KR20110115573A - 액체함유재료를 분배관을 사용하여 패턴형성된 표면에 분배 - Google Patents

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KR20110115573A
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에마뉴엘 엠. 삭스
리처드 엘. 월라스
제임스 에프. 브레트
벤저민 에프. 폴리토
알리 에르센
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1366 테크놀로지 인코포레이티드
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Abstract

액체를 함유하는 재료가 실리콘 웨이퍼 같은 가공대상물의 표면상의 홈 속에 침착되어 태양전지를 형성한다. 액체는 분배관을 통해 가압하에서 홈 같은 가공대상물 경로 속에 분배된다. 분배관은 홈 속에서 기계적으로 추적한다. 분배관은 작을 수 있으며 측벽이 구속하는 상태로 홈의 바닥에 놓여질 수 있다. 또는 분배관은 클 수 있으며 홈의 상단엣지상에 걸쳐질 수 있다. 비원형 단면의 돌출부, 상면에 몰딩성형된 돌출부 및 돌출귀 같은 추적 기능부도 추적특성을 향상시킨다. 도입 기능부같은 정렬 가이드는 관을 홈 속으로 안내할 수 있다. 가공대상물 경로를 따라서의 복원 기능부는 제 길에서 벗어난 관을 복원시킬 수 있다. 많은 관들이 사용될 수 있다. 많은 가공대상물이 일렬로 또는 드럼상에서 처리될 수 있다.

Description

액체함유재료를 분배관을 사용하여 패턴형성된 표면에 분배{DISPENSING LIQUID CONTAINING MATERIAL TO PATTERNED SURFACES USING A DISPENSING TUBE}
관련문서
2009년 1월 6일 에마뉴엘 엠 삭스(Emanuel M. Sachs), 리처드 엘 월리스(Richard L. Wallace), 제임스 에프 브레트(James F. Bredt) 및 벤저민 에프 폴리토(Benjamin F. Polito)의 이름으로 출원된 "액체함유재료를 분배 모세관을 사용하여 패턴형성된 표면에 분배"라는 명칭의 미국 특허 가출원 제 61/204,382호의 우선권을 주장하며, 그 출원을 여기서 언급함으로써 전체 내용을 인용한다.
배경
2008년 2월 15일에 에마뉴엘 엠 삭스(Emanuel M. Sachs) 및 제임스 에프 브레트(James F. Bredt)와 메사추세츠 공과대학의 이름으로 출원되어 미국을 지정하며 또한 2007년 2월 15일에 출원된 미국특허 가출원 제 60/901,511호 및 2008년 1월 23일에 출원된 미국특허 가출원 제 61/011,933호의 우선권을 주장하는 "직물형 표면을 갖는 태양전지"라는 명칭의 특허협력조약 출원 제 PCT/US2008/002058호에는 특정의 처리안 및 구조가 개시되어있다. 상기 PCT 출원과 두 개의 미국특허 가출원을 모두 여기서 언급함으로써 인용한다. 이들 출원에 개시된 기술은 여기서 모두 자기정합 전지(SAC) 기술(Self Aligned Cell(SAC) technology)이라고 부른다.
액체를 함유하는 재료를 앞에서 참조한 특허출원들에서 설명한 것처럼 직물형 가공대상물 위에 정확히 처리할 수 있는 것이 바람직하다. 또한 이런 재료를 다양한 종류의 피처리 재료를 사용하여 고속으로 좁은 홈 속으로 처리하거나 또는 가공대상물의 조직에 의해 형성된 좁은 경로를 따라서 처리할 수 있는 것도 바람직하다.
액체, 슬러리 및 페이스트와 액체를 함유하는 그 외의 재료는 태양열 수집전지를 형성하는데 사용될 실리콘 웨이퍼 같은 가공대상물의 표면상의 홈 속이나 그 외의 물리적 가공대상물 경로를 따라서 침착된다. 액체는 박형 금속화 핑거요소가 형성될 홈 속에 가공대상물 표면상의 형태/표면 조직을 따라감으로서 기계적으로 안내되어 정렬되는 미세한 분배용 모세관을 통해 가압하에서 분배될 수 있다. 분배용 모세관은 홈 속에서 기계적으로 추적한다. 분배용 모세관은 충분히 작으므로 홈의 측벽이 추적을 구속하는 상태에서 홈의 바닥에 놓인다. 또는 이 분배용 모세관은 홈보다 클 수 있으며 홈의 상단엣지상에 걸쳐져서 역시 기계적으로 정렬될 수 있다. 홈과 맞물리도록 분배단부에는 돌출부 같은 추적 기능부가 제공될 수 있다. 타원형, 외면에 몰딩성형된 돌출부 및 돌출귀 같은 비원형 단면 및 그 외의 추적 기능부들은 홈 속에서의 추적성을 향상시킬 수 있다. 이 분배용 모세관은 일반적으로 유연하다. 이 유연성은 일반적으로 가공대상물 경로의 긴 치수에 직각인 면과 그 면에 직각인 면에서의 추적 오차를 보상하는데, 이 오차는 가공대상물상의 물리적 가공대상물 경로와 완전히 편평한 마찰 없는 가공대상물을 따라서 이동하는 경우에 관의 분배단부가 따라가게 될 구속되지 않은 경로 사이의 차이에 기인하는 것이다. 이 오차들은 물리적 가공대상물 경로를 가공함에 있어서의 오차, 가공대상물경로의 수학적 표현을 따르도록 상대운동을 안내하는데 있어서의 오차, 분배관 및 그 외의 장치를 제조함에 있어서의 오차에 기인하므로 그 궤적의 모델이 정확하지 않다. 유연한 관을 사용하기보다는 가공대상물의 면에 직각방향으로 그리고 가공대상물의 면에서 피봇동작하는 피봇에 의해 지지되는 관을 사용할 수 있다. 분배용 모세관은 전형적으로는 분배된 액체 자체의 모세관작용에 의해 홈에 더욱 유지된다. 분배용 모세관은 스프링이나 자성부하 등에 의해 홈에 밀어 넣어질 수 있다. 도입 기능부 같은 정렬 가이드는 분배용 모세관을 홈 속으로 안내할 수 있다. 가공대상물 경로의 전장을 따라서의 복원 기능부는 제 길을 벗어난 분배관을 다시 홈으로 복귀시키는 것을 도와줄 수 있다. 다수의 분배용 모세관을 사용할 수 있는데, 각각은 개개의 핑거에서 별개의 홈 속에 분배한다. 다수의 웨이퍼가 일렬로 처리될 수 있다. 이동 개시시와 종료시에 가속 및 감속하는데 걸리는 시간이 감소된다. 다수의 웨이퍼들은 평면을 갖는 드럼의 면상에 배치되며, 그리고 드럼은 연속적으로 회전한다. 분배용 모세관은 개개의 웨이퍼가 횡단됨에 따라서 내외측으로 이동하면서 승강하는 동안 드럼에 평행하게 횡단할 수 있다.
여기서 개시하는 본 발명의 상기 및 그 외의 목적 및 특징들은 도면의 각 도면을 참조하여 보다 양호하게 이해될 것이다.
도 1은 여기서 설명하는 바와 같은 금속화 핑거를 갖는 홈을 구비하는 직물형 광기전 장치의 개략도;
도 2는 홈의 바닥면에 놓여있는 분배용 모세관을 보여주는 개략도;
도 2A는 도 2의 A영역의 확대도;
도 3은 재료가 분배 주입되고 있는 홈의 폭보다 큰 직경의 원형 단면을 갖는 분배용 모세관의 개략도;
도 3A는 도 3의 A영역의 확대도;
도 4는 분배된 액체 자체의 모세관 작용에 의해 일부가 홈 속에 고정되는 분배용 모세관을 보여주는 개략도;
도 5A는 삼각형 도입 기능부 정렬가이드를 갖는 홈에 접근하는 분배용 모세관을 보여주는 개략도;
도 5B는 홈의 단부에서 만나는 두 개의 각진 홈으로 구성된 도입 기능부 정렬 가이드를 갖는 홈을 보여주는 개략도;
도 6은 타원형 단면을 갖는 분배용 모세관을 개략적으로 보여준다;
도 7은 경사엣지를 갖도록 절단된 원형 단면을 갖는 분배용 모세관을 개략적으로 보여준다;
도 8은 제 길에서 벗어난 분배용관을 원하는 경로로 복귀시키는 것을 도와주기 위해 서로 이격되어 각이진 정렬 가이드 복원 기능부를 갖는 홈을 횡단하는 분배용 모세관을 개략적으로 보여준다;
도 9는 두 개의 부도면, 도 9A 및 도 9B로 되어있으며, 원하는 가공대상물 경로를 따라서 분배용 모세관을 안내하는데 도움이 되는 가공대상물 표면 복원 기능부를 개략적으로 보여주는 것으로서, 도 9A는 원하는 가공대상물 경로에 대한 경로가 없는 것을 보여주고 도 9B는 홈을 보여준다;
도 10은 함께 움직이는 다수의 분배용 모세관을 갖는 분배장치를 개략적으로 보여준다;
도 10A는 도 10의 A에 도시한 부분의 확대도;
도 11은 드럼의 원주 주위로 배치된 다수의 침착용 가공대상물 및 가공대상물의 홈과 맞물리는 단일 분배용 모세관을 갖는 회전장치를 개략적으로 보여준다;
도 11A는 도 11의 A부분의 확대도를 개략적으로 보여준다;
도 12는 단일 분배용 모세관을 갖는 꾸불꾸불한 패턴의 금속화 핑거를 개략적으로 보여준다;
도 13은 분배용 모세관이 엣지영역을 가로질러 당겨지더라도 분배된 액체가 가공대상물의 엣지와 접촉하는 것을 방지하기 위하여 가공대상물 경로홈의 단부를 지나서의 가공대상물의 엣지가 박층 재료로 마스킹된 배치구조를 개략적으로 보여주며, 또한 세정욕도 보여준다;
도 14는 그 길이를 따라서 폭이 변화하며 본 발명에 따라서 분배된 재료로 처리될 수 있는 금속화 핑거 채널을 갖는 가공대상물을 개략적으로 보여준다;
도 15는 오목부들이 육각형으로 배열된 가공대상물상의 홈에 액체를 함유하는 재료를 분배하는 휘어진 상태의 분배용 모세관을 개략적으로 보여준다;
도 16은 정렬 및 추적 정밀도 문제를 이해하는데 유용한 개념을 블록도 형태로 보여준다;
도 17은 오목부들이 육각형으로 배열된 가공대상물 상의 추적 기능부를 갖는 휘어진 상태의 분배용 모세관을 개략적으로 보여준다;
도 18은 분배단부 부근의 일 위치에 둥근 면을 갖는 추적 기능부를 구비한 모세관을 개략적으로 보여준다;
도 19는 오목부 육각형 배열체가 자성입자에 끌어당겨진 금속판에 의해 지지된 상태에서 가공대상물 상에 자성입자를 갖는 추적 기능부를 갖는 휘어진 분배용 모세관을 개략적으로 보여준다;
도 20A - 도 20D는 도시한 바와 같이 수직하게 지지단부가 가공대상물의 면에 비교적 직각으로 유지된 상태에서 양방향으로 움직이는 분배용 모세관을 개략적으로 예시하는 순서를 보여준다;
도 21A - 도 21D는 지지단부가 가공대상물에 직각으로 한번씩 차례로 회전하는 상태에서 양방향으로 움직이는 분배용 모세관을 개략적으로 예시하는 순서를 보여준다;
도 22는 한 위치에서 평면상태의 추적 기능부를 구비한 모세관을 개략적으로 보여준다;
도 23은 한 위치에서 와이어를 관의 단부에 부착함으로써 만들어진 추적 기능부를 구비한 모세관을 개략적으로 보여준다;
도 24는 분배관의 상당한 길이를 따라서 두 개의 위치에서 둥근 면을 갖는 추적 기능부를 구비한 모세관을 개략적으로 보여준다;
도 25는 관의 분배단부 부근의 두 개의 위치에서 평면을 갖는 추적 기능부를 구비한 모세관을 개략적으로 보여준다;
도 26은 오목부가 육각형으로 배열된 가공대상물상의 홈에 액체를 함유하는 재료를 분배하는 휘어진 분배용 모세관을 개략적으로 보여주는데, 홈들은 3개의 나란한 홈 그룹으로 배열되어 있다;
도 27은 액체를 함유하는 재료를 분배용 모세관을 통해 분배하는 장치를 개략적으로 보여주며, 운반장치를 따라서 분배관 열들을 통과하는 가공대상물에 재료를 처리하도록 배치된 3개 분배관 3열을 보여준다;
도 27A는 도 27에 도시한 장치의 단부도를 보여준다;
도 27B는 도 27에 도시한 장치의 평면도를 보여준다;
도 28은 볼 및 소켓 죠인트에 의해 지지되는 비교적 유연하지 않은 분배용 모세관을 개략적으로 보여준다;
도 29A는 지지단부 부근에 주름을 가져서 원래는 비교적 유연하지 않은 관에 유연성을 부여하는 분배용 모세관을 평면도로 개략적으로 보여준다;
도 29B는 도 29A에 도시한 주름진 분배용 모세관을 입면도로 개략적으로 보여준다;
도 30은 유체분배요소와는 다른 물리적 요소인 유연한 위치조정 요소를 갖는 장치를 개략적으로 보여준다.
