 내로 형성된 홈(214b)(도 6)을 포함할 수 있다. 홈(214b)은 홈(214b)이 공동(210b)의 내부 표면(218b)에 인접하도록 공동(210b)의 주연부 주위로 연장될 수 있다. 즉, 하위 하우징(202a)과 마찬가지로, 상위 하우징(202b)의 홈(214b)은 립(212b)의 외부 에지(222b)보다 립(212b)의 내부 에지(220b)에 더 가까울 수 있다.
립(212b)의 내부 에지(220b) 및 립(212b)의 외부 에지(222b)는 마찬가지로 내부 에지(220b)로부터 외부 에지(222b)까지 연장되는 영역(224b)을 형성할 수 있다. 즉, 립(212b)은 마찬가지로 립(212b)의 폭인 영역(224b)을 포함한다. 상위 하우징(202b)의 홈은 이 영역(224b)에 형성될 수 있다. 영역(224b)은 하나 이상의 관통 구멍(226b)을 포함할 수 있다. 관통 구멍(226b)은 상위 하우징(202b)이 고정 부재(205)를 통해 하위 하우징(202a)에 치밀하게 고정되게 할 수 있으며, 이는 이하에서 더 상세히 설명될 것이다. 도 4에 도시되는 바와 같이, 복수의 관통 구멍(226b)이 립(212b)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 2 내지 20개의 관통 구멍, 더 바람직하게는 6 내지 16개의 관통 구멍, 더 바람직하게는 8 내지 16개의 관통 구멍, 더 바람직하게는 10 내지 14개의 관통 구멍이 있을 수 있다. 관통 구멍(226b)의 배치 및 수는 관통 구멍(226a)의 배치 및 수에 대응한다. 상위 하우징(202b)은 공동(210b)과 연통하는 입구 포트(232)를 더 포함할 수 있다. 입구 포트(232)는 하우징(202) 외부의 가스가 입구 유동 라인(도시되지 않음)을 통해 가스 공급원으로부터 공동(210b) 내로 이동하는 방식을 제공한다. 맥동 감쇠기(200a, 200b)에 사용하기에 적합한 가스가 이하에서 더 상세히 설명된다. 특히, 상위 하우징(202b) 내에 출구 포트가 존재하지 않는다. 상위 하우징(202b)은 다이어프램(204) 위의 영역의 압력(즉, 후술되는 제2 격실의 압력)을 측정하기 위한 압력 센서(231)를 포함할 수 있다.
다이어프램(204)은 하위 하우징(202a) 및 상위 하우징(202b)의 특징부 중 일부에 대응하는 특징부를 포함할 수 있다. 다이어프램(204)은 마찬가지로 공동(210c)을 형성하는 베이스 부분(208c)을 포함할 수 있으며, 립(212c)이 베이스 부분(208c)의 상위 에지의 주연부에 걸쳐 있고 베이스 부분(208c)의 상위 에지(209c)로부터 외향으로 연장된다. 립(212c)은 마찬가지로 공동(210c)의 내부 에지(220c)와 외부 에지(222c)를 포함할 수 있다. 립(212c)의 내부 에지(220c) 및 립(212c)의 외부 에지(222c)는 마찬가지로 내부 에지(220c)로부터 외부 에지(222c)까지 연장되는 영역(224c)을 형성할 수 있다. 즉, 립(212c)은 마찬가지로 립(212c)의 폭인 영역(224c)을 포함한다. 영역(224c)은 하나 이상의 관통 구멍(226c)(도 4)을 포함할 수 있다. 관통 구멍(226c)은 다이어프램(204)이 상위 하우징(202b)과 하위 하우징(202a) 사이에 치밀하게 고정되게 할 수 있으며, 이는 아래에서 더 상세히 설명될 것이다. 도 4에 도시되는 바와 같이, 복수의 관통 구멍(226c)이 립(212c)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 2 내지 20개의 관통 구멍, 더 바람직하게는 6 내지 16개의 관통 구멍, 더 바람직하게는 8 내지 16개의 관통 구멍, 더 바람직하게는 10 내지 14개의 관통 구멍이 있을 수 있다. 관통 구멍(226c)의 배치 및 수는 관통 구멍(226a, 226b)의 배치 및 개수에 대응한다.
도 4 및 도 6에 가장 잘 도시되는 바와 같이, 고정 부재(205)는 공동(210d)을 형성하는 플레이트(212d)를 포함할 수 있다. 플레이트(212d)는 크기 및 형상이 하위 하우징(202a), 상위 하우징(202b), 및 다이어프램(204)의 립(212a, 212b, 212c)에 대응할 수 있다. 즉, 플레이트(212d)는 마찬가지로 공동(210d)의 내부 에지(220d) 및 외부 에지(222d)를 포함할 수 있다. 플레이트(212d)의 내부 에지(220d) 및 플레이트(212d)의 외부 에지(222d)는 마찬가지로 내부 에지(220d)로부터 외부 에지(222d)까지 연장되는 영역(224d)을 형성할 수 있다. 즉, 플레이트(212d)는 마찬가지로 플레이트(212d)의 폭인 영역(224d)을 포함한다. 영역(224d)은 하나 이상의 관통 구멍(226d)을 포함할 수 있다. 복수의 관통 구멍(226d)이 플레이트(212d)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 2 내지 20개의 관통 구멍, 더 바람직하게는 6 내지 16개의 관통 구멍, 더 바람직하게는 8 내지 16개의 관통 구멍, 더 바람직하게는 10 내지 14개의 관통 구멍이 있을 수 있다. 관통 구멍(226d)의 배치 및 수는 관통 구멍(226a, 226b, 226c)의 배치 및 수에 대응한다. 고정 부재(205)는 모든 정렬된 구멍(226a, 226b, 226c, 226d)을 통과하는 복수의 체결구(234)를 더 포함할 수 있다. 체결구(234)는 볼트(너트에 의해 고정됨), 나사 등일 수 있다. 구멍은 체결구를 수용하기 위해 필요에 따라 나사산이 형성될 수 있다. 본 기술분야에 공지된 임의의 적합한 체결구가 사용될 수 있다.
도 6에 도시되는 바와 같이, 맥동 감쇠기(200, 200b)는 상부로부터 저부까지, 구성요소가 상위 하우징(202b), 제1 개스킷(206a), 다이어프램(204), 제2 개스킷(206b), 하위 하우징(202a), 및 고정 부재(205)가 되도록 조립될 수 있다. 더 구체적으로, 제1 개스킷(206a)은 제1 개스킷(206a)이 상위 하우징(202b)의 립(212b)과 물리적으로 접촉하도록 상위 하우징(202b)의 립(212b)의 홈(214b) 내에 위치설정될 수 있다. 다이어프램(204)은 제1 개스킷(106a)이 다이어프램(204)의 립(212c)과 물리적으로 접촉하도록 위치설정될 수 있다. 또한, 다이어프램(204)은, 다이어프램(204)의 관통 구멍(226c)이 상위 하우징(202b)의 관통 구멍(226b)과 정렬되도록 위치설정될 수 있다. 이러한 방식으로, 다이어프램(204)의 립(212c)의 상위 표면(216c)(즉, 상위 하우징(202b)에 대면하는 립(212c)의 표면)은 상위 하우징(202b)의 립(212b)의 하측 표면과 물리적으로 접촉한다. 마찬가지로, 제2 개스킷(206b)은 개스킷(206b)이 하위 하우징(202a)의 립(212a)과 물리적으로 접촉하도록 하위 하우징(202a)의 립(212a)의 홈 내에 위치설정될 수 있다. 다이어프램(204)은 제2 개스킷(206b)이 다이어프램(204)의 립(212b)과 물리적으로 접촉하도록 위치설정될 수 있다. 또한, 다이어프램(204)은, 다이어프램(204)의 관통 구멍(226c)이 하위 하우징(102a)의 관통 구멍(226a)과 정렬되도록 위치설정될 수 있다. 고정 부재(205)는 고정 부재(205)의 관통 구멍(226d)이 하위 하우징(202a)의 관통 구멍(226c)과 정렬되도록 위치설정될 수 있다.