상세한 설명
여기서 개시하는 발명은 액체, 슬러리 및 페이스트와 액체를 함유하고 있는 그 외의 유사한 형태를 가공대상물의 표면상의 홈(또는 유사 구조) 속에 적용하는 것에 관한 것이다. 본 발명은 특히 일반적으로 상기 참조한 PCT 출원 제 PCT/US2008/002058호에서 설명한 바와 같은 핑거라고 부르는 광기전성(photovoltaic) 흡수체에 박형 금속화 요소를 형성하는데 관련된다. 이렇게 액체, 슬러리, 페이스트 등을 적용하는 것은 여기서 상기 참조한 PCT출원에서처럼 처리한다고 말한다. 여기서 개시한 발명에 따르면, 액체는 미세한 모세관 분배관을 통해 가압하에서 아마도 정확히 조절된 방식으로 분배되어 계량되며, 이후의 가공대상물의 표면상의 형태/표면조직에 의해 기계적으로 안내되어 정렬된다. 일 실시형태에 있어서, 가공대상물은 금속화를 위해 내부에 홈을 갖는 실리콘 웨이퍼이다.
상기 참조한 PCT출원은 가공대상물을 처리하는 것을 논하는데, 이는 도금 또는 에칭같이 사용자가 가공대상물의 특정 구역에서 행하고자 하는 활성, 일반적으로는 반응성 처리 단계와 관련된 액체 주입을 의미한다. 가공대상물은 액체가 도달할 수 있는 경로로 구성된 구역의 일부에 액체가 적용될 수 있도록 직물 조직으로 되어있다. 액체의 적용은 적어도 부분적으로 조직에 의해 안내된다. 이 액체는 설계자가 처리단계가 일어나지 않게 하려는 구역 속으로 유입하지 않도록 유지한다. 이렇게 유입되지 않게 되는 것은 적어도 표면 조직에 의해 일어난다. 이런 처리의 예는 전극을 PV 셀 표면에 제공하기 위해 상기 PCT출원에 설명되어있다. 여기서 개시된 기술들은 주로 이런 처리 적용을 위한 것이다.
여기서 개시한 발명은 처리 단계에서 활성, 통상적으로는 반응성인 재료를 분배하는데, 그리고 이후의 활성, 반응성 단계를 차단하는데 사용될 수 있는 재료에 대하여 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 일반적으로 분배기술이라고 부른다.
분배된 재료는 실리콘 태양전지의 제조에 사용되고 전형적으로는 스크린 인쇄에 의해 적용되는 것과 동일한 조성의 은(silver) 잉크일 수 있다. 특히 유리한 방법은 이런 잉크를 소량만 분배하여 가공대상물의 소성 후에 금속박층이 되게 하는 것이다. 이런 박형 시드층 자체는 단지 시드층만이 필요하므로 종래의 은 페이스트보다 고체 장입물에서 묽을 수 있다.
도 1을 참조하여 개략적으로 도시한 바와 같이, 태양 전지(140)는 직물모양 표면(142)을 갖는다. 광을 포획하기 위한 홈(126)들이 전지면을 가로질러 이어진다. 금속화 핑거(146)는 버스 와이어(bus wire)(144)와 교차하며 직물형 홈(126)에 수직하게 이어진다. 여기서 개시하는 발명은 이런 태양전지를 형성하는데 사용될 직물형상 가공대상물의 여러 영역에 재료를 처리하는데 관련된 많은 용도에 유용하다. 본 발명은 금속화되어 금속화 핑거(146)를 제공하게 될 홈(또는 유사 구조) 속에 재료를 분배하는데 특히 적합하다.
도 2는 140같은 태양전지의 일부가 될 실리콘 웨이퍼 같은 가공대상물(240)의 확대부를 개략적으로 보여준다. 직물형 표면(242)은 도 1에 도시하고 앞에서 논한 바와 같이 평행한 광포획홈이라기보다는 인접한 반구형의 중첩부분들로 직물형태로 되어있다. 가공대상물은 스테이지, 척 또는 그 외의 장치(도시하지 않음) 같은 어떤 지지물에 의해서도 적절히 지지된다. 금속화 핑거(146)에서 사용되는 것과 같은 홈(256)(광포획홈과는 다름)의 일부의 확대도가 도 2A에 도시되어있다.
분배용 모세관(260)은 액체를 함유하는 재료가 관으로부터 분배됨에 따라서 가공대상물(240)의 홈(256)에 대하여 이동된다. 이 상대운동은 가공대상물(240) 및 분배용 모세관(260)이 필요에 따라서 예를 들어 6의 자유도 전부를 통해(6의 자유도 전부보다 작은 자유도가 사용될지도 모르지만 이것도 가능하다) 서로에 대하여 움직여서 회전되는 방식으로 가공대상물 지지부를 통해 분배용 모세관(260) 및 가공대상물(240) 양쪽에 연결된 개략적으로 도시한 임의의 적절한 상대운동장치(241)에 의해 이루어진다. 보통의 배치구조에서는 분배용 모세관과 가공대상물 사이에 2의 자유도의 상대병진운동이 될 것이며 0 또는 1의 자유도의 상대회전운동이 될 것이다. 전형적으로 상대운동장치(241)는 서로에 대하여 움직이는 두 개의 부분(241a, 241b)을 갖는다. (여기서 사용하는 움직인다라는 용어는 평행이동 및/또는 회전을 의미하며 여기서 사용하는 동작이라는 운동이라는 용어는 평행이동 및/또는 회전을 의미한다). 상대운동구동기구는 (지면에 대하여) 고정상태의 가공대상물과 이에 대하여 움직이는 분배용 모세관 지지장치로 구성되거나, 또는 다른 방법으로서 (지면에 대하여) 고정상태의 분배용 모세관 지지장치 및 이에 대하여 움직이는 가공대상물로 구성되거나, 또는 양 상대운동의 조합으로 구성될 수 있는데, 여기서 분배용 모세관 지지장치와 가공대상물은 둘 다 지면에 대하여 움직인다. 상대운동장치(240)는 일반적으로 서로에 대하여 움직이는 두 개의 부분을 가진다고 언급하였지만, 이들 부분(241a, 241b)의 각각은 매우 복잡하며 서로에 대하여 움직이는 많은 부품으로 구성된다.
분배용 모세관(260)의 기계적 안내작용은 적어도 두 개의 기구에 의해 이루어지는데, 양 기구는 홈(256)과의 상호작용을 수반하며 둘 다 효과를 나타낸다. 본 실시형태를 일반적인 원리를 예시하는데 사용할 것이다.
도 2 및 도 2A에 도시한 바와 같이, 하나의 안내기구에 따르면, 분배용 모세관(260)은 자성 매체 및 디지털 매체의 출현 전에 널리 사용되었던 오디오 기록에서 레코드 바늘처럼 홈 속에서 기계적으로 진행하다. 경우에 따라서, 도 2A에 도시한 바와 같이, 분배용 모세관(260)은 홈의 바닥(258)에 놓일 정도로 조금 충분하며 홈의 측벽(259)은 도 2A에 도시한 바와 같이 추적을 가능하게 한다. 이 홈들은 도 17에 도시한 바와 같이 반원통형을 포함한 다양한 형상이 될 수 있다.
도 3 및 도 3A에 도시한 바와 같은 다른 경우에, 분배용 모세관(360)은 처리된 홈(356)의 치수보다 크며 따라서 홈(361)의 상단엣지상에 걸쳐있어서, 역시 기계적인 정렬상태를 이룬다. 도 3은 처리되고 있는 웨이퍼의 홈(356)의 폭보다 큰 직경의 원형 단면을 갖는 분배용 모세관(360)을 보여준다.
따라서, 이와 관련하여 분배용 모세관은 직물형 가공대상물 표면에 의해 형성된 경로를 기계적으로 추적할 수 있는 사이즈로 되어있다. 도 2A에 도시한 바와 같이 적절한 사이즈 범위의 일단부에서 추가의 추적기능(후술함)이 없는 단순한 원통형이 홈 폭에 대하여 충분히 작은 직경을 가지므로, 관 자체는 홈의 폭 내에 꼭 맞는다. 따라서 이런 관은 경로를 기계적으로 추적할 수 있는 크기로 되어있다. (경우에 따라서, 이렇게 비교적 작은 관은 막히게 되는 문제가 있을 수 있지만, 경우에 따라서 막힘 없이 동작할 수 있어서 유용하다. 막힘이 문제가 되는지는 주로 처리되고 있는 재료의 성질에 의존한다. 액체를 함유하는 재료가 역시 은입자 잉크 같은 입자를 갖는 경우, 소직경의 모세관은 난관을 나타낼 수 있다. 입자들이 존재하지 않는 경우, 소직경의 분배용 모세관은 통상적으로 동작하는데 문제가 없다).
기계적으로 추적할 수 있는 크기로 되는 범위의 다른 단부에는 홈의 폭보다 직경이 수 배 큰(일반적으로 대략 10배 큰) 관이 있는데, 이는 기계적으로 경로를 추적할 수 있는 적절한 크기라고 생각할 수 있다. 이런 큰 관은 도 3A에 도시한 바와 같은 단순한 원통일 수 있다. 그러나 아래에 보다 자세히 설명하는 것 같은 추가의 추적 기능이 제공될 수 있다. 도 3A는 일정한 축적으로 도시되어 있지 않지만 처리될 홈 속에 홈의 폭의 대략 10배인 직경을 갖는 관의 범위의 상단을 예시하는 상황을 나타낸다는 것을 의미한다.
따라서, 도 2A 및 도 3A에 도시한 관은 모두 이들과 관련되어 도시한 홈을 기계적으로 추적할 수 있는 크기 및 형상으로 되어 있는데, 각각 홈의 폭과 비교하여 모든 관은 도 2A에 도시한 것보다 큰 직경과 (홈의 폭의 대략 10배인 관을 나타내는) 도 3A에 도시한 것보다 작을 것이기 때문이다.
도 4 및 도 15를 참조하여 개략적으로 도시한 바와 같이 제 2 안내기구에 따르면 분배용 모세관(260, 1560)은 분배된 액체(264, 1564) 자체의 모세관 작용에 의해 홈에 유지되는데, 분배된 액체는 분배관(260, 1560)의 분배단부(261, 1561)와 가공대상물(240, 1540) 사이를 메운다.
관과 가공대상물의 상대운동은 따라가게 되는 관의 원하는 경로인 홈 근처에 관이 분배단부(261)를 유지하도록 제어될 수 있지만, 제조 변화 및 기계 정밀도에 의해 자유로운 분배용 관이 따라가게 되어 가공대상물 내의 홈같은 물리적 경로로부터 벗어나게 될 것이다. 관의 유연성으로 인하여 측방향 및 수직방향으로의 편향이 가능하므로 아래와 같이 일정한 형식을 갖춘 것처럼 완전히 정렬되지 않더라도 관의 홈 속에서 추적한다.
이는 도 16을 참조하여 보다 자세하게 이해된다. 설계자는 수학적으로 이상적인 가공대상물 경로(1602)를 규정하는데, 이 경로를 따라서 예를 들어 반도체 웨이퍼상의 금속화 홈을 규정하는데 액체를 함유하는 재료를 제공하는 것이 바람직하다. 물리적 가공대상물 경로(1604), 예를 들어 홈은 예를 들어 아래에 보다 자세히 설명하는 에칭, 레이저 가공이나 그 외의 기술에 의해 가공대상물 표면상에 정해진다. 전형적으로 오차(Δ1)가 있을 수 있는데, 이 오차에 의해 물리적 가공대상물 경로(1604)는 이상적인 수학적 가공대상물 경로(1602)로부터 벗어난다. 예를 들어, 홈형성기술은 일반적으로 왜곡, 치수오차 및 그 외의 위치적 정밀도 한계를 가질 것이며, 마찬가지로 물리적 상대운동 구동기구상의 가공대상물의 배치와 관련된 유한 허용오차가 있을 것이다.