상기 배열에 의해, 다이어프램(204)의 립(212c)의 하측 표면(즉, 하위 하우징(202a)과 대면하는 립(212c)의 표면)은 하위 하우징(202a)의 립(212a)의 상위 표면(216a)과 물리적으로 접촉한다. 하위 하우징(202a)의 립(212a)의 하측 표면(즉, 고정 부재(205)에 대면하는 립(212a)의 표면)은 고정 부재(205)의 상위 표면(216d)과 물리적으로 접촉한다. 또한, 이러한 배열에 의해, 하위 하우징(202a)의 관통 구멍(226a)은 상위 하우징(202b)의 관통 구멍(226b)과 정렬된다. 즉, 하위 하우징의 관통 구멍(226a)의 각각은 상위 하우징(202b)의 대응하는 관통 구멍(226b) 및 또한 다이어프램(204)의 대응하는 관통 구멍(226c) 및 고정 기구(205)의 대응하는 관통 구멍(226d)과 정렬된다. 모든 관통 구멍(226a, 226c, 226d)이 정렬되면, 체결구(234)는 하위 하우징(202a)과 상위 하우징(202b) 사이에 다이어프램(204)을 치밀하게 고정하기 위해 정렬된 관통 구멍(226a, 226b, 226c, 226d)을 통해 삽입될 수 있다. 즉, 이러한 배열에 의해, 다이어프램(204)은 하위 하우징(202a)과 상위 하우징(202b) 사이에 치밀하게 개재될 수 있고, 제1 개스킷(206a) 및 제2 개스킷(206b)은 다이어프램(204)의 각 측부에서 사이에 유체 밀봉을 제공한다. 따라서, 일단 하위 하우징(202a), 다이어프램(204), 및 상위 하우징(202b)이 고정 부재(205)를 통해 함께 치밀하게 고정되면, 다이어프램(204)과 하위 하우징(202a) 사이에(제2 개스킷(206b)을 통해) 유밀(fluid tight) 밀봉이 그리고 또한 다이어프램(204)과 상위 하우징(202a) 사이에(제1 개스킷(206a)을 통해) 유밀 밀봉이 존재하게 된다.
맥동 감쇠기(200a, 200b)의 구성요소의 전술한 구조적 배열에 의해, 다이어프램(204)은 하우징(202)을 제1 격실(236) 및 제2 격실(238)로 분할하고, 제1 격실(236)은 제2 격실(238)로부터 밀봉된다. 액체 성형가능 재료(124)가 제1 격실(236)을 충전할 때, 다이어프램(204)이 하위 하우징 베이스 부분(208a)의 저부로부터 상승됨에 따라 제1 격실의 체적은 증가하고 제2 격실(238)의 체적은 감소한다. 하위 하우징 베이스 부분(208a)은 액체를 위한 입구 포트(228) 및 액체를 위한 출구 포트(230) 위에 가드를 포함할 수 있으며, 이는 다이어프램(204)이 하위 하우징 베이스 부분(208a)에 대해 밀봉되는 것을 방지할 수 있다. 제1 격실 내의 가스의 압력은 다이어프램(204)이 하위 하우징(202a)의 저부 표면 또는 상위 하우징(202b)의 상부 표면과 접촉하지 않도록 한다. 즉, 제1 격실(236)은 다이어프램(204)의 하측/외측 표면 및 하위 하우징(202a)의 내부 표면(218a)(즉, 도 6의 다이어프램(204) 아래의 영역)에 의해 형성되는 공간이며, 한편 제2 격실(238)은 상위 하우징(202b)의 하측/내부 표면(218b) 및 다이어프램(204)의 상측/내부 표면(즉, 도 6의 다이어프램(204) 위의 영역)에 의해 형성되는 공간이다. 도 6에 가장 잘 도시되는 바와 같이, 다이어프램(204)의 베이스 부분(208c)은 하위 하우징(202a)의 저부를 향해 하향으로 연장되기 때문에, 제1 격실(236)은 제2 격실(238)이 가스로 새로 충전되었을 때 제2 격실(238)보다 상당히 작은 체적을 갖는다. 예를 들어, 제2 격실(238) 대 제1 격실(236)의 체적의 비는 제2 격실(238)이 가스로 새롭게 충전될 때 100:1에서 시작할 수 있다. 그러나, 수개월(예를 들어, 2개월 초과) 후에, 제2 격실(238) 대 제1 격실(236)의 체적의 비는 결국 다이어프램을 통해 더 많은 가스가 전달됨에 따라 1:100만큼 낮아질 수 있다. 제2 격실이 가스로 재충전될 때, 제2 격실(238) 대 제1 격실(236)의 체적의 비는 100:1의 비율로 복귀할 것이다.
제1 격실(236)은 액체 성형가능 재료(124)가 제1 격실(236) 내부로 그리고 외부로 유동함에 따라 액체 성형가능 재료를 수용할 수 있으며, 한편 제2 격실(238)은 후술하는 적어도 하나의 가스를 수용할 수 있다. 액체 성형가능 재료(124)는 입구 포트(228)를 통해 제1 격실(236)에 진입할 수 있고 출구 포트(230)를 통해 제1 격실(236)로부터 배출될 수 있다. 동작 시에, 전술한 바와 같이, 액체 성형가능 재료(124)는 제1 및 제2 펌프(142, 144)의 영향하에서 제1 격실(236) 내로 그리고 그 외부로 연속적으로 유동할 수 있다. 적어도 하나의 가스는 감쇠기의 작동 전에 입구 포트(232)를 통해 제2 격실(238) 내로 충전될 수 있다. 그 후 입구 포트(232)는 적어도 하나의 가스가 제2 격실(238) 내에 보유되도록 폐쇄될 수 있다. 즉, 동작 동안에, 액체 성형가능 재료(124)가 제1 격실(236) 내로 그리고 그 외부로 연속적으로 공급되는 동안, 적어도 하나의 가스는 제2 격실(238) 내로 연속적으로 공급되지 않는다. 이하에서 더 상세히 논의되는 바와 같이, "적어도 하나의 가스"는 정확히 하나의 가스가 제2 격실(238) 내로 도입되는 실시예 및 또한 가스의 혼합물이 제2 격실(238) 내로 도입되는 실시예를 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
액체 성형가능 재료(124)가 제1 격실(236)을 통과할 때, 액체 성형가능 재료(124) 내에 존재하는 맥동이 감쇠된다. 감쇠는 제2 격실(238) 내에 포함된 가스의 압축에 의해 발생한다. 액체 성형가능 재료(124)는 압축불가능하고 가스는 압축가능하기 때문에, 제2 격실(238)만이 맥동을 흡수할 것이다. 일 실시예에서, 제2 격실(238)은 제1 격실(236) 내의 액체 성형가능 재료(124)의 압력 미만의 압력에서 가스로 충전된다. 일 실시예에서, 제2 격실(238)은 초기에 제1 격실(236) 내의 액체 성형가능 재료(124)의 압력의 80%인 압력에서 가스로 충전된다. 일 실시예에서, 제2 격실(238)은 초기에 제1 격실(236) 내의 액체 성형가능 재료(124)의 압력의 30%인 압력에서 가스로 충전된다. 예를 들어, 가스는 17 내지 18 psi 절대 압력의 압력까지 제2 격실(238) 내에 충전될 수 있다. 제2 격실(238) 내의 가스의 압력은 초기에 대기압보다 높을 수 있다. 시간이 지남에 따라(즉, 수 개월), 가스는 제2 격실(238)로부터 누출될 것이고, 감쇠기의 성능은 다이어프램이 하우징에 달라붙을 때까지 점진적으로 저하될 것이며, 이 지점에서 감쇠기는 더 이상의 액체 성형가능 재료(124) 내의 맥동을 감쇠시키는 기능을 하지 않을 것이다. 바람직한 실시예에서, 감쇠기가 더 이상 액체 성형가능 재료(124) 내의 맥동을 감쇠시킬 수 없기 전에 제2 격실(238) 내의 가스는 재충전된다.