도 2를 참조하여 개략적으로 도시한 바와 같은 상대운동 구동기구(241)는 수학적 상대운동 경로(1606)를 따르도록 프로그램되거나 다른 방법으로 구성 및 제어되어있다. 수학적 상대운동 경로(1606)는 분배용 모세관의 형상, 물리적 가공대상물 경로, 방향 반전하도록 작동되는 회전, 양자 사이의 상대운동 속도를 고려하기 위해 설계되므로 분배용 모세관(260)의 분배단부(261)는 수학적 가공대상물 경로(1602), 예를 들어 홈(256)의 수학적 표현과 정확히 일치하는 수학적으로 구속되지 않은 분배단부 경로(1608)를 따를 것이다. 여기서 사용하는 바와 같은 구속되지 않는다는 것은 (전술한 바와 같이 사전 하중인가에 의한 휨을 포함한) 완전히 편형하고 마찰이 없는 가공대상물을 따라서 접촉 및 이동할 수 있게 된 경우에 분배 단부(261)가 이동하게 되는 경로를 의미한다.
그러나 도 16에서 오차(Δ2)에 의해 포착된 바와 같이 수학적으로 구속되지 않은 분배단부 경로(1608)로부터 물리적으로 구속되지 않은 분배단부 경로(1610)가 벗어나게 되는 많은 오차 원인이 있다. 예를 들어, 분배관은 완전한 직선형이 아닐 수 있으며 상대운동 구동시스템은 밴드폭, 모터 크기 등의 한계를 가질 것이다.
오차(Δ1, Δ2)가 축적된 영향 때문에 물리적으로 구속되지 않은 분배단부 경로(1610)는 오차(ε)만큼 물리적 가공대상물 경로(1604)로부터 벗어난다. 오차(ε)는 분배용 모세관의 유연성에 의해 조정되어 분배관의 분배단부(261)가 정확히 추적할 수 있게 되고, 물리적 가공대상물 경로(1604)를 따른다. 전형적으로 오차(ε)는 물리적 가공대상물 경로의 연장된 치수에 수직하게 그리고 일반적으로 가공대상물이 위치하는 평면 내에서 구속되지 않은 분배단부 경로(1610)와 물리적 가공대상물 경로(1604) 사이의 측방향 편차에서 분명할 수 있다. 오차(ε)는 또한 예를 들어 가공대상물의 두께 변화 때문에 구속되지 않은 분배단부 경로(1610)와 물리적 가공대상물 경로(1604) 사이의 수직 편차에서 분명할 수 있다.
모세관의 길이는 직면하게 될 최대 오차(ε)에 따라서 선택될 수 있다. 따라서 최대오차가 100미크론이라면 모세관은 비교적 짧게 즉 길이가 불과 수 미리일 수 있다. 그러나 최대 오차가 1mm이라면, 적어도 길이가 10mm인 비교적 긴 모세관이 보다 적절할 것이다.
중요하게 고려할 사항은 분배단부에서 관의 각도를 홈 자체에 대하여 너무 크게 취하는 것을 방지하는 것인데, 큰 각도는 관이 홈의 엣지 위에 보다 쉽게 올라타서 홈으로부터 이탈하기 때문이다. 이 때문에 최대 예상 오차가 증가함에 따라서 관의 길이도 비례하여 증가되어야 한다. 홈에 대하여 주어진 최대각도의 각의 편향과 길이 사이의 균형은 관이 따라서 가서 외팔보로서 휘어지는 관이나 그 외의 구조부재에 적용된다. 이 균형은 또한 그 지지부에서 피봇동작할 수 있게 된 직선관의 경우에도 적용된다.
구속되지 않은 분배단부 경로(1610)와 물리적 가공대상물 경로(1604) 사이의 오정렬에 원하는 정도의 허용오차를 제공하는데 필요한 조작변수는 홈 내의 관의 역학을 검사함으로써 추측할 수 있다. 가공대상물이 홈의 측벽은 매우 얕은 정도로부터 매우 가파른 정도(가공대상물의 면에 수직한 정도)까지의 넓은 범위에 걸쳐서 변할 수 있다. 모세관의 홈에서 분리되기 전에 모세관의 홈에 의해 가해질 수 있는 최대 복원력은 관의 예비부하에 의해 결정되는 것처럼 가공대상물에 대한 관의 하향력에 대략 비례할 것이다. 홈과 모세관의 상대 형상은 예비부하력과 최대복원력 사이의 일정한 비례관계를 변화시킬 것이다. 유용한 추측은 홈의 벽이 가공대상물에 대하여 45도에 있고 홈과 관 사이에는 마찰이 없다고 가정함으로써 이루어질 수 있다. 이 경우, 최대복원력은 임의의 예비부하력과 대략 동일하다. 이는 수직방향과 수평방향에서 동일한 강성을 갖는 관에 대해서만 적용됨을 주목하라.
따라서, 홈 속에서 분배용 모세관의 기계적 추적은 적극적인 예비부하력으로 홈에 대하여 밀어진 분배용 모세관을 가짐으로써 지원된다. 이렇게 하는 적절한 방법은 여기서 개시하는 발명의 경계 내에 있다고 생각된다.
한 가지 방법은 홈에 대하여 튜브에 스프링 부하를 주는 것이다. 스프링 부하는 분배용 모세관(260) 자체의 탄력성을 이용하여 이룰 수 있다. 예를 들어, 적절한 분배용 모세관은 내경이 65미크론이고 외경이 90미크론이며 외팔보 길이가 5mm이며 스테인리스 스틸 관편의 내경에 부착된 폴리이미드관으로 만들어질 수 있다. 강관은 지지 조립체 속에 고정 지지된다. 이 분배용 모세관은 수평에 대하여 일반적으로 30도의 각도로 하방으로 배치된다. 이 스프링 예비부하는 모세관이 가공대상물에 접촉할 때까지 모세관을 하강시킨 다음에 분배용 모세관 지지조립체를 다시 1mm 하강시켜서 연장된 분배용 모세관을 휨으로써 적용된다. 도 14는 (특히) 휘어진 분배용 모세관(1460)을 개략적으로 보여준다. 이 홈은 일반적으로 폭이 30-50미크론이지만 이보다 작거나 큰 폭도 가능하다.
도 10은 강관(1063)이 지지조립체(1065)에 고착되고 폴리머 분배관(1060)이 강관(1053)으로부터 연장되는 (후술하는 다중관 실시형태에 대한) 전형적인 배치를 보여준다. 붕규산염 같은 유리로 만들어진 분배용 모세관을 사용하는 것도 가능하다. 폴리머 분배관은 높은 댐핑효과를 갖는데, 이는 유리의 댐핑효과에 비교하여도 손색이 없다. 다른 적절한 후보는 내경이 50미크론이고 외경이 80미크론인 석영모세관이다. 스테인리스 스틸 같은 금속도 사용할 수 있다. 필요하다면 폴리머 박층으로 코팅함으로써 이런 구조에 댐핑효과를 부가할 수 있다. 유리나 금속 같은 높은 계수의 재료로 된 모세관의 경우에 관은 동일 정도의 오차(ε)를 보상하기 위해 폴리머관보다 길어야 할 것이다. 모세관은 또한 소직경까지 점차 감소되는 대직경의 단면을 갖도록 축소될 수 있다. 붕규산염 유리는 예를 들어 기술적으로 알려진 방법에 의해 이런 방식으로 축소될 수 있다. 관의 막힘을 피하기 위해 분배된 재료가 분배용 모세관에 들어가기 직전에 필터를 통해 흘려주는 것이 유리하다. 필터는 관의 내경의 일부보다 큰 어떤 입자라도 보유하여야 한다. 예를 들어, 내경이 100미크론인 관을 사용하는 경우, 필터는 10미크론보다 큰 입자를 보유하여야 한다.
복원력과 임의의 하향력 사이의 관계에 관한 상기 설명에 이어서, 관이 원형이라면 가공대상물에 수직한 관의 면과 가공대상물에 평행한 면에서의 강성(stiffness)은 대략 동일하다. 따라서, 홈으로부터 관의 단부의 최대 오정렬은 가공대상물에 대한 관의 에비하중 거리와 대략 동일할 것인데, 이는 이완되어 예비부하가 0인 경우에 비하여 예비부하상태에서 관의 분배단부와 가공대상물 사이의 간격차이를 의미한다.
분배관의 고유 유연성을 이용하여 분배관이 홈을 따라서 추적하도록 하는 추종을 제공하는 것이 편리하지만 다른 접근방법이 가능하다. 예를 들어, 도 28을 참조하면 유체밀봉성의 피봇동작하는 볼 및 소켓 죠인트(2868, 2869)를 하나 이상의 탄성 스프링 요소(2880)와 함께 이용하여 원하는 정도의 추종성을 제공하여 분배관(2860)이 홈(2856)을 따라서 추적할 수 있게 한다. 이런 접근방법은 분배팁의 국소적 축선과 가공대상물상의 홈의 축선 사이의 (평면도에서의) 각도가 추종성이 관의 유연성으로부터 생기는 경우보다 주어진 정도의 측방향 벗어남에서 작게 될 것이라는 이점을 갖는다.
상기 효과는 도 29A 및 도 29B에서처럼 그 지지단부 근처의 관을 부분적으로 주름지게 함으로써 접근할 수 있다. 분배관(2960)은 측방향으로 국소적으로 강성이 감소됨을 특징으로 하는 대략적으로 타원형의 주름진 영역(2969)을 형성하기 위해 그 지지단부 근처에서 소성변형되어 있다. 이는 지지단부 근처의 국소영역에서 휨을 집중시켜서 피봇의 거동에 근접시키는 효과를 갖는다. 또한 수직방향 및 수평방향에서 보다 큰 강성을 갖는 분배관을 제작하는 효과를 갖는다, 이는 여기서 다른 곳에서 설명한 바와 같이 유리할 수 있다.
도 18에 도시한 바와 같이 후술하는 추적을 규정하는 것과 관련된 이유 때문에 관(1860)상에 기능부(1890)를 성형하는 것이 유리할 수 있다. 이런 기능부는 에폭시나 그 외의 폴리머 접착제로 제조될 수 있으며, 그 형상은 관이 배치되는 실리콘고무 몰드에 의해 주어진다.
도 19를 참조하여 개략적으로 도시한 유용한 선택사항은 이런 주조 기능부를 영구자화가 가능한 재료의 입자들로 채우는 것이다. 예를 들어 입자들은 자성산화철로 구성되거나 또는 네오디뮴-철-붕소 입자 같은 희토류 자석재료로 구성될 수 있다. 성형후에 이 재료는 남북의 축선이 분배관(1960)의 축선에 수직하도록 극성을 부여받을 수 있다. 이 작은 영구자석은 가공대상물(1940) 아래에 저탄소강 플레이트 같은 강자성 재료로 된 플레이트(1991)를 배치함으로써 분배용 모세관상에 하향력을 제공하는데 이용될 수 있다. 이런 방식으로 관(1960)에 스프링에 의한 예비부하를 인가할 필요가 없어도 높은 하향력을 관에 가할 수 있다. 물론, 관의 추적 능력을 증대시키기 위해 기계적인 스프링에 의한 예비부하에 자성에 의한 예비부하도 추가할 수 있다. 자성에 의한 예비부하만이 존재하는 경우, 도 19에 도시한 것과는 반대로 분배관(1960)은 가공대상물(1940) 쪽으로 오목한 굴곡을 갖도록 휘어질 수 있을 것이다.
분배용 모세관은 도 2, 도 4 및 도 5처럼 도면의 대부분에서 처리될 표면에 대하여 작은 각도로 배치되는 것으로 도시되어 있지만, 이 관의 각도는 넓게 변할 수 있다. 한편으로는 표면에 거의 평행하게 될 수 있다. 다른 한편으로 표면에 수직하게 끝까지 갈 수 있다. 관을 표면에 대하여 수직하게 유지하면 관의 지지단부를 가공대상물쪽으로 회전시킬 필요 없이 양방향 분배를 수행할 수 있다는 이점을 갖는다.