다이어프램의 조성 및 적어도 하나의 가스의 조성은, 다이어프램(204)을 통한 적어도 하나의 가스의 가스 투과율(GTR)이 0 mbar*L/초 내지 1*10-5 mbar*L/초, 1*10-15 mbar*L/초 내지 1*10-6 mbar*L/초, 또는 1*10-12 mbar*L/초 내지 1*10-7 mbar*L/초, 1*10-10 mbar*L/초 내지 1*10-8 mbar*L/초가 되도록 선택될 수 있다. 다른 실시예에서, GTR은 1.5*10-6 mbar*L/초 내지 1*10-5 mbar*L/초일 수 있다. 예를 들어, 일 예시적인 양태에서, 다이어프램(204)을 통한 적어도 하나의 가스의 GTR은 1*10-5 mbar*L/초이다. 본원에서 사용되는 "가스 투과율"이라는 용어는 단위 시간에 다이어프램의 한 단위의 평행한 표면을 통과하는 가스의 양을 의미한다. 다이어프램을 통한 적어도 하나의 가스의 GTR을 결정하기 위한 바람직한 방법은 다음과 같다. 먼저, 다이어프램(204)이 노출되도록 맥동 감쇠기(200)의 베이스 부분(208a)의 중심에서 1" × 1" 섹션이 제거된다. 다이어프램의 두께는 막의 중심에서 마이크로미터를 사용하여 측정될 수 있다. 다음으로, 맥동 감쇠기의 모든 구성요소를 초순수 물로 3분 동안 헹구고, 반도체 등급 이소프로필 알코올로 건조시킨다. 초순수는 15 MΩ*cm 이상의 비저항을 가져야 한다. 그 후, 제2 격실(238)은 11.7 psi의 절대 압력으로 배기된다. 다이어프램(204)은 가요성이기 때문에, 다이어프램은 배기 단계 동안에 붕괴될 것이고, 따라서 제2 격실(238)로부터 대부분의 공기(즉, 99% 이상)를 배기한다. 다음으로, 제2 격실(238)은 17.7 psi 절대 압력의 압력까지 가스 또는 가스 혼합물로 충전된다. 제2 격실(238) 내의 가스의 체적은 가스 또는 가스의 혼합물이 대략 99% 이상일 것이고, 제2 격실(238)의 나머지 체적은 공기이다. 그 후, 가스-고유 누출 검출기를 사용하여 가스 또는 가스의 혼합물이 다이어프램 이외의 임의의 영역으로부터 누출되지 않음을 확인한다. 다음으로, 가스 또는 가스의 혼합물의 누출을 가스-고유 누출 검출기를 이용하여 1" × 1" 섹션에서 측정한다. 가스-고유 누출 검출기는 특정 관심 가스를 검출하도록 구성된 본 기술분야에 공지된 임의의 적합한 검출기일 수 있다. 예를 들어, 가스-고유 누출 검출기는 핵 자기 공명(NMR) 분광법, 중공 음극 램프 분광법, 적외선 또는 자외선(UV) 분광법, 열 전도도, 전기화학, 광이온화 등의 방식일 수 있다. 디바이스는 5×10-7 L* mbar/초의 최소 가스 검출을 가져야 한다. 시험 동안의 환경 조건은 23℃, 14.7 psi 절대 대기압 및 50% 상대 습도이다. 가스의 혼합물이 사용되는 경우, 각각의 가스를 동시에 측정할 수 있는 검출기가 사용될 수 있거나, 다수의 가스 검출기가 사용될 수 있고, 여기서 각각의 가스 검출기는 특정 가스를 검출한다. 측정된 누출은 GTR 값을 알려준다.
상기 조건하에서 시험되는 GTR은, 맥동 감쇠기가 위에 열거된 GTR 값을 만족시키기 위해서 분배 시스템에서 사용될 때 이들 조건하에서 동작되어야 하는 것을 의미하는 것은 아니라는 것이 이해되어야 한다. 그보다는, 위에 열거된 상기 기재된 절차하에서 시험되는 경우, 가스 및 다이어프램의 특정한 조합이 다이어프램의 특정한 두께, 특정한 동작 온도, 특정한 동작 압력, 특정한 상대 습도 등에 관계없이 위에서 열거된 GTR 값을 제공한다면, 위에서 열거된 GTR 값이 만족되는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 특정 분배 시스템에서 사용되는 특정 맥동 감쇠기는 다이어프램과 조합되는 가스를 포함할 수 있고, 30℃, 16 psi, 75% 상대 습도 등에서 동작할 수 있다. GTR은 이들 조건하에서 위에 제공된 GTR 값 밖에 있을 수 있다. 그러나, 전술한 시험 절차를 따라 동일한 다이어프램을 통해 동일한 가스의 GTR을 시험하고, GTR이 위에 제공된 GTR 값 내에 속하는 것으로 밝혀진다면, 위에 열거된 GTR 값은 그럼에도 불구하고 만족된다. 즉, 이러한 가설적인 예에서, 맥동 감쇠기는 분배 시스템에서 사용될 때 상이한 GTR을 가짐에도 불구하고 상기 GTR 값을 여전히 만족시킬 것이다.