예를 들어, 도 20A-도 20D를 참조하여 개략적으로 도시한 바와 같이, 분배관(2060)의 지지단부(2063)가 도시한 바와 같이 가공대상물(2040)의 면에 대하여 실질적으로 직각으로, 즉 직각으로 유지된다면 관은 가공대상물의 엣지에 대하여(도 20A에 도시한 바와 같이 우측으로) 움직일 수 있으므로, 관이 가공대상물(2040)에 접촉할 때 지지단부(2063)는 가공대상물에 대하여 직각을 유지하지만, 분배단부(2061)는 직각상태로부터 벗어나서 휘어져서 도 20B에 도시한 바와 같이 팁쪽으로 굴곡된 형상을 취한다. 관의 분배단부가 도 20C에 도시한 바와 같이 가공대상물 경로홈(2056)의 전장을 횡단하는 경우 상대운동의 방향이 (도시한 바와 같이 좌측으로) 역전될 수 있다. 모세관(2060)은 모세관이 (앞에서 제일 먼저 언급한 엣지의 반대측) 엣지와 접촉하고 모세관 분배단부(2061)가 다시 휘어질 때까지 가공대상물쪽으로 다시 움직여서 반대부호, 또는 도 20D에 도시한 바와 같은 방향을 가지고 표면에 대하여 동일한 형상의 곡면을 취한다.
도 21A-도 21D를 참조하여 개략적으로 도시한 바와 같이 가공대상물의 표면에 수직하게 분배관의 지지단부를 유지하기보다는 분배용 모세관(2160)의 지지단부(2163)를 가공대상물(2140)의 표면에 대하여 제 1 각도로 기울인 후 (도 21B에 도시한 바와 같이 우측으로) 관과 가공대상물 사이의 상대운동으로 관이 가공대상물(2140)의 표면의 전장을 횡단한 후, 분배관(2160)의 지지단부(2163)는 상대운동의 방향이 역전됨에 따라서 도 21C에 도시한 바와 같이 직각으로 반대 각도로 기울어질 수 있으며, 도 21D에 도시한 바와 같이 다른 방향으로 횡단을 시작한다. 간단한 피봇동작이 도시되어 있지만, 4개의 막대 연결기구(linkage) 같은 다른 적절한 연결기구를 이용하여 이동 중에 분배팁이 가공대상물의 면의 더 아래에 배치되지 않게 할 수 있다. 분배관의 지지단부(2163)를 기울이는 것이 유리한지는 관의 유연성, 관과 그 이동환경 사이의 마찰, 상대운동장치의 복잡 정도 등에 의존될 것이다.
직물형태 조직의 홈에 분배용 모세관을 자체정렬하고 추적하는데 있어서의 한가지 이점은 분배용 모세관 구동기구가 홈에 미리 정렬될 필요가 없으므로 물리적으로 구속되지 않은 분배단부 경로(1610)가 물리적 가공대상물 경로(1604)와 완전히 정렬되지 않더라도 재료가 분배되는 물리적 가공대상물 경로와 분배관이 완전히 정렬되도록 움직인다는 것이다. 즉 분배를 행하는 기계에서 머신비젼(machine vision) 또는 그 외의 시스템이 필요하지 않다. 또한 홈의 간격이나 직진성에서의 작은 변화가 보상될 수 있다. 일반적으로 추적 및 정렬 허용오차가 완화된다.
분배용 모세관은 물리적 가공대상물 경로홈 속내에 일단 있게 되면 그 홈 속에 머무르게 되지만 먼저 홈을 찾아야 한다. 이를 달성하는 편리한 방법은 도 5A, 도 5B를 참조하여 개략적으로 도시한 바와 같이 도입(lead-in) 기능부를 제공하는 것이다. 이들 기능부들은 개개의 홈(556)의 단부로부터 방사상으로 퍼지며, 가공대상물 표면에 융기된 갈매기 형상 또는 쐐기 형상의 오목부 형태를 취할 수 있다. 이들 기능부는 가공 통과 초기에 모세관을 정렬시키지만 일단 모세관이 홈의 직선구간에 들어가면 복원력을 제공하지 않는다. 예를 들어, 도 5A는 가공대상물(540)상의 삼각형 도입기능부(566)를 보여준다. 분배용 모세관(560)은 삼각형 도입부(566)의 일측벽을 따라서 걸쳐질 것이며, 중심쪽으로 당겨진 다음에 홈(556)으로 들어간다. 이런 도입기능부는 여기서 이 용어를 사용하는 것처럼 정렬가이드의 일 형태이며, 그 중의 어느 것인가를 아래에서 설명할 것이다. 일반적으로 정렬가이드는 홈 내에 분배용 모세관을 규정하고 이를 거기에 유지하거나 또는 교체되는 경우에 홈 내에 복귀시키는데 도움이 된다.
도 5B는 처리될 홈(556)에 집중하게 되는 두 개의 도입홈(567a, 567b)으로 구성되는 도입기능부(567)의 대체 형태를 보여준다. 이런 도입기능부는 도 5A에서 566처럼 직물형가공 공정이 연장영역을 에칭하는데 적합하지 않은 경우에 유리할 수 있다. 이 분배관은 홈(567a 또는 567b)에 잡혀서 횡으로 밀어져서 홈(556) 속으로 추적하게 될 것이다. 이 반경형 전이부(567r)는 홈(556)에 접하는 원호형이며 트랙(567a 또는 567b)을 따라가는 관을 완만하게 홈(556) 속으로 밀어 넣는 것을 도와주므로 관이 도입트랙과 호(556)의 접합부에서 홈으로부터 빠져 나오게 될 가능성을 최소화시킨다. 명확히 하기 위해 도 5B에는 광을 포획하는 직물형태가 도시되어 있다.
홈 속에서의 모세관의 추적을 향상시키는 다른 수단은 둥글지 않은 분배용 모세관을 사용하는 것이다. 분배용 모세관의 비원형 단부로부터 유래하는 몇 가지 추적기능부들을 아래에 설명한다. 예를 들어, 도 6에 개략적으로 도시한 바와 같이, 대략 타원형 단면을 가지며 장축선이 수직하게 배치된 분배용 모세관(660)은 동일한 단면적의 원형 관보다 홈(656) 속에 깊게 끼워질 것이며 따라서 추적특성을 향상시킬 것이다. 이렇게 대략 타원형 단면을 만드는 한 가지 방법은 주름지거나 찌부러진 관을 제공하는 것이다. 예를 들어 관을 소성변형시키는 두 개의 롤러 사이에서 관을 압착시키는 것 같이 부분적으로 편평하게 될 수 있다. 그리고, 관이 편평해진 영역 내에서 절단되어 두 개의 관부를 형성하는데, 각 관부는 대략 타원형 단면을 갖는 단부를 갖는다.
도 7을 참조하여 개략적으로 도시한 바와 같이, 원형 단면을 갖지만 비스듬하게 절단된 팁(757)을 가져서 역시 홈 속에서의 보다 양호한 추적성을 제공하는 분배용 모세관(760)을 제공할 수도 있다. 그 결과의 형상은 사각형의 절단된 노즐보다 예리한 팁을 가질 것이며, 이 예리한 팁은 홈 속에서 보다 쉽게 추적할 것이다. 또한, 팁은 작게 구겨져서 역시 보다 정확하게 추적할 괭이형상의 팁을 만들 수 있다.
또한 분배용 모세관의 바닥에 돌출부가 있는 단면을 갖는 분배용 모세관을 제공할 수도 있다. 이 돌출부는 분배용 모세관이 홈으로부터 튀어나오는 것을 방지함에 의해 추적성을 향상시키는데 사용될 수 있다.
한 가지 유형의 추적기능부는 여기서 그 용어를 사용하는 바와 같이 돌출부의 형태이며, 분배용 모세관을 반도체 표면 속으로 미는 적극적인 힘을 제공하는 것과 함께 전술한 구조를 이중으로 사용하는 이점을 취할 수 있다. 주조된 돌출기능부(1890, 1790)는 앞에서 설명하였고 각각 도 18 및 도 17에 도시되어 있는데, 이는 자성 입자들로 채워질 수 있다. 이런 주조 기능부(1790)는 또한 바로 앞에서 설명한 경사팁 또는 주름진 팁 같이 홈(1756) 내에서 기계적으로 추적할 수 있는 크기와 형상을 가질 수 있다. 실제로 이런 주조 기능부가 전술한 바와 같이 예를 들어 에폭시로 만들어진 분배관(1760, 1860)의 팁 상에 몰딩성형되는 경우는 홈(1756)과 확실하게 결합하기 적합한 어떤 형상 및 크기도 될 수 있다. 예를 들어 도 18은 둥근 면(1893)을 갖는 분배관(1860)의 바닥(도시와 같음) 상의 일반적인 원형 원통체를 보여준다. 도 22는 분배관(2260) 상에 유사하면서도 평면(2293)을 갖는 형상의 기능부(2290)를 보여준다.
유용한 선택사항은 이 주조 기능부를 실리카나 그 외의 세라믹 입자 같은 내마모성 입자로 채우는 것이다. 이런 방식에서 추적 기능부는 장기간의 사용에도 마모되지 않을 것이다.
도 23을 참조하여 도시한 바와 같이, 소직경의 와이어(2390)를 분배관(2360)의 단부에 부착시킴으로써도 추적 기능부를 만들 수 있다. 이 와이어는 금속, 세라믹 또는 폴리머가 될 수 있다. 예를 들어, 직경이 25미크론인 스테인리스 스틸 와이어를 에폭시를 사용하여 외경이 100미크론인 폴리이미드 관의 측면에 접합할 수 있다. 이 와이어는 추적 기능부로서 작용하는데, 이는 가공대상물과 접촉한 상태에서 마모에 대한 뛰어난 내마모성을 갖는다.
추적 기능부를 갖는 모세관을 제작하는 다른 수단은 적절한 단면을 갖는 플라스틱관을 압출하거나 드로잉하는 것이다. 드로잉이 특히 유리한 방법이다. 선택된 폴리머 봉을 원하는 단면의 대규모 확대 형태로 기계가공한다. 봉의 단부를 가열한 다음에 원하는 최종 치수로 축소한다.
따라서, 일부 적절한 추적 기능부로는 다음이 포함되지만, 이들에 한정되는 것은 아니다: 관의 분배 단부에서 몰드성형된 범프나 그 외의 형상; 타원형 단면관 또는 관분배 단부 같은 진원이 아닌(out-of-round) 단면의 분배 단부; 비스듬하게 절단된 분배단부팁; 괭이 형상의 팁 및 분배 단부의 바닥에서 돌출부를 갖는 관. 몰딩성형된 범프라기 보다는 관은 기계가공되거나 또는 관단부를 주름형성하여 마련된 일체형 범프를 가질 수 있다. 전술한 바와 같이 가공대상물 경로를 기계적으로 추적할 수 있는 크기 및 형상을 갖는 원형 단면관이 외부 돌출부 같은 추가의 추적 기능부가 없더라도 그 용어가 여기서 사용하는 것처럼 추적 기능부를 구성하는 것으로 생각된다.
추적 기능부는 두 개의 평면 기능부의 경우는 관의 전체 길이의 일부 또는 전부를 따라서 25901, 25902 처럼 도 18, 도 22 및 도 23에 도시하거나 도 25에 도시한 바와 같이, 또는 24901, 24902 처럼 도 24에 도시한 바와 같이 관(1861, 2261, 2361)의 분배단부에만 제공될 수 있다. 추적 기능부는 또한 바람직하게는 직물형태의 가공대상물 표면에 형성된 경로를 기계적으로 추적하는 어떤 방식으로 크기와 형상이 정해져야 한다. 따라서, 추적 기능부의 측방향 치수는 유리하게는 함께 작용하게 되는 홈의 측방향 치수와 대략 동일하거나 그보다 작다. 그 목적은 모세관 자체가 홈보다 상당히 큰 경우에라도 홈 속에 잘 끼워지고 추적을 위한 높은 복원력을 제공하는 것이다.
도 20 및 도 21과 관련하여 앞에서 설명한 바와 같이 도한 도 24 및 도 25에 도시한 바와 같이 양방향 처리와 관련된 이유 때문에, 추적 기능부(24901, 24902)가 분배용 모세관(2460)의 단일 직경(D)의 반대측 단부(d1, d2)에 존재하는 것이 유리할 수 있다. 도 24는 둥근 면을 갖는 관의 외측면의 상당한 길이를 따라서 분배용 모세관(2460)의 축선에 평행한 추적 기능부를 보여준다. 도 25는 평면을 갖는 분배단부(2561) 부근에만 추적 기능부(25901, 25902)를 보여준다.