위에서 제공된 GTR을 갖는 맥동 감쇠기는, 특히 맥동 감쇠기가 제1 격실(236)을 통해 이동하는 액체 성형가능 재료(124)의 압력의 변동을 감쇠시키기 위해 나노임프린트 리소그래피 시스템(100)에서 사용될 때, 종래의 맥동 감쇠기에 비해 뚜렷한 이점을 제공한다. 맥동 감쇠기(200a, 200b)를 사용하여 나노임프린트 리소그래피 시스템(100)에 의해 인쇄할 때, 맥동 감쇠기는 액체 성형가능 재료(124)의 메니스커스 압력의 변동을 ±1 mbar 미만, 더 바람직하게는 ±0.5 mbar 미만으로 제한하는 것이 바람직하다. 맥동 감쇠기가 다이어프램을 통해 너무 많은 가스를 손실하는 경우, 맥동 감쇠기는 더 이상 액체 성형가능 재료 내의 압력 변동을 ±1 mbar 미만 또는 더 바람직하게는 ±0.5 mbar 미만으로 유지하도록 동작할 수 없다. 이는, 가스가 제2 격실(238)을 빠져나감에 따라, 감쇠 공정을 수행하기 위한 가스가 제2 격실(238) 내에 더 이상 존재하지 않을 때까지 감쇠 능력이 저하되기 때문에 발생한다. 다이어프램은 결국 상위 하우징의 내부 표면과 접촉할 것이고 강성 체적으로서 작용할 것이다. 따라서, 가스가 하우징을 빠져나감에 따라, 다이어프램이 상위 하우징과 접촉한 후에 감쇠기가 더 이상 완전히 기능할 수 없을 때까지 감쇠 능력은 계속 저하된다. 전술한 바와 같이, 맥동 감쇠기가 압력 변동을 ±1 mbar 미만 또는 더 바람직하게는 ±0.5 mbar 미만으로 제한할 수 없다면, 나노임프린트 리소그래피 시스템에서의 액적의 배치 정확도(예를 들어, 액적의 체적이 1 피코리터 미만인 경우)는 허용가능한 성능 레벨을 초과하여 악화된다. 위에 열거된 GTR 값에 의해, 가스는 매우 천천히 다이어프램(204)을 통과한다. 즉, 가스는 제2 격실(238) 내에 고도로 보유된다. 시간이 지남에 따라, 가스는 불가피하게 다이어프램을 통과할 것이다. 그러나, 다이어프램을 통한 가스의 GTR이 훨씬 더 높은 맥동 감쇠기와 비교하면, 가스는 훨씬 더 낮은 속도로 다이어프램을 통과할 것이다. 예를 들어, 1*10-5 mbar*L/초 초과의 GTR을 갖는 맥동 감쇠기에서, 특히 맥동 감쇠기가 나노임프린트 리소그래피 시스템에서 사용될 때, 격실 내로 가스를 충전하고 나서 1개월 내에 가스의 임계량이 다이어프램을 통과할 것이다. 일단 가스의 임계량이 다이어프램을 통과하면, 맥동 감쇠기는 더 이상 ±1 mbar 미만 또는 더 바람직하게는 ±0.5 mbar 미만으로 유체 내의 메니스커스 압력 변동을 제한할 수 없다. 즉, 나노임프린트 리소그래피 시스템의 조작자는 맥동 감쇠기가 계속해서 적절히 기능하도록 하기 위해 격실을 한 달마다 새로운 가스로 재충전해야 할 것이다. 그러나, 다이어프램을 통한 가스의 위에 열거된 GTR 값에서, 맥동 감쇠기는 2개월 이상, 심지어 최대 1년 또는 2년 동안 제1 격실을 통해 이동하는 액체 성형가능 재료(124)의 압력의 변동을 ±1 mbar 미만 또는 더 바람직하게는 ±0.5 mbar 미만으로 억제하도록 계속해서 기능할 수 있다. 따라서, 감소된 GTR은 조작자가 제2 격실(138) 내의 가스를 보충할 필요가 있기 전에 시간 양의 2배 이상 동안 나노임프린트 리소그래피 시스템(100)을 동작시키고 적절한 액적 배치 정확도를 유지하도록 허용한다.
다이어프램(204)을 통한 적어도 하나의 가스의 전술한 GTR 값은 서로 조합되어 사용될 다이어프램의 적절한 조성 및 가스의 적절한 조성을 선택함으로써 달성될 수 있다. 즉, 다이어프램(204)을 통한 가스의 통과는 다이어프램의 조성 및 가스의 조성 모두에 의존한다.
적어도 하나의 가스는 바람직하게는 0.36 nm 이상, 더 바람직하게는 0.38 nm 이상, 더 바람직하게는 0.40 nm 이상, 더 바람직하게는 0.45 nm 이상, 더 바람직하게는 0.50 nm 이상의 운동학적 직경을 갖는다. 운동학적 직경에 대한 상한은 이들 범위 각각에 대해 0.60 nm일 수 있다. 예를 들어, 가스는 하나의 예시적 실시예에서 0.396 nm의 운동학적 직경을 가질 수 있거나 또는 다른 예시적 실시예에서 0.55 nm의 운동학적 직경을 가질 수 있다. 적어도 하나의 가스가 복수의 가스인 경우(즉, 적어도 하나의 가스가 가스의 혼합물임), 각각의 가스의 운동학적 직경은 위에서 언급된 운동학적 직경을 가질 수 있다. 가스는 바람직하게는 가스의 GTR에 직접 영향을 미치지 않는 다른 특성을 갖는다. 가스는 바람직하게는 불활성이다. 가스는 바람직하게는 맥동 감쇠기를 통과하는 액체 성형가능 재료의 조성과 상호작용하거나 또는 그를 변경하지 않는다. 가스는 바람직하게는 상위 및 하위 하우징 및 개스킷을 포함하는 맥동 감쇠기의 구성요소의 조성과 반응하거나 또는 그를 변경하지 않는다. 가스는 바람직하게는 불연성이며 질식성이 아니다. 일부 경우에, 환경적 관심사가 관련될 때 가스가 온실 가스가 아닌 것이 바람직하다.
적어도 하나의 가스는 크세논(Xe), 황 헥사플루오라이드(SF6), 질소(N2), 일산화탄소(CO), 메탄(CH4), 에틸렌(C2H4), 프로판(C3H8), n-부탄(C4H10), 디플루오로디클로로메탄(CF2Cl2), 프로펜(C3H6), 테트라플루오로메탄(CF4), i-부탄(C4H10), 크립톤(Kr), 벤자인(C6H6), 사염화탄소(CCl4), 옥타플루오로프로판(C3F8), 벤젠(C6H6), 및 이들의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택될 수 있다. 적어도 하나의 가스는 더 바람직하게는 Xe, SF6, N2 및 이들의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된다.
제2 격실(238)은 위에서 언급된 가스 중 정확히 하나 또는 상기 가스의 임의의 혼합물을 포함할 수 있다. 즉, "적어도 하나의 가스"라는 용어는 정확히 하나의 가스가 사용될 수 있지만, 가스의 임의의 조합이 또한 사용될 수 있음을 의미한다. 제2 격실(238)의 총 이용가능 체적에 기초하여, 제2 격실(238) 내의 가스의 함량은 적어도 10 체적%의 가스 또는 가스의 혼합물, 더 바람직하게는 적어도 30 체적%의 가스 또는 가스의 혼합물, 더 바람직하게는 적어도 50 체적%의 가스 또는 가스의 혼합물, 더 바람직하게는 적어도 75 체적%의 가스 또는 가스의 혼합물, 더 바람직하게는 적어도 90 체적%의 가스 또는 가스의 혼합물, 더 바람직하게는 적어도 95 체적%의 가스 또는 가스의 혼합물, 더 바람직하게는 적어도 99 체적%의 가스 또는 가스의 혼합물, 및 더 바람직하게는 100 체적%(또는 가능한 근접)의 가스 또는 가스의 혼합물일 수 있다. 가스가 제2 격실(238)의 체적의 100% 이하를 차지할 때, 제2 격실(238)의 나머지 체적은 공기일 수 있다.
하나의 예시적인 양태에서, 제2 격실(238)의 총 체적의 적어도 10 체적%가 Xe일 수 있고, 더 바람직하게는 제2 격실(238)의 총 체적의 적어도 30 체적%가 Xe일 수 있고, 더 바람직하게는 제2 격실(238)의 총 체적의 적어도 50 체적%가 Xe일 수 있고, 더 바람직하게는 제2 격실(238)의 총 체적의 적어도 75 체적%가 Xe일 수 있고, 더 바람직하게는 제2 격실(238)의 총 체적의 적어도 90 체적%가 Xe일 수 있고, 더 바람직하게는 제2 격실(238)의 총 체적의 적어도 95 체적%가 Xe일 수 있고, 더 바람직하게는 제2 격실(238)의 총 체적의 적어도 99 체적%가 Xe일 수 있으며, 더 바람직하게는 제2 격실(238)의 총 체적의 100 체적%(또는 가능한 근접)가 Xe일 수 있다. 이러한 예들 각각에 대한 제2 격실(238) 내의 나머지 체적은 전술한 가스의 임의의 다른 가스 또는 전술한 가스의 임의의 혼합물일 수 있다. 예를 들어, 나머지 체적의 가스는 N2일 수 있다. 다른 양태에서, 나머지 체적은 공기일 수 있다.