이 추적 기능부는 제 1 방향으로 가공대상물을 따라서 통과하는 동안에 유연한 관의 분배단부가 제 1 각도(α)로 가공대상물에 대하여 기울어지거나 또는 곡면이 제 1 기호의 곡면(예를 들어 도 20A에 도시한 바와 같이 우측으로 오목함)을 갖는 상태에서 분배관이 홈 내에서 기계적으로 추적하고 직경(D)의 일단부에서의 위치(d1)에서 가공대상물과 접촉하는 것을 도와준다. 그리고 전술한 바와 같이, 상대운동 기구는 방향을 반전시킬 수 있다. 유연한 관의 분배단부는 휘어진 다음에 α의 제 2 각도 및/또는 제 1 기호와는 반대의 기호(예를 들어 도 20D에 도시한 바와 같이 우측으로 오목함)를 갖는 제 2 굴곡으로 가공대상물에 대하여 기울어진다. 또한, 접촉 지점은 d1으로부터 분배관의 직경(d)의 반대측 단부에서 d2가 될 것이다. 그리고 상대운동 장치는 먼저 횡단한 방향과는 반대 방향으로 분배관을 당기므로 접촉지점(d2)은 전체 다음의 통과동안 표면과 접촉상태를 유지한다. 두 번째 통과의 종료시에 상대운동 장치는 다시 방향으로 반전시키고, 지점(d1)은 다시 접촉지점이 된다.
경우에 따라서는 분배관의 단부 단면의 원주 주위에 하나, 둘 또는 그 이상, 예를 들어 네 개의 위치에 추적 기능부를 제공하는 것이 유리할 수 있다. 경우에 따라서 관의 분배단부는 비원형 단면을 가질 수 있다. 이런 경우에는 직경 같은 형상의 단면의 크기를 참조하는 것이 적절하지 않을 수 있다. 여기서 사용하는 것처럼 횡단 크기 또는 단면 크기는 이런 단면적을 가로지르는 거리를 의미하여야 한다.
24901, 24902에 도시한 바와 같이 추적 기능부가 분배관의 전장을 따라서 이어지는 경우에, 단일 및 이중 추적 기능부는 가공대상물에 직각인 관의 면에서의 분배관의 강성이 가공대상물에 평행하게 배치된 관의 강성보다 높다는 이점을 갖는다. 이렇게 홈으로부터 관의 분배단부(2461)의 최대 허용 오정렬은 주어진 양의 예비부하 배치에서 원형 관의 경우에서보다 클 것이다.
일반적으로 서로 다른 축선에서는 다른 강성을 가지며, 특히 가공대상물의 면에서의 강성이 가공대상물에 수직한 강성과 다른 분배관을 제공하는 것에 흥미가 있을 수 있다. 외부 추적 기능부를 추가하는 것은 이런 효과를 갖겠지만, 추적 기능부가 합체되는지 아닌지가 바람직할 수 있다. 팁에서의 형상을 변형시키지 않고서 서로 다른 강성을 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 분배용 모세관은 공압출되거나 또는 다른 방법으로서 원주의 여러 구역에서 서로 다른 특성을 갖는 재료로 제작될 수 있다. 다른 방법으로서, 하나의 이런 라인을 따라서 두꺼운 벽부가 있지만 다른 라인에는 없을 수 있거나, 또는 하나의 이런 라인을 따라서 테이프 스트립 또는 일부 다른 재료가 부착되지만, 중심축선의 반대측의 라인을 따라서는 부착되지 않을 수 있다. 또한 관의 수직 강성을 증가시키기 위해 관의 상단 및 바닥에서 모세관의 벽 속에 섬유 같은 강성요소가 몰딩성형될 수도 있다. 하나 이상의 라인 등을 따라서 폴리머 또는 접착제 비드가 제공될 수 있다.
추적 기능부가 있는 경우 및/또는 관이 수평보다 수직방향으로 더 강성이 크게 만들어진 경우, 최대 복원력은 여전히 임의의 예비부하력에 비례한다. 그러나 전술한 간단한 경우와는 달리, 최대 복원력은 예비부하력보다 크며 심지어 상당히 클 것이다.
액체와 홈 표면 사이의 적심각(wetting angle)은 허용범위 내가 되도록 제어되어야 한다. 액체가 너무 적셔져 있으면, 홈의 엣지위로 올라가서 원하는 영역 외부 구역에서 젖을 수 있다. 만일 액체가 너무 젖지 않으면, 액체는 홈 속에 분배된 후에 비드로 파괴될 것이다. 그러나 성공적인 조작이 될 넓은 범위의 적심각이 있다. 이 공정에서 유체의 유동학도 영향을 줄 것이다. 유체가 분배용 모세관을 통해 밀어 넣어지도록 전단유동화(shear-thinning)되지만 일단 홈 속에 있으면 점도가 증가하여 유체가 분배되는 곳에서 머물게 되는 유체를 갖는 것이 바람직할 수 있다. 또한 항복응력, 즉 그 응력 아래에서는 전혀 움직이지 않는 응력을 갖는 유체를 갖는 것이 바람직할 수 있다. 이는 유체가 홈 내에 머무르는 것을 더욱 보장할 것이다. 그러나 액체가 유출하여 홈의 측벽과 접촉하는 것을 포함하여 홈을 채우도록 홈 내에서의 약간의 유동이 바람직할 수 있다. 홈 내의 유체의 운동도 액체 용매의 증발에 의해 구속될 수 있다. 웨이퍼는 이 증발을 더욱 촉진시키기 위해 분배 조작 중에 고온에 유지될 수 있다. 유체가 일단 홈 속에 있을 때 유체의 운동을 제한하는 다른 기구는 액체가 홈 속으로 분배된 후에 액체를 동결시키거나 응집시키거나 겔화시키거나 또는 가교시키는 것이다.
응집, 겔화 및 가교는 분배 전에 단시간에 분배될 재료에 혼합된 화학약품 때문일 수 있다. 다른 방법으로서, 응집, 겔화 또는 가교를 일으키는 화학제는 가공대상물을 둘러싸는 주변에 있을 수 있다. 예를 들어, 가공대상물이 이산화탄소의 블랭킷 하에서 유지된다면 분배되는 수계 재료는 pH, 즉 응집, 겔화 또는 가교를 야기하는데 사용될 수 있는 효과가 급속하게 떨어질 것이다. 팽창성 또는 점조화(shear-thickening) 유체가 유리할 수 있는데, 관에 의해 분배된 유체기둥은 액적을 집거나 형성할 가능성이 적을 것이기 때문이다. 이는 특히 침착된 단면이 분배관의 내경의 단면보다 작은 경우에 중요하다.
홈 근처의 광포착 조직의 특성도 금속화 영역의 엣지의 명확한 한정을 정의하고 유지하는 것을 도와줄 수 있다. 이 홈 엣지 외부의 가공대상물이 편평하다면, 감금이 가능하다. 그러나, 홈의 엣지가 상승하거나 홈 외부의 가공대상물이 낮아지는 경우에는 감금은 보다 확고해진다.
도 3A에 도시한 바와 같이, 벽(359)의 최상단에 있는 홈(356)의 엣지(361)가 예리하고 양측면에서 비교적 가파른 경사를 갖는 경우, 침착된 재료는 홈 속에 머무르며 가공대상물의 인접 상측면을 적시지 않는다는 것을 발견하였다. 이는 도 3A에 도시한 것처럼 엣지(361)의 일측면상의 벽(359)에서의 가파른 경사와 직물형 표면(342)을 형성하는 광포착 조직의 오목부(343)에 의해 형성된 가파른 벽에 의해 달성될 수 있다. 경우에 따라서 이 오목부들이 벽(359) 위의 엣지에 인접하여 근접하게 이격되는 경우, 젖음 현상은 없다는 것이 발견되었다. 다른 경우에, 오목부들이 더 멀리 이격되어 벽(359)과 상기 이격된 오목부 사이에 보다 실질적으로 물결형상 엣지의 평면을 남기는 경우에는 상측면은 바람직하지 못하게 젖을 수 있다. 이는 또한 이는 도 15에서 약간 다른 상황으로 예시되는데, 이 도면은 홈(1556)을 따라서 움직이면서 액체를 함유하는 재료(1564)를 분배하는 분배용 모세관(1560)을 보여주는데 이 재료는 좁아져서 홈을 채우지만 홈의 엣지(1571)를 넘어서 오목부(1543)의 육각형 배열(1542) 속으로 넘쳐흐르지 않는다. 도시한 바와 같은 도 15에서, 홈(1556f)은 재료로 채워진 것으로 도시되어 있지만, 홈(1556e)은 비워진 채로 있다.
상측면의 바람직하지 못한 젖음을 방지하는 것으로 발견된 다른 형상은 도 26에 개략적으로 도시되어 있다. 주홈(2656)의 각 측면에 인접하여 추가의 홈(2656s)이 제공된다. 인접한 홈(2665s)의 벽은 중간엣지(2661)로부터 가파르게 떨어져 있기 때문에 엣지의 각 측면상에는 가파르게 경사진 표면이 있고, 침착된 재료(2664)는 엣지를 넘어서 적시지 않는다. 이런 구조는 또한 2009년 4월 17일 발명자 앤드류 엠 가버(Andrew M. Gabor) 및 리차드 엘 월리스(Richard L. Wallace)에 의해 출원된 "태양전지에 확산층을 패턴형성하는 방법 및 그에 의해 제조된 태양전지"라는 명칭의 국제출원 제 PCT/US2009/02422호의 도 8A-도 8D 및 도 14에 개략적으로 도시되어 있는데, 여기서는 그 전체 내용을 언급함으로써 인용한다.
분배용 모세관의 재료에 대한 유체의 적심은 또한 분배용 모세관의 외측면을 유체가 적시는 경향을 줄이도록 제어될 수 있다.
분배용 모세관을 통한 유속은 바람직하게 제어되어야 한다. 필요한 개략적인 유속은 채워질 홈의 단면적을 계산하고 분배용 모세관의 이동속도를 곱함으로써 추정할 수 있다. 예를 들어, 폭이 30미크론인 반원통형 홈이 액체로 채워진다면 단면적은 3.5×10-6cm2이다. 이 분배용 모세관이 10cm/s로 이동한다면, 필요한 유속은 0.002cc/min이다. 유량은 분배용 모세관 내의 액체의 점성압력강하에 의해 유량이 제어된 상태에서 액체에 압력을 적용함으로써 조절될 수 있다. 예를 들어, 압축된 체적의 재료가 분배용 모세관의 지지단부에 유압으로 연결될 수 있다. 계량펌프 같은 다른 계량방법을 사용할 수 있다.
이 처리가 달성될 수 있는 속도는 공정의 경제성에 중요하다. 홈에 걸쳐서 이동하는 분배용 모세관의 속도는 확실하게는 2m/s로 높고 어쩌면 10m/s로 높을 수 있다. 이 속도를 제한할 수 있는 요인이 있다. 예를 들어, 분배될 재료가 높은 점성을 갖는다면, 분배 속도는 제한될 수 있다.
가공대상물 및/또는 분배용 모세관을 만족스러운 궤도제어로 움직일 수 있는 능력은 중요하다. 전술한 바와 같이 물리적으로 구속되지 않은 분배단부 경로(1610)는 물리적 가공대상물 경로(1604)로부터 약간 오정렬될 수 있는데, 왜냐하면 홈 속에서 추적하는 기계적 및 모세관 힘이 어느 정도의 오차(ε)를 보상할 것이기 때문이다.
분배관이 홈으로부터 제거되는 경우에 도움이 될 다른 형태의 정렬 가이드가 제공될 수 있다. 이 형태의 정렬 가이드는 여기서 복원 기능부 또는 조종 기능부라고 부른다.
도 8에 도시한 바와 같이, 분배를 위한 설계 홈(856)에 인접한 직물형 경계가 제공될 수 있다. 이들은 도 5A를 참조하여 앞에서 예시한 삼각형 도입 기능부(566)와 유사한 경사홈(867)의 정렬 가이드인데, 이들은 위치 이동된 분배용 모세관(860)을 원하는 홈(856)의 경로(도 16에서는 물리적 가공대상물 경로(1604)라고도 부른다)로 다시 조정 또는 복귀시킬 것이다. 이들은 특히 여기서 복원 기능부라고 부른다. 설계 홈(856)을 둘러싸는 방향성 조직(867) 위에서 분배용 모세관(860) 팁이 움직이면 팁 상에 경사방향 힘을 만들어서(형태에 의한 수직력과 마찰력의 조합) 모세관을 원하는 경로쪽으로 구동시키기 쉽다. 이 복원력은 표면 조직의 비스듬하게 배치된 복원 기능요소를 가로질러 팁이 움직임으로써 발생된다. 조정 기능부는 분배홈(856)의 각 측면에 반영되어있다.