다른 예시적인 양태에서, 제2 격실(238)의 총 체적의 적어도 10 체적%가 SF6일 수 있고, 더 바람직하게는 제2 격실(238)의 총 체적의 적어도 30 체적%가 SF6일 수 있고, 더 바람직하게는 제2 격실(238)의 총 체적의 적어도 50 체적%가 SF6일 수 있고, 더 바람직하게는 제2 격실(238)의 총 체적의 적어도 75 체적%가 SF6일 수 있고, 더 바람직하게는 제2 격실(238)의 총 체적의 적어도 90 체적%가 SF6일 수 있고, 더 바람직하게는 제2 격실(238)의 총 체적의 적어도 95 체적%가 SF6일 수 있고, 더 바람직하게는 제2 격실(238)의 총 체적의 적어도 99 체적%가 SF6일 수 있으며, 더 바람직하게는 제2 격실(238)의 총 체적의 100 체적%(또는 가능한 근접)가 SF6일 수 있다. 이러한 예들 각각에 대한 제2 격실(238) 내의 나머지 체적은 전술한 가스의 임의의 다른 가스 또는 전술한 가스의 임의의 혼합물일 수 있다. 예를 들어, 나머지 체적의 가스는 N2일 수 있다. 다른 양태에서, 나머지 체적은 공기일 수 있다.
하나의 예시적인 양태에서, 제2 격실(238)의 총 체적의 적어도 90 체적%가 N2일 수 있고, 더 바람직하게는 제2 격실(238)의 총 체적의 적어도 95 체적%가 N2일 수 있고, 더 바람직하게는 제2 격실(238)의 총 체적의 적어도 98 체적%가 N2일 수 있고, 더 바람직하게는 제2 격실(238)의 총 체적의 적어도 99 체적%가 N2일 수 있으며, 더 바람직하게는 제2 격실(238)의 총 체적의 100 체적%(또는 가능한 근접)가 N2일 수 있다. 이러한 예들 각각에 대한 제2 격실(238) 내의 나머지 체적은 전술한 가스의 임의의 다른 가스 또는 전술한 가스의 임의의 혼합물일 수 있다. 예를 들어, 나머지 체적의 가스는 공기일 수 있다.
가스의 혼합물이 사용되는 경우, 위에서 제공된 GTR 값은 가스의 전체 혼합물을 기재하는 것으로 이해되어야 한다. 특히, 가스의 혼합물의 GTR 값은 혼합물의 각각의 개별 가스의 체적 가중 평균을 나타낸다. 예를 들어, 적어도 하나의 가스가 50% Xe, 25% SF6 및 25% N2의 혼합물인 경우, 전체 혼합물의 GTR 값은 혼합물의 개별 가스의 상대적인 체적에 기초한 개별 가스 각각의 GTR의 가중 평균이다(즉, 이 예에서, 평균 GTR을 결정할 때, Xe의 GTR은 0.5의 인수로 가중될 것이고, SF6의 GTR은 0.25의 인수로 가중될 것이며, N2의 GTR은 0.25의 인수로 가중될 것이다). 따라서, 위에 제공된 GTR 값은 개별 가스 및 가스의 혼합물 모두를 나타낸다.
제2 격실(238)을 적어도 하나의 가스로 충전할 때, 제2 격실은 제2 격실(238)을 충전하기 전에 먼저 배기될 수 있다. 제2 격실(238)을 배기한 후에, 적어도 하나의 가스가 제2 챔버(238) 내로 충전될 수 있다. 배기 압력 및 가스 충전 압력은 제2 격실(238)의 가스의 원하는 압력 및 양을 달성하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 제2 격실(238)은 11.7 psi의 절대 압력으로 배기될 수 있으며, 가스는 제2 격실의 가스의 99% 이상의 체적을 달성하기 위해 17.7 psi의 절대 압력으로 충전될 수 있다.
다이어프램(204)은, 다이어프램(204)이 가스와 조합하여 사용될 때, 조합이 다이어프램을 통한 가스의 위에서 열거된 GTR을 초래하도록 하는 조성을 가질 수 있다. 특히, 다이어프램은 적어도 하나의 플루오로중합체 층을 포함할 수 있다. 즉, 다이어프램(204)은 층들 중 적어도 하나가 플루오로중합체로 이루어질 수 있는/포함할 수 있는 다층 구조를 포함할 수 있다. 다층 구조는 층들 중 하나 또는 모두가 플루오로중합체로 이루어지는/포함하는 복수의 층(예를 들어, 2, 3, 4 등 또는 그 이상의 층)을 포함할 수 있다. 다른 양태에서, "적어도 하나의" 플루오로중합체 층은 다이어프램(204)의 유일한 층일 수 있다. 즉, "적어도 하나"는 정확히 하나의 층을 포함한다는 것을 이해해야 한다. 즉, 다이어프램(204)은 본질적으로 플루오로중합체를 포함하거나 또는 플루오로중합체를 포함하는 단일의 균일하게 성형된 구조로 이루어질 수 있다.
플루오로중합체는 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리비닐 플루오라이드(PVF), 플루오린화 에틸렌 프로필렌(FEP), 퍼플루오로알콕시(PFA), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE), 및 이들의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택될 수 있다. 더 바람직하게는, 플루오로중합체는 PVDF, PFA, PTF, PCTFE 및 이들의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택될 수 있다. 하나의 예시적인 양태에서, 플루오로중합체는 PVDF이다.
다이어프램의 조성은 또한 재료가 이하의 금속 이온 청정도 시험 방법하에서 2십억분율(ppb) 미만의 금속 이온 청정도를 갖도록 선택될 수 있다. 균일한 두께를 갖는 1 인치 × 1 인치 샘플의 재료가 준비된다. 샘플을 3분 동안 초순수 물(0.1 중량ppb의 음이온 불순물 레벨의 최대 개별 금속 또는 18 메그옴*cm 이상의 비저항을 갖는 물)로 헹구었다. 200 ml의 내부 체적을 각각 갖는 PFA로 제조된 대조 용기(control container) 및 PFA로 제조된 시험 용기를 얻었다. 샘플을 시험 용기에 넣는다. 시험 용기 및 대조 용기는 모두 200 ml의 1% 질산으로 충전되고, 나머지는 초순수 물이다. 샘플을 완전히 담근다. 샘플을 23℃, 14.7 psi 절대 압력 및 50% 상대 습도에서 1시간 동안 침지시킨다. 50 ml의 유체를 각각의 시험 용기 및 대조 용기로부터 추출한다. 추출된 유체는 유도 결합 플라즈마 질량 분석법(ICP-MS) 분석을 사용하여 유체 내에 함유된 Al, Ca, Cr, Cu, Fe, Pb, Li, Mg, Mn, Ni, K, Na, Sn 또는 Zn 이온에 대해 각각 시험된다. 대조 샘플은 시험의 정확도를 확인하기 위해 사용된다. 샘플 유체가 2 ppb 미만의 이온을 함유하는 경우, 재료는 만족스러운 금속 이온 청정도를 갖는다.
위에 열거된 플루오로중합체는 위에 열거된 가스와 조합되어 사용될 때 위에 열거된 GTR 값을 제공한다. 그러나, 가스 투과에 대한 장애물을 추가함으로써 다른 재료가 다이어프램에 사용될 수 있다. 재료를 통한 가스 투과를 감소시키는 하나의 예시적인 옵션은 금속화이다. 금속화는 금속의 박막(예를 들어, 100 내지 250 옹스트롬 두께)이 다른 재료 상에 퇴적되는 본 기술분야에 공지된 방법이다. 이 경우에, 위에 열거된 가스와 조합되어 사용될 때 위에 열거된 GTR을 달리 제공하지 않을 재료는 그럼에도 불구하고 금속화된 후에 위에 열거된 GTR을 제공할 수 있다. 금속은 알루미늄, 니켈 및 크롬을 포함하는 군으로부터 선택될 수 있다. 바람직하게는, 금속은 알루미늄이다. 퇴적된 금속층의 두께는 100 내지 250 옹스트롬일 수 있다. 금속층은 다이어프램의 표면 상에 퇴적될 수 있다. 일 예시적인 실시예에서, 상위 하우징에 대면하는 다이어프램의 표면(예를 들어, 가스에 대면하는 다이어프램의 표면)만이 금속화될 수 있다. 이 경우, 금속이 제1 격실을 통해 유동하는 액체 성형가능 재료와 접촉할 것이기 때문에, 하위 하우징에 대면하는 다이어프램의 표면은 금속화되지 않는다. 이러한 배열은 금속과 액체 사이의 잠재적인 반응을 회피한다. 그러나, 하위 하우징에 대면하는 다이어프램의 표면은, 금속이 액체 성형가능 재료와 비반응성일 경우 금속화될 수 있다. 다이어프램의 표면이 금속화될 때, 다이어프램의 재료는 PVDF, PVF, FEP, PFA, PTFE, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 나일론, 및 폴리프로필렌을 포함하는 군으로부터 선택될 수 있다.
다이어프램(204)은, 다층 또는 단층인지에 관계없이, 10 μm 내지 500 μm, 20 μm 내지 300 μm, 50 μm 내지 200 μm, 또는 80 μm 내지 150 μm의 총 두께를 가질 수 있다. 선택된 두께는 다이어프램의 특정 재료의 탄성 계수에 기초하여 최적화될 수 있다. 더 두꺼운 다이어프램이 다이어프램을 통한 가스의 GTR을 저하시키는 것을 돕지만, 지나치게 두꺼운 다이어프램은 액체 내의 맥동을 최적으로 감쇠시키지 않을 것이다. PVDF의 단층은 50 내지 400 μm의 두께를 가질 수 있다. PFA의 단층은 50 내지 400 μm의 두께를 가질 수 있다. PTFE의 단층은 50 내지 400 μm의 두께를 가질 수 있다. PCTFE의 단층은 40 내지 300 μm의 두께를 가질 수 있다. PVF의 단층은 40 내지 300 μm의 두께를 가질 수 있다. FEP의 단층은 50 내지 400 μm의 두께를 가질 수 있다. 다층 다이어프램에서, 다층 구조의 플루오로중합체 층은 10 μm 내지 100 μm, 15 μm 내지 50 μm, 또는 18 μm 내지 25 μm일 수 있다. 예를 들어, 플루오로중합체 층은 20 μm일 수 있다.
전술한 바와 같이, 맥동 감쇠기(200a, 200b)는 펌프(142, 144)의 작용에 의해 유발되는 액체 성형가능 재료(124) 내의 진동을 감쇠시키기 위해 나노임프린트 리소그래피 시스템(100)에서 사용될 수 있다. 따라서, 액체 성형가능 재료(124)로부터 물품을 제조하는 방법은 전술한 물품 제조 방법에서 전술한 맥동 감쇠기(200a, 200b)를 사용하는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 방법은 템플릿을 사용한 액체 성형가능 재료(124)의 요철 패턴 또는 평면형 층의 형성을 포함할 수 있다. 그리고, 방법은 요철 패턴에 대응하는 패턴을 하부 기판(102) 내로 및/또는 그 위로 전사하는 단계를 포함할 수 있다. 형성은 기판(102)으로부터 이격된 템플릿(108)을 사용하는 것을 포함하며, 액체 성형가능 재료(124)는 분배기(122)를 통해 템플릿(108)과 기판(102) 사이에 도포된다. 액체 성형가능 재료(124)는, 분배기(122)로 그리고 그로부터 이동할 수 있고, 제어기(132)의 제어하에서 전술한 바와 같이 맥동 감쇠기(200a, 200b)에 의해 감쇠될 수 있다. 이어서, 액체 성형가능 재료(124)는 응고되어, 액체 성형가능 재료와 접촉되는 템플릿(108)의 표면의 형상에 일치하는 패턴을 갖는 고체층을 형성할 수 있다. 응고 후에, 템플릿(108)은 템플릿(108) 및 기판(102)이 이격되도록 응고된 층으로부터 분리된다. 기판(102) 및 응고된 층은 그 후 응고된 층의 패턴에 대응하는 요철 상을 기판에 전사하기 위해 에칭 공정 같은 추가적인 공정을 거친다. 패터닝된 기판은 예를 들어, 경화, 산화, 층 형성, 퇴적, 도핑, 평탄화, 에칭, 성형가능 재료 제거, 다이싱, 본딩, 및 패키징 등을 포함하는 디바이스(물품) 제조를 위한 공지된 단계 및 공정을 더 거칠 수 있다. 제조 방법의 추가 상세는 도 1의 논의에서 상기에서 발견된다. 본 명세서에 설명된 맥동 감쇠기(200a, 200b)는 전술한 나노임프린트 리소그래피 시스템(100)에서와 같이 분배되는 유체 내의 맥동의 감쇠가 요구되는 임의의 공지된 물품 제조 방법에 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
예들
예 1 - 다이어프램이 100% PVDF의 단일의 125 μm 두께의 층인 도 3 내지 도 6에 도시되는 맥동 감쇠기. 제2 격실은, 배기되고 나서, 제2 격실 체적의 실질적으로 100%가 Xe 가스로 충전되고 나머지 체적은 공기가 되도록 Xe 가스로 충전된다.
예 2 - 다이어프램이 100% PVDF의 단일의 125 μm 두께의 층인 도 3 내지 도 6에 도시된 맥동 감쇠기. 제2 격실은, 배기되고 나서, 제2 격실 체적의 실질적으로 100%가 SF6 가스로 충전되고 나머지 체적은 공기가 되도록 SF6으로 충전된다.
예 3 - 다이어프램이 100% PVDF의 단일의 125 μm 두께의 층인 도 3 내지 도 6에 도시된 맥동 감쇠기. 제2 격실은, 배기되고 나서, 제2 격실 체적의 실질적으로 100%가 가스 혼합물로 충전되고 나머지 체적이 공기가 되도록 75% Xe 가스 및 25% 질소 가스의 혼합물로 충전된다.
예 4 - 다이어프램이 100% PVDF의 단일의 125 μm 두께의 층인 도 3 내지 도 6에 도시된 맥동 감쇠기. 제2 격실은, 배기되고 나서, 제2 격실 체적의 실질적으로 100%가 가스 혼합물로 충전되고 나머지 체적은 공기가 되도록 75% SF6 가스 및 25% 질소 가스의 혼합물로 충전된다.
예 5 - 다이어프램이 100% PVDF의 단일의 125 μm 두께의 층인 도 3 내지 도 6에 도시된 맥동 감쇠기. 제2 격실은, 배기되고 나서, 제2 격실 체적의 실질적으로 100%가 가스 혼합물로 충전되고 나머지 체적은 공기가 되도록 50% SF6 가스 및 50% Xe 가스의 혼합물로 충전된다.
예 6 - 다이어프램이 100% PVDF의 단일의 125 μm 두께의 층인 도 3 내지 도 6에 도시된 맥동 감쇠기. 제2 격실은, 배기되고 나서, 제2 격실 체적의 75%가 Xe 가스로 충전되고 나머지 체적은 공기가 되도록 Xe 가스로 충전된다.
예 7 - 다이어프램이 100% PVDF의 단일의 125 μm 두께의 층인 도 3 내지 도 6에 도시된 맥동 감쇠기. 제2 격실은, 배기되고 나서, 제2 격실 체적의 75%가 SF6 가스로 충전되고 나머지 체적은 공기가 되도록 SF6 가스로 충전된다.