움직이는 분배관 팁에 비스듬한 마찰력을 생성하는 많은 조직들은 가능한 조정, 복원 기능을 제공한다. 선형 홈은 이들 기능의 작은 부류일 뿐이다.
따라서, 직물형 반도체의 표면의 도입 기능부 및 복원(조종) 기능부는 둘 다 여기서 일반적으로 정렬 가이드라고 부른다.
전술한 바와 같은 도입 기능부는 분배를 위한 원하는 물리적 가공대상물 경로(1604)를 따라서 별개로 형성된 홈(856)을 가질 필요성을 없앨 수 있다. 원하는 물리적 가공대상물 경로(1604)는 분배를 위한 물리적 가공대상물 경로(1604)에 걸쳐지는 두 가지 서로 반대측에 배치된 직물형 재료 세트 사이에 집중하는 선에 의해 형성될 것이다.
도 9A는 도 8의 패턴과는 유사하지만 물리적 가공대상물 경로(1604) 홈이 없는 패턴을 도시한다. 라인에 인접하여 서로 대칭상인 포켓 패턴이 있다. 도 9A에 도시한 설계에 있어서, 분배용 모세관이 일반적으로 하부 좌측으로부터 상부 우측으로 움직이는 경우, 물리적 가공대상물 경로는 모세관이 놓이는 서로 반대측으로 각을 이루는 반구형 포켓열의 집중부에 있을 것이다. 도시하지 않은 대체 설계들은 도 9A에 도시한 것과 유사하다. 그 패턴들은 횡단릿지가 될 수 있다.
도 9B에 도시한 설계는 도 9A와 관련하여 앞에서 설명한 것과 유사하지만 물리적 가공대상물 경로(1604)에 마련된 홈(956)상에 집중하는 횡단릿지의 패턴이 있다는 것이 다르다. 유체는 홈 속에 분배되고 있는 것으로 도시되어있다.
앞에서 설명한 순수한 비스듬한 기능부들은 이동하는 분배용 모세관 팁을 비스듬하게 조정할 유일한 기능부가 아니다. 다른 것으로는 다른 간격으로 이격된 오목부들, 지그재그 패턴의 릿지 및 뛰어넘어서 이어지는 홈들이 포함된다.
도 13에 도시한 것과 유사한 도입 기능부 같은 정렬 가이드, 및 도 8, 도 9A 및 도 9B에 도시한 것 같은 복원 기능부를 포함한 웨이퍼의 직물형 표면은 적절한 수단에 의해 확립될 수 있다. 이들 기능들 전부는 아니지만 일부에 유용한 특히 매력적인 일반적인 기술군은 2009년 4월 17일에 발명자인 벤저민 에프 폴리토(Benjamin F. Polito), 홀리 지 게이츠(Holly G. Gates) 및 에마뉴엘 엠 삭스(Emanuel M. Sachs)에 의해 출원되어 2009년 10월 22일 WO2009/128946으로 공개된 "불규칙 표면의 쐐기형 압인 패터닝"이라는 명칭의 국제출원 제 PCT/US2009/02423호에 설명되어 있는데, 여기서는 그 전체 내용을 언급함으로써 인용한다. 이들 기능부들을 제작하는 추가의 매력적인 기술은 레이저 스크라이빙에 의한 것이다.
PCT/US2009/02423건은 웨이퍼 같은 가공대상물을 덮는 박층 레지스트 재료상에 유연한 스탬프를 가압하여 만들어진 광전지용 및 그 외의 용도의 패턴 형성된 가공대상물을 개시한다. 이 레지스트는 상(phase)을 변화시키거나 유동성을 갖게 되어 압인 위치로부터 흘러나오게 되어 가공대상물을 노출시키는데, 일부 성형공정, 일반적으로는 에칭을 받는다. 스탬프에 의해 노출된 부분들은 제거되며, 레지스트에 의해 보호되는 부분들은 남게 된다. 전형적인 가공대상물은 실리콘이며 전형적인 레지스트는 왁스다. 여기서 설명하는 가공대상물 조직은 연장된 홈들, 개별적으로 이격된 오목부, 및 조합 및 이들의 중간형태를 포함한다. 도입 기능부 및 복원력 기능부에 대하여 여기서 설명한 것 중의 일부 같은 추가의 조직들은 유사하게 제공될 수 있다. 플라텐(platen) 또는 회전패터닝장치가 사용될 수 있다. 거칠고 불규칙한 가공대상물은 확장된 스탬프 요소에 의해 보상될 수 있다. 레지스트는 별개의 의치에 또는 어느 표면 전체에 먼저 가공대상물, 스탬프 또는 실질적으로 동시에 적용될 수 있다. 레지스트는 원하는 경우 가공대상물을 완전히 탈수시킨다.
도 10 및 도 10A에 도시한 바와 같이, 고속을 얻기 위해서는 다수의 분배용 모세관(1060a-1060o)을 사용할 수 있는데, 개개의 핑거(1060a-1060o)에 대하여 개별 홈(1056) 내에 각각 분배된다. 예를 들어, 웨이퍼가 100개의 핑거(1056)를 갖는다면, 100개의 분배용 모세관(1060)을 사용하여 재료를 한 번에 웨이퍼의 100개의 핑거에 분배할 수 있다. 100개의 분배용 모세관은 단일 열로 배치될 수 있다. 또는 도 10에 (보다 작은 수의 관 Y(도시한 바와 같이 22개)에 대하여 개략적으로 도시한 바와 같이) Y개의 분배용 모세관(1060a)을 사용하여 10회에 10×Y개의 웨이퍼 핑거에 재료를 분배할 수 있는데, 분배용 모세관은 분배 회수마다 측방향으로 증가한다.
또는 도 27, 도 27A(단부도) 및 도 27B(평면도)를 참조하여 개략적으로 도시한 바와 같이, 분배용 모세관(2760)의 열들이 일직선으로 배열될 수 있는데, 각 열은 서로 다른 열로부터 측방향으로 이동되어 있으므로(도 27A에서 볼 수 있음), 가공대상물(2740)을 전체 조립체의 열들(2760-2760c) 전부가 통과한 후에는 모든 홈이 처리된다. 모세관들은 예를 들어 분배장치 및 가공대상물의 상대 운동 방향을 따라서 이격된 10개 20개 또는 25개의 군으로 분리될 수 있다. 도면을 명확히 하기 위해, 단지 3개의 분배관씩으로 된 3개 열(2760a, 2760b, 2760c)이 각각 도시되어 있다. 그러나, 각 열이 전술한 바와 같이 많은 분배관을 갖는 것도 가능하다.
도 10A는 강관(1063)으로부터 연장되는 폴리머 분배용 모세관(1060)을 도시한다. 강관(1063)은 지지조립체(1065)에 고정되어 있는데, 지지조립체 자체는 도시하지 않은 상대운동 구동기구에 연결되어있다.
단일 분배용 모세관을 갖던지 또는 다수의 분배용 모세관을 갖든지 간에 다수의 웨이퍼를 일렬로 처리함에 의해 속도가 향상될 수 있다. 이는 (분배관이 가공대상물 위에서 왕복하는 경우에) 각 왕복이동의 개시시와 종료시에 분배용 모세관을 가속시키고 감속시키는데 드는 시간이 총 처리시간 중에 보다 작은 부분으로 감소된다는 이점을 갖는다.
도 10A에 도시한 바와 같은 다수의 분배용 모세관에서의 난관은 관의 직경이나 길이의 작은 변화와 관속에 침착물이 축적되는 가능성에도 불구하고 분배관 사이에 유속을 동일하게 유지하는 것이다. 특히 매력적인 방법은 각 모세관의 온도를 독립적으로 제어하여 액체의 유동학 및 유속을 변화시키는 것이다. 이는 온도의 증가에 따라서 점성이 일반적으로 급격하게 감소하는 재료 같은 페이스트에 특히 효과적이다. 따라서, 특정 관으로부터의 유량이 낮은 것이 발견된 경우, 관의 온도를 증가시킬 수 있다. 이 온도는 관을 둘러싸는 작은 히터의 작용에 의해 또는 관에 광을 비추는 것에 의해 변화될 수 있다. 관에 침착된 전도성 코팅은 고주파 코일에 연결되어 가열을 제공할 수 있다. 다른 방법으로서 관상의 도전성 박막을 저항가열기로서 사용할 수 있다. 이런 전도성막은 폴리머 및 유리관 재료 상에 직접 침착될 수 있다. 금속관 상에는 절연층이 제공될 수 있다. 유속은 예를 들어 분배관의 일 영역에서의 국소 열원과 그 관의 하류측의 후속 온도측정장치 사이의 비행시간을 측정하거나, 또는 공지의 화력입력으로 생기는 유체의 온도증가를 측정함으로써 역시 제자리에서 열적 수단에 의해 결정될 수 있다. 이 측정 및 제어는 동일 장치에 의해 이루어질 수 있다.
다른 방법으로서, 도 11 및 도 11A를 참조하여 개략적으로 도시한 바와 같이, 웨이퍼(1140a-1140c) 같은 다수의 가공대상물은 평면을 가지며 화살표로 지시한 바와 같은 일방향으로 연속하여 회전하는 드럼(1170)의 표면상에 배치될 수 있다. 분배용 모세관(1160)(도 11A)은 개개의 웨이퍼가 횡단됨에 따라서 필요한 승강을 제공하기 위해 내외측으로(웨이퍼측의 방향 및 웨이퍼로부터 먼 방향으로) 움직이면서 (드럼의 회전중심인) 드럼의 축선(X)에 평행한 방향으로 횡단할 수 있다. 강관(1163)은 분배용 모세관(1160)을 지지하며 도 11에 개략적으로 도시한 주사통 같은 큰 체적체(1167)에 연결된다.
또한 도 12에 도시한 바와 같이 금속화 핑거 홈(1256)을 꾸불꾸불한 형태로 형성하고 단일 분배용 모세관(1260)이 재료를 실질적으로 일정한 속도로 전체 꾸불꾸불한 홈에 분배시킴으로 고속을 이룰 수 있다(이 도면에는 도입 기능부가 도시되어 있지 않다).
반응액체가 웨이퍼의 엣지와 접촉하는 것을 방지하여 (주로 전기적 단락회로를 피하는 이점이 있다. 지금까지 설명한 바와 같이, 분배공정을 수행하면 분배팁을 웨이퍼의 엣지를 가로질러 끌어당겨서 엣지를 반응유체에 노출시키게 된다. 다른 방법으로서, 도 13에 개략적으로 도시한 바와 같이, 박층의 마스킹 재료(1382)(예를 들어, 종이테이프)로 엣지를 마스킹하여 액체가 웨이퍼의 엣지와 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 이 박층은 웨이퍼 표면에 접합될 필요는 없지만 접합될 수 있다. 엣지와의 정렬은 중요하지 않지만, 마스크는 핑거에 대한 홈(1356)의 도입 기능부(1366)를 완전히 덮을 수 없거나, 또는 효과를 상실하게 될 것이다. 역시 셀의 바로 그 엣지에 분배되는 것을 방지하기 위해 동일한 마스킹의 개념을 홈의 단부에서 이용할 수 있다. 마스킹 재료는 폐기하거나 또는 세정하여 재사용할 수 있다. 동일한 마스킹의 개념을 홈의 단부에서 이용하여 역시 셀의 바로 그 엣지에 분배되는 것을 방지할 수 있다. 셀의 전장을 따라서 이어지는 종이 테이프 마스킹 재료는 동시에 다수의 모세관을 마스킹할 수 있다. 다른 방법으로서, 꾸불꾸불한 경로의 실시형태에 있어서는 단 하나의 입구와 하나의 출구가 마스킹된다.
분배용 모세관의 팁은 팁 근처의 외측면상에 재료를 축적할 수 있다. 이는 분배용 모세관의 외측면을 다시 적시는 유체재료 때문에 발생한다. 이것은 또한 분배중에 추적되는 홈의 엣지와 관 사이의 모세관 작용의 결과일 수 있다. 분배관의 외측면을 주기적으로 세정하여 분배된 재료의 엣지의 윤곽이 뚜렷하게 유지하는 것이 유리하다. 이런 세정은 몇 가지 수단이나 단독으로 또는 조합으로 달성될 수 있다. 그 한 방법은 팁이 재료의 스트립 또는 패드를 횡단하게 하는 것이다. 예를 들어, 도 13과 관련하여 앞에서 설명한 마스킹 재료(1382)도 팁을 세정하는 기능을 수행할 수 있다. 마스킹 재료(1382)는 약간의 표면 거칠기를 갖는 흡수재로 만들어서 모세관의 외부에서 임의의 재료를 제거하는 것을 도와줄 수 있다. 그리고 제거되는 재료는 마스킹 재료에 의해 흡수될 것이다. 예를 들어 충분한 흡수성을 갖는 종이나 폴리머 부직포가 유효할 것이다. 이 접근방법은 분배관이 가공대상물 위로 매회 통과하기 전에 팁이 세정되는 이점을 갖는다. 다른 방법으로서, 세정 스트립 또는 패드는 추가의 재료편이 될 수 있으며 마스킹 스트립에 일체화되지 않는다.