예 8 - 다이어프램이 100% PVDF의 단일의 125 μm 두께의 층인 도 3 내지 도 6에 도시된 맥동 감쇠기. 제2 격실은, 배기되고 나서, 제2 격실 체적의 95%가 N2 가스로 충전되고 나머지 체적은 공기가 되도록 N2 가스로 충전된다.
예 9 - 다이어프램이 100% PVDF의 단일의 125 μm 두께의 층인 도 3 내지 도 6에 도시된 맥동 감쇠기. 제2 격실은, 배기되고 나서, 제2 격실 체적의 75%가 가스 혼합물로 충전되고 나머지 체적은 공기가 되도록 50% SF6 가스 및 50% Xe 가스의 혼합물로 충전된다.
예 10 - 다이어프램이 100% PFA의 단일의 125 μm 두께의 층인 도 3 내지 도 6에 도시된 맥동 감쇠기. 제2 격실은, 배기되고 나서, 제2 격실 체적의 실질적으로 100%가 Xe 가스로 충전되고 나머지 체적은 공기가 되도록 Xe 가스로 충전된다.
예 11 - 다이어프램이 100% PFA의 단일의 125 μm 두께의 층인 도 3 내지 도 6에 도시된 맥동 감쇠기. 제2 격실은, 배기되고 나서, 제2 격실 체적의 실질적으로 100%가 SF6 가스로 충전되고 나머지 체적은 공기가 되도록 SF6으로 충전된다.
예시적인 실시예를 참조하여 본 개시내용을 설명하였지만, 본 발명은 개시된 실시예에 한정되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 이하의 청구항의 범위는 이러한 모든 변형과 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 최광의로 해석되어야 한다.

Claims (11)

  1. 분배 시스템을 위한 맥동 감쇠기이며,
    하우징;
    적어도 하나의 플루오로중합체(fluoropolymer) 층을 포함하는 다이어프램으로서, 상기 다이어프램은 상기 하우징을 제1 격실 및 제2 격실로 분할하는, 다이어프램;
    상기 제1 격실과 각각 유체 연통함으로써 액체가 입구 포트를 통해 상기 제1 격실로 유입되고 출구 포트를 통해 상기 제1 격실로부터 유출되게 하기 위한 유동 경로를 제공하는, 상기 입구 포트 및 상기 출구 포트; 및
    상기 제2 격실 내에 배치되는 적어도 하나의 가스로서, 상기 적어도 하나의 가스는 0.36 nm 이상의 운동학적 직경을 갖는, 적어도 하나의 가스를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 플루오로중합체 층의 상기 플루오로중합체 및 상기 적어도 하나의 가스는, 상기 다이어프램을 통한 상기 적어도 하나의 가스의 가스 투과율이 0 mbar*L/초 내지 1*10-5 mbar*L/초가 되도록 선택되는, 맥동 감쇠기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 플루오로중합체 및 상기 적어도 하나의 가스는, 상기 다이어프램을 통한 상기 가스의 상기 가스 투과율이 1.5*10-6 mbar* L/초 내지 1*10-5 mbar*L/초가 되도록 선택되는, 맥동 감쇠기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 플루오로중합체는, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리비닐 플루오라이드(PVF), 플루오린화 에틸렌 프로필렌(FEP), 퍼플루오로알콕시(PFA), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 및 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE)을 포함하는 군으로부터 선택되는, 맥동 감쇠기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 가스는 복수의 가스를 포함하며, 상기 복수의 가스의 각각의 가스는 0.38 nm 이상의 운동학적 직경을 갖는, 맥동 감쇠기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 가스는 크세논, 황 헥사플루오라이드, 및 이들의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택되는, 맥동 감쇠기.
  6. 제1항에 있어서, 상기 하우징은 상위 하우징 및 하위 하우징을 포함하며,
    상기 다이어프램의 일부가 상기 상위 하우징의 일부와 상기 하위 하우징의 일부 사이에 개재되는, 맥동 감쇠기.
  7. 제6항에 있어서, 상기 상위 하우징의 상기 일부와 상기 다이어프램의 상기 일부 사이에 배치되는 제1 개스킷; 및
    상기 다이어프램의 상기 일부와 상기 하위 하우징의 상기 일부 사이에 배치되는 제2 개스킷을 더 포함하는, 맥동 감쇠기.
  8. 제7항에 있어서, 상기 하위 하우징의 상기 일부 또는 상기 상위 하우징의 상기 일부를 둘러싸는 고정 부재를 더 포함하며, 상기 고정 부재는, 상기 제1 및 제2 개스킷을 통해 상기 하위 하우징의 상기 일부와 상기 상위 하우징의 상기 일부 사이에서 상기 다이어프램의 상기 일부를 밀봉하도록 구성된, 맥동 감쇠기.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제2 격실과 유체 연통하는 가스 입구 포트를 더 포함하는, 맥동 감쇠기.
  10. 분배 시스템이며,
    액체를 분배하도록 구성된 분배기;
    상기 액체를 저장하도록 구성된 저장소;
    상기 저장소와 상기 분배기 사이에서 상기 액체를 순환시키도록 구성된 하나 이상의 펌프; 및
    상기 액체가 맥동 감쇠기를 통과할 때 상기 액체 내의 맥동을 감쇠시키도록 구성된 상기 맥동 감쇠기를 포함하며,
    상기 맥동 감쇠기는,
    하우징;
    적어도 하나의 플루오로중합체 층을 포함하는 다이어프램으로서, 상기 다이어프램은 상기 하우징을 제1 격실 및 제2 격실로 분할하는, 다이어프램;
    상기 제1 격실과 각각 유체 연통함으로써 상기 액체가 입구 포트를 통해 상기 제1 격실로 유입되고 출구 포트를 통해 상기 제1 격실로부터 유출되게 하기 위한 유동 경로를 제공하는, 상기 입구 포트 및 상기 출구 포트; 및
    상기 제2 격실 내에 배치되는 적어도 하나의 가스로서, 상기 적어도 하나의 가스는 0.36 nm 이상의 운동학적 직경을 갖는, 적어도 하나의 가스를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 플루오로중합체 층의 상기 플루오로중합체 및 상기 적어도 하나의 가스는, 상기 다이어프램을 통한 상기 적어도 하나의 가스의 가스 투과율이 0 mbar*L/초 내지 1*10-5 mbar*L/초가 되도록 선택되는, 분배 시스템.
  11. 물품 제조 방법이며,
    성형가능 액체를 분배기에 펌핑하는 단계;
    맥동 감쇠기를 통해 상기 성형가능 액체의 맥동을 감쇠시키는 단계로서, 상기 맥동 감쇠기는,
    하우징;
    적어도 하나의 플루오로중합체 층을 포함하는 다이어프램으로서, 상기 다이어프램은 상기 하우징을 제1 격실 및 제2 격실로 분할하는, 다이어프램;
    상기 제1 격실과 각각 유체 연통함으로써 상기 성형가능 액체가 입구 포트를 통해 상기 제1 격실로 유입되고 출구 포트를 통해 상기 제1 격실로부터 유출되게 하기 위한 유동 경로를 제공하는, 상기 입구 포트 및 상기 출구 포트; 및
    상기 제2 격실 내에 배치되는 적어도 하나의 가스로서, 상기 적어도 하나의 가스는 0.36 nm 이상의 운동학적 직경을 갖는, 적어도 하나의 가스를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 플루오로중합체 층의 상기 플루오로중합체 및 상기 적어도 하나의 가스는, 상기 다이어프램을 통한 상기 적어도 하나의 가스의 가스 투과율이 0 mbar*L/초 내지 1*10-5mbar*L/초가 되도록 선택되는, 맥동을 감쇠시키는 단계;
    기판 상에 상기 성형가능 액체의 일부를 분배하는 단계;
    상기 기판 상에 상기 분배된 성형가능 액체의 패턴 또는 층을 형성하는 단계; 및
    상기 형성된 패턴 또는 층을 가공하여 상기 물품을 제조하는 단계를 포함하는, 물품 제조 방법.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11644140B2 (en) 2020-08-16 2023-05-09 Piranha Plastics, Llc Flow dampener in flow measurement system
DE102022101448A1 (de) * 2022-01-21 2023-07-27 Integrated Dynamics Engineering Gesellschaft mit beschränkter Haftung Kompensationselement, Verfahren und System zum aktiven Dämpfen eines Mediums

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008075537A (ja) * 2006-09-21 2008-04-03 Toray Ind Inc 脈動吸収装置、それを用いた塗布方法および塗布装置並びに液晶ディスプレイ用部材の製造方法
JP2018006747A (ja) * 2016-06-24 2018-01-11 キヤノン株式会社 液体吐出装置、インプリント装置、プリンタ、および物品製造方法
JP2018508718A (ja) 2015-01-08 2018-03-29 アイデックス ヘルス アンド サイエンス エルエルシー 自動的な圧力補償を伴うパルス減衰器

Family Cites Families (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2339076A (en) * 1942-12-02 1944-01-11 Hydraulic Controls Inc Accumulator
US2563257A (en) * 1946-09-16 1951-08-07 Ernest W Loukonen Pulsation absorber
US3047040A (en) 1960-01-25 1962-07-31 Thomas A O Gross Pneumatic load bearing devices
FR2076812A5 (ko) 1970-01-29 1971-10-15 Gratzmuller J
US4098504A (en) 1975-10-31 1978-07-04 The General Tire & Rubber Company Tennis ball
US4300767A (en) 1977-08-01 1981-11-17 The General Tire & Rubber Company Inflated game ball having long lasting pressure retention with decreased noise
US4163461A (en) * 1978-01-23 1979-08-07 Greer Hydraulics, Inc. High frequency pulse dampener
US4340626A (en) 1978-05-05 1982-07-20 Rudy Marion F Diffusion pumping apparatus self-inflating device
US4858738A (en) 1978-07-26 1989-08-22 Fernando Novoa System of auxiliary mass dampers to restrain the response of slender elastic structures to vibrations such as from earthquakes
DE2906151A1 (de) 1979-02-17 1980-08-28 Continental Gummi Werke Ag Fuellgas fuer reifen
JPS57160060A (en) * 1981-03-28 1982-10-02 Yanagimoto Seisakusho:Kk Pulsating flow preventing device for high speed liquid chromatography
US4358111A (en) 1981-04-02 1982-11-09 Air Products And Chemicals, Inc. Pressurized, non-refillable recreation ball inflated with sulfur hexafluoride
US4427029A (en) * 1982-11-12 1984-01-24 Scientific Systems, Inc. Pulse damper for chromoatography systems
US4473663A (en) * 1983-03-31 1984-09-25 Union Carbide Corporation Crystalline aluminophosphate compositions
JPH03234938A (ja) 1989-08-25 1991-10-18 Bridgestone Corp 振動減衰装置
US5227103A (en) 1990-02-07 1993-07-13 E. I. Du Pont De Nemours And Company High speed insulated conductors
US5133387A (en) 1990-09-20 1992-07-28 The Aro Corporation Fluid pulsation dampener having spiral grooved bellows
US5171134A (en) 1990-12-20 1992-12-15 Alcoa Separations Technology, Inc. Pulse dampener and associated method
EP0518236A1 (en) 1991-06-10 1992-12-16 Joseph B. Jr. Nadol Hearing prosthesis
US5578085A (en) 1991-11-27 1996-11-26 Board Of Regents The University Of Texas System Balloon prosthesis for the lung and methods of making and using same
US5259487A (en) 1992-07-14 1993-11-09 The Lubrizol Corporation Adjustable dampers using electrorheological fluids
JP3146392B2 (ja) 1992-11-20 2001-03-12 トキコ株式会社 減衰力調整式油圧緩衝器
US5449003A (en) * 1992-12-28 1995-09-12 Sugimura; Kazuo Undulated container for undulated diaphragm and diaphragm device
JP3596817B2 (ja) 1993-02-12 2004-12-02 カヤバ工業株式会社 緩衝器
ES2121111T3 (es) 1994-04-26 1998-11-16 Luethin Heinz Dispositivo para reducir pulsaciones de presion en conductos hidraulicos.
TW286269B (ko) 1994-11-28 1996-09-21 Marion Frank Rudy
JPH08306547A (ja) 1995-05-09 1996-11-22 Toshiba Corp ガス絶縁静止誘導電器
JPH09264364A (ja) 1996-01-25 1997-10-07 Tokico Ltd 油圧緩衝器
FR2759755B1 (fr) 1997-02-17 1999-04-02 Atochem Elf Sa Membrane elastique impermeable aux gaz et accumulateur hydropneumatique equipe de cette membrane
US6016841A (en) 1997-08-27 2000-01-25 Autoliv Asp, Inc. Accumulator with low permeability flexible diaphragm
US6098663A (en) 1998-04-15 2000-08-08 Larsen; Richard R. High impact bellows
DE10116235A1 (de) * 2001-03-31 2002-10-17 Hydac Technology Gmbh Hydropneumatischer Druckspeicher
JP2004002160A (ja) * 2002-03-28 2004-01-08 Toray Ind Inc ゼオライト結晶のコーティング方法、ゼオライト結晶がコーティングされた基材、ゼオライト膜の製造方法、ゼオライト膜、およびゼオライト膜を利用した分離方法
JP3963798B2 (ja) * 2002-07-26 2007-08-22 内山工業株式会社 圧力脈動吸収発泡体
US7611429B2 (en) 2005-03-01 2009-11-03 Primo Research, Inc. Inflatable articles that provide long term inflation and pressure control
US20100000920A1 (en) * 2008-07-07 2010-01-07 Ermanno Martinello Membrane coating for a water pressurization Bladder
RU2382913C1 (ru) 2008-09-01 2010-02-27 Александр Анатольевич Строганов Гидропневматический аккумулятор с гибким пористым наполнителем
JP5335345B2 (ja) * 2008-09-24 2013-11-06 富士フイルム株式会社 送液方法、及び塗布方法
RU2383785C1 (ru) 2008-10-09 2010-03-10 Александр Анатольевич Строганов Гидропневматический аккумулятор со сжимаемым регенератором
JP2010266051A (ja) * 2009-05-18 2010-11-25 Nakajima Kogyo:Kk 管路のエア抜き用気液分離部材
EP3161079A1 (de) * 2014-06-24 2017-05-03 Basf Se Lösungen von polyvinylidenfluorid in n-formyl- oder n-acetylmorpholin
JP6651468B2 (ja) * 2014-06-30 2020-02-19 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー 塩化ビニリデンコポリマー系炭素分子篩吸着剤組成物及びそれのためのプロセス

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008075537A (ja) * 2006-09-21 2008-04-03 Toray Ind Inc 脈動吸収装置、それを用いた塗布方法および塗布装置並びに液晶ディスプレイ用部材の製造方法
JP2018508718A (ja) 2015-01-08 2018-03-29 アイデックス ヘルス アンド サイエンス エルエルシー 自動的な圧力補償を伴うパルス減衰器
JP2018006747A (ja) * 2016-06-24 2018-01-11 キヤノン株式会社 液体吐出装置、インプリント装置、プリンタ、および物品製造方法

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