이 팁은 또한 예를 들어 가공대상물 근처에 배치된 초음파가 될 수 있는 세정욕(1386) 속에 주기적으로 침지함으로써 세정될 수 있다. 분배용 모세관(1360)은 점선 및 화살표로 지시한 경로를 따라서 횡단한다. 이는 예를 들어 상대운동 장치(241)(도 2)의 수직 운동에 의해 액체욕(1386) 속에 분명히 침지될 수 있다. 또는, 설계자는 분배관(1360)의 유연성의 이점을 취할 수 있으며, 그리고 분배용 모세관이 액체저장기에 있을 때 팁이 액체(1386) 속에 잠기도록 이동 경로를 배열할 수 있다. 분배용 모세관이 저장기의 외측엣지(1388)에 도달함에 따라서 관이 편향되며, 그리고 액체(1386)에 도달하였을 때 액체 속에 넣어져서 초음파발생장치(1390)의 작용에 의해 세정된다. 관은 계속하여 점선으로 따라서 전방으로 진행하여 저장기의 내측엣지(1392)를 만나서 구부러지며 결국은 액체에서 나와서 가공대상물 쪽으로 당겨진다. 이런 초음파 세정 스테이션은 가공대상물의 하나의 엣지 또는 양측 엣지를 다라서 위치할 수 있다. 침지 시간은 운동이 중단되지 않도록 1초보다도 짧을 수 있다.
도 14는 단면이 변하는 금속화 핑거용 홈(1446)을 갖는 웨이퍼(1440) 같은 가공대상물을 개략적으로 도시한다. 홈의 단위 길이당 분배되는 유체량은 웨이퍼에 대한 분배팁의 속도를 변화시키던지 또는 분배압력을 조절함에 의한 정확한 제어로 변화될 수 있다. 금속화 핑거 단면을 변화시키는 수단이 바람직한데, 이는 금속화 핑거에 의해 운반되는 전류가 버스 와이어(1444)(전류수집지점(1445))에 근접할수록 높아지기 때문이다. 보다 넓은 금속화 핑거(1446)에 의한 저항성 전력손실 감소와 셀 면적 변화 사이의 교환거래를 최적화하기 위해, 버스와이어에 보다 가까울수록 큰 단면을 갖는 금속화 핑거 형상은 여러 이점들을 부여한다. 이상적인 형상은 위에서 보아서 포물선인데, 이는 전력손실이 버스 와이어쪽으로 선형적으로 증가하는 전류의 제곱에 비례하기 때문이다.
분배된 유체의 증가된 유속은 핑거의 증가된 폭에 의해 보상되어 모세관현상에 의해 홈내의 유체 저장을 보장할 수 있다.
여기서는 가공대상물로서 별개의 웨이퍼상에 태양전지를 제작하는 것과 관련하여 방법을 설명하였다. 이 방법은 또한 보다 큰 포맷의 가공대상물에 심지어는 연속적인 로울 용도에도 적용될 수 있다. 이 방법은 또한 태양전지의 제조 이외의 전자 용도에도 적용될 수 있다.
전술한 실시형태에서는 추적에 필요한 순응 및 유체운반 도관을 분배팁의 물리적 위치조정에 제공하는 유연한 요소가 하나로서 동일하지만, 이는 여기서 개시하는 발명의 필요한 특징이 아니다. 경우에 따라서, 별개의 유체운반 도관이 분배단부에서 부착되는 와이어나 그 외의 순수한 기계적 요소를 순응적인 위치조정에 제공하는 것이 유리할 수 있다. 예를 들어 일부 분배된 재료는 필요한 정도의 순응성 및 마모 특성을 갖는 배관류와 화학적으로 조화를 이룰 수 없을 수 있다. 예를 들어 부식적인 재료는 연질의 불활성관, 예를 들어 PTFE를 통해 분배될 수 있으며, 분배관은 분배단부가 금속, 석영 또는 탄소섬유로 구성된 고체봉 같은 보다 적합한 순응적 위치조정 기능부에 연결될 수 있다. 도 30을 참조하면, 추적단부(3081) 및 지지단부(3082)를 갖는 유연한 위치조정요소(3080)의 추적단부가 유체분배관(3060)의 분배단부(3061)에 연결되므로, 추적 단부(3081)는 가공대상물(304)의 홈(3056)을 추적하며, 분배단부(3061)는 유체를 홈(3056) 속에 분배한다. 도관(3060)의 공급원 단부는 유체저장기(3090)에 유압으로 연결된다.
대부분의 경우에 분배관은 여기서 설명하는 바와 같이 직경이 작을 것이며 작은 기능부들을 부르는데 사용될 것이다. 이 때문에 모세관이라는 용어는 본 개시내용에서 광범위하게 사용되었다. 그러나 본 발명의 실시규모는 변할 수 있으며 보다 큰 기능부들은 모세관이 아니라 단지 관이라고 부를 수 있는 보다 큰 관으로 부를 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 개시내용은 하나 이상의 발명을 설명하고 개시하다. 본 발명은 출원된 것으로서 뿐만 아니라 본 개시내용에 기초한 임의의 특허출원의 수행중에 개발된 것으로서도 본 문서 및 관련 문서의 청구범위에 개시되어 있다. 본 발명자들은 이후에 결정되는 바와 같이 다양한 발명 모두를 종래기술에 의해 허용되는 한계까지 주장하려고 한다. 여기서 설명하는 특징은 어떤 것도 여기서 개시하는 각 발명에 절대 필요한 것은 아니다. 따라서 본 발명자들은 여기서 설명하였지만 본 개시내용에 기초한 임의의 특허의 특정 청구범위에서 주장하는 것이 아닌 특징들 어느 것도 이런 청구범위에 인용되어서는 안 된다고 하려 한다.
예를 들어, 독립적으로 또는 소집단으로 각각의 온도에 걸쳐서 제어하여 다수의 유연한 관을 사용하는 본 발명은 다른 어떤 발명과도 관계없이, 특히 어떤 부류의 추적 기능부 또는 정렬 가이드와도 관계없이 사용될 수 있다. 도입 기능부 또는 복원 기능부 없이 꾸불꾸불한 홈을 가공대상물에 사용할 수 있다.
여기서는 일부 하드웨어의 조립체, 또는 단계의 집단을 발명이라고 부른다. 그러나 이는 이런 조립체나 집단들이 반드시 특히 일 특허출원에서 심사될 발명의 수 또는 발명의 단일성에 관한 법규 및 규칙에 의해 고려될 수 있는 것 같은 특허를 받을 수 있을 정도로 독특한 발명이라는 것을 인정하는 것은 아니다.
여기에 요약서를 함께 제출한다. 본 요약서는 심사관들 및 조사관들이 본 기술적 개시내용의 대상을 빨리 알아낼 수 있도록 할 요약서를 요구하는 규정을 준수하기 위해 제공되는 것이라는 것을 강조한다. 이 요약서는 특허청의 규정에 의해 약속되는 바와 같이 청구범위의 범위나 의미를 해석하거나 한정하는데 사용되지 않을 것이라는 이해하에서 제출된다.
전술한 논의는 예시적인 것으로 이해하여야 하며 어떤 의미로던지 제한하는 것으로서 생각되어서는 안 된다. 이상 본 발명을 본 발명의 바람직한 실시형태들을 참조하여 자세하게 도시하고 설명하였지만, 당업자라면 청구범위에서 정의되는 바와 같은 본 발명의 정신 및 범위로부터 이탈함 없이 형태 및 세부의 다양한 변화가 가능할 수 있다는 것을 이해할 것이다.
아래의 청구범위에서의 모든 수단이나 단계와 기능요소들의 대응 구조, 재료, 행위 및 동등물은 구체적으로 청구되는 바와 같은 다른 청구 요소와 함께 기능들을 수행하기 위한 어떤 구조, 재료 또는 행위도 포함하는 것이다.
개요
여러 레벨의 조합의 장치 및 방법을 포함한 많은 발명들을 여기서 개시한다.
본 발명의 기본적인 실시형태는 액체를 함유하는 재료를 반도체 가공대상물의 직물형 표면에 분배하는 장치인데, 이 장치는 지지단부와 분배단부를 갖는 유연한 관을 포함하며, 분배단부는 기계적 추적 기능부를 포함한다.
관련 실시형태는 유연한 관보다 덜 유연한 물체를 더 포함할 수 있으며, 유연한 관의 지지단부는 덜 유연한 물체에 고정되어 유압으로 연결된다.
중요한 일 실시형태에서 추적 기능부는 관의 단면 크기의 적어도 일단부에 돌출부를 포함한다. 이 돌출부는 내마모성 및/또는 자기적으로 끌어당기는 재료를 포함할 수 있다.
이 돌출부는 유연한 관에 부착된 보디를 포함할 수 있다. 돌출부는 유연한 관과 일체로 되어 유연한 관을 형성하는 동일한 재료로 적어도 일부가 형성된 물체일 수 있다.
유연한 관은 장축과 측방향 크기에 실질적으로 직각인 측방향 크기를 갖는다. 추적 기능부는 전형적으로 관의 측방향 크기보다 작은 측방향 크기를 갖는다.
유용한 실시형태에서, 추적 기능부는 두 개의 추적 기능부를 포함할 수 있는데, 각각은 적어도 하나의 단면 크기의 양측 단부의 돌출부이거나 또는 각각 두 개의 비스듬한 단면 크기의 양측 단부에 있는 4개의 돌출부이다. 추적 특징부는 관의 외측면을 따라서 있는 하나, 두 개 또는 네 개의 라인을 따라서 관의 외측면을 따라서 유연한 관의 축선에 실질적으로 평행한 연장 리브를 포함할 수 있다.
다른 관련 실시형태는 제 1 단면 크기에 직각인 단면 크기보다 큰 제 1 단면 크기를 갖는 단면을 갖는 분배단부를 가질 수 있다. 큰 단면 크기는 유리하게도 가공대상물의 면에 실질적으로 직각으로 배치될 수 있다. 이 실시형태에서는 유연한 관의 분배단부가 제 1 단면 크기의 일단부에 돌출부를 갖는 단면 형상을 갖는다.
이들 실시형태중의 많은 실시형태에서, 분배단부는 경사형; 돌출부를 갖는 메인 부분; 원형; 타원형, 즉 부분적으로 편평한 원으로 구성된 그룹에서 선택된 형상을 가질 수 있다.
전형적으로 유연한 관의 유연성은 관의 분배단부가 분배단부 앞에 있는 물리적으로 구속되지 않은 분배단부 경로와 물리적 가공대상물 경로 사이의 오차에도 불구하고 물리적 가공대상물 경로를 기계적으로 추적할 수 있도록 선택된다.
유연한 관은 폴리머, 폴리이미드, 유리, 석영, 금속 및 스테인리스 스틸로 구성된 그룹에서 선택된 재료를 포함할 수 있다. 유연한 관은 코팅관일 수 있다.
전형적으로 각각 관 지지부에 고정된 다수의 추가의 유연한 관이 존재할 것이다. 그렇다면 다수의 관의 각각에 열적으로 연결되어 각각 독립적으로 제어 가능한 온도제어부가 있을 수 있다. 예를 들어, 각 온도제어부는 각 튜브에 비추도록 위치한 광일 수 있다. 각 관은 도전성 코팅을 포함할 수 있다. 각 온도제어부는 고주파코일일 수 있다.
전형적으로 유연한 관의 분배단부는 관과 가공대상물 사이의 상대운동의 방향에 실질적으로 평행한 성분을 갖는 제 1 치수를 따라서 배치된 크기를 갖는 단면을 갖는데, 이 크기는 제 1 치수에 직각인 분배단부의 제 2 크기보다 크다.
일반적으로, 유연한 관의 유연성은 관의 분배단부가 평면 경로로부터 물리적 가공대상물에서의 편차를 따를 수 있도록 되어있다.
본 발명의 중요한 관련 실시형태는 액체를 함유하는 재료를 반도체 가공대상물의 직물형 표면에 분배하는 장치다. 이 장치는 가공대상물을 지지하도록 구성된 가공대상물 지지부; 상대운동장치; 및 관지지부를 통해 상대운동장치에 연결된 지지단부 및 추적 기능부를 포함하는 분배단부를 갖는 유연한 분배관(전술한 바와 같음)을 포함한다. 상대운동장치는 물리적 분배단부 경로를 따라서 가공대상물 지지부에 대하여 관의 분배단부의 상대운동을 야기하도록 구성되며, 관의 유연성은 이런 상대운동시에 관의 분배단부가 지지부에 의해 지지된 가공대상물의 직물형 표면의 물리적 가공대상물 경로를 기계적으로 추적하도록 선택된다. 추적 기능부는 가공대상물의 직물형 표면에 의해 형성된 물리적 가공대상물 경로를 기계적으로 추적할 수 있는 크기와 형상을 가질 수 있다.
관은 또한 이전의 중요한 실시형태들과 관련하여 바로 전에 언급한 추가의 기능부중의 어떤 것이라도 가질 수 있다.
또한 가공대상물을 지지하며 자기적으로 끌어당기는 재료에 당겨지는 물체가 있을 수 있다. 돌출부는 영구자기모멘트를 유지하는 자성재료를 포함할 수 있다.
물리적 가공대상물 경로는 특징적인 최소폭을 가지며, 추적 기능부는 물리적 가공대상물 경로의 특징적인 최소폭보다 작은 특징적인 폭을 갖는다. 관은 유용하게는 물리적 가공대상물 경로의 특징적인 폭의 약 10배 미만의 직경을 가질 수 있다.
유연한 관에는 재료전달장치가 연결되어 액체를 함유하는 재료를 유연한 관에 전달하도록 구성된다. 이 재료전달장치는 계량펌프를 포함할 수 있다. 또는 재료전달장치는 분배관의 지지단부에 유압으로 연결된 압축체적의 이런 재료를 포함할 수 있다.
가공대상물 지지부는 각각의 물리적 가공대상물 경로가 실질적으로 동일선상에 있도록 서로에 대하여 고정된 적어도 두 개의 가공대상물을 유지하는 고정부를 포함할 수 있다. 이 고정부는 주위에 가공대상물 위치 스테이션이 있는 드럼을 포함할 수 있다.
또한 유리하게는 가공대상물 지지부에 인접하여 세정유체욕이 있을 수 있다.
여기서 개시된 발명들의 매우 중요한 실시형태는 액체를 함유하는 재료가 침착되는 패턴형성된 가공대상물이며, 이 가공대상물은 제 1 표면을 갖는 반도체 물체; 제 1 표면을 경계짓는 주변엣지; 및 상기 제 1 표면상에 있으며, 직각 치수보다 비교적 긴 치수를 갖는 적어도 하나의 홈을 포함하는 물리적 가공대상물 경로를 포함하며, 가공대상물을 적어도 하나의 정렬 가이드를 더 포함한다.
이 실시형태에서, 액체를 함유하는 재료는 분배단부를 갖는 분배관에 의해 침착된다. 적어도 하나의 홈은 분배단부를 기계적으로 추적하고 홈의 긴 치수에 직각인 방향으로 홈으로부터 분배단부를 분리시키려는 힘에 반대하여 분배단부에 복원력을 적용하도록 선택된 크기 및 형상을 갖는다. 적어도 하나의 홈은 다수의 실질적으로 평행한 홈을 포함할 수 있다. 또는 적어도 하나의 홈은 적어도 한번 방향을 반전하는 꾸불꾸불한 홈을 포함할 수 있다. 꾸불꾸불한 홈의 적어도 일단부에는 마스크가 있을 수 있다.
적어도 하나의 홈이 두 개의 단부를 갖는 경우 각각의 이런 단부에는 마스크가 있을 수 있다.
일반적으로 적어도 하나의 정렬 가이드는 홈의 적어도 일단부에 도입 기능부를 포함할 수 있으며, 위에서와 같이 적어도 하나의 홈은 다수의 평행홈을 포함할 수 있다. 도입 기능부는 개방된 삼각형 공간, V자형, 물리적 가공대상물 경로에 접하는 한 쌍의 원호 및 한 쌍의 각진 홈으로 구성된 그룹에서 선택된 기능부를 포함할 수 있다.
그 외에(또는 다른 방법으로서) 본 발명의 매우 유용한 실시형태에서 적어도 하나의 정렬가이드는 물리적 가공대상물 경로를 따라서 인접하게 다수의 복원기능부를 포함하여 물리적 가공대상물 경로에 인접한 복원기능부를 포함한다. 복원 기능부는 가공대상물 경로에 비스듬한 홈과 가공대상물 경로에 비스듬한 라인을 따라서 배열된 오목부로 구성된 그룹에서 선택된 기능부를 포함할 수 있다.
다른 관련 실시형태에 있어서, 발명은 홈 중의 적어도 하나가 두 개의 단부를 가지며 각 단부에서의 폭이 두 개의 단부 사이의 위치에서의 폭보다 작은 가공대상물이다.
다른 실시형태에서, 적어도 하나의 홈은 위에서 보아서 포물곡선의 일부를 따른다.
발명의 매우 바람직한 실시형태는 실리콘 같은 태양열 수집기로서 적합한 반도체 물체이다.
또 다른 발명은 패턴형성된 반도체 물품인데, 이 물품은 제 1 표면을 갖는 반도체 물체; 제 1 표면을 경계 짓는 주변엣지; 및 제 1 표면상에 있으며 수직 치수보다 비교적 긴 치수를 갖는 적어도 하나의 홈을 포함하며, 이 가공대상물은 적어도 하나의 정렬 가이드를 더 포함하며, 이 홈은 실질적으로 그 전장을 따라서 금속화부를 갖는다. 적어도 하나의 홈은 편리하게는 실질적으로 평행한 다수의 홈을 포함하며 각 홈 또는 많은 홈은 금속화부를 가질 수 있다. 또는 적어도 하나의 홈은 적어도 한번 방향을 반전하는 꾸불꾸불한 홈을 포함한다. 상기 물체는 물론 태양열 수집기일 수 있다.
금속화부를 갖는 다수의 평행한 홈은 금속화 핑거를 포함할 수 있다. 흥미 있는 실시형태에 있어서, 핑거 중의 적어도 하나와 교차하는 것은 핑거보다 넓은 버스 와이어 금속화부다. 금속화 핑거는 유리하게는 금속화 핑거의 적어도 일단부에서보다 버스 와이어가 교차하는 곳에서 큰 단면적을 갖는다.
이 실시형태에서는 앞에서 설명한 다른 것처럼 적어도 하나의 정렬 가이드가 홈의 적어도 일단부에 도입 기능부를 포함할 수 있다. 도입 기능부는 V자형, 쐐기형, 물리적 가공대상물 경로에 접하는 다수 쌍의 원호 및 다수 쌍의 각진 홈, 즉 개방삼각형 공간으로 구성된 그룹에서 선택된 기능부를 포함할 수 있다.
적어도 하나의 정렬 가이드는 역시 또는 대안으로서 적어도 하나의 홈에 인접한 복원 기능부, 전형적으로는 홈을 따라서 인접한 다수의 복원 기능부를 포함할 수 있다.
또 다른 매우 중요한 발명은 액체를 함유하는 재료를 반도체 가공대상물의 직물형 표면에 제공하는 방법이다. 이 방법은 물리적 가공대상물 경로를 정하는 직물형 표면을 갖는 반도체 가공대상물을 제공하는 단계; 물리적 가공대상물 경로를 기계적으로 추적할 수 있는 크기와 형상을 갖는 분배단부 및 지지단부를 갖는 유연한 관을 제공하는 단계; 유연한 관의 분배단부와 물리적 가공대상물 경로를 맞물리는 단계; 분배단부와 직물형 표면 사이에 확실한 접촉력을 확립하는 단계; 액체를 함유하는 재료를 유연한 관에 제공하고 액체를 함유하는 재료를 관으로부터 가공대상물의 직물형 표면으로 분배시키는 단계; 및 액체를 함유하는 재료가 물리적 가공대상물 경로를 따라서 가공대상물 위로 분배되는 동안 관의 분배단부를 물리적으로 구속되지 않은 분배단부 경로를 따라서 가공대상물 경로에 대하여 상대운동시키는 단계를 포함한다.
상대운동시키는 단계는 물리적으로 구속되지 않은 분배단부 경로가 물리적 가공대상물 경로로부터 오차(ε)만큼 벗어나도록 이런 상대운동을 시키는 것을 포함할 수 있는데, 관의 유연성은 오차(ε)에도 불구하고 관의 분배단부가 물리적 가공대상물 경로를 기계적으로 추적하도록 선택된다.
확실한 접촉력을 확립하는 단계는 관과 가공대상물이 접촉된 후에 유연한 관의 지지단부를 직물형 표면쪽으로 더욱 진행시켜서 관에 휨을 부여함으로써 직물형 표면쪽으로 유연한 관의 분배단부에 예비부하를 가하는 것을 포함할 수 있다.
다른 방법으로서, 또는 그 외에 확실한 접촉력을 확립하는 단계는 유연한 관과 직물형 표면 경로를 상대방측으로 끌어당기는 자기력을 확립하는 것을 포함할 수 있다.
전형적인 실시형태에 있어서, 물리적 가공대상물 경로는 홈을 포함한다.
일반적으로 가공대상물과는 적어도 하나의 정렬 가이드가 관련된다. 적어도 하나의 정렬 가이드는 하나 이상의 복원 기능부를 포함할 수 있다.
적어도 하나의 정렬 가이드는 도입 기능부를 포함할 수 있는데, 전형적인 도입 기능부는 V자형, 쐐기형 오목부, 삼각형 오목부, 물리적 가공대상물 경로에 접하는 한 쌍의 원호 및 한 쌍의 각진 홈으로 구성된 그룹에서 선택된다.
발명의 다른 중요한 형태에서, 가공대상물은 엣지를 더 포함하는데, 이 엣지쪽으로 가공대상물이 연장된다. 적어도 가공대상물 경로까지 상기 엣지에 인접한 가공대상물의 일부를 마스킹 재료가 덮을 수 있다. 그렇다면 상대운동시키는 단계는 관 지지단부를 가공대상물 경로를 따라서 마스킹 재료 위로 이동시키는 것을 포함할 수 있으며, 또한 액체를 함유하는 재료를 분배하는 단계는 재료가 마스크 재료 위에 분배되도록 분배단부가 마스킹 재료 위에 있는 동안 실시된다.
가공대상물의 다른 위치에 대한 가공대상물의 한 위치에서의 상대운동의 속도를 변화시킬 수 있다.
관의 분배단부가 하나의 가공대상물 경로를 따라서 통과한 후에 그리고 다른 가공대상물 경로를 통과하기 전에 관의 분배단부를 세정욕에 통과시키는 것이 종종 유용하다.
액체를 함유하는 재료의 유량은 압력을 적용하여 유리하게 조절할 수 있다.
대부분의 전형적인 경우에, 적어도 두 개의 가공대상물이 제공되는데, 이는 각각의 물리적 가공대상물이 실질적으로 동일선상에 있도록 정렬되며, 상기 상대운동시키는 단계는 적어도 두 개의 가공대상물 중의 제 1 가공대상물에 인접한 이동 단부에서 분배관을 그다지 감속시키지 않고 적어도 두 개의 가공대상물의 다른 가공대상물에 인접한 분배관을 가속시키지 않으면서 관의 지지단부와 적어도 두 개의 가공대상물의 각각 사이에 동시에 상대운동시키고 유연한 관의 분배단부를 적어도 두 개의 가공대상물 중의 제 1 가공대상물 그 다음에는 다른 가공대상물의 물리적 가공대상물 경로와 맞물리게 하는 것을 포함한다.
발명의 특징들
발명의 다음과 같은 특징들은 여기서 설명하려는 것으로서, 이 절은 그 특징들을 언급하려는 것이다. 이들은 특징으로서 부르며, 이들은 특허청구범위와 유사한 것 같지만 특허청구범위는 아니다. 그러나, 장래의 어느 시점에서 본 출원인들은 본 출원 및 임의의 관련 출원에서 이들 특징들의 일부 및 전부를 주장할 수 있는 권리를 보유한다.
A1. 액체를 함유하는 재료를 반도체 가공대상물의 직물형 표면에 분배하는 장치로서, 상기 장치는:
a. 가공대상물을 지지하도록 구성된 가공대상물 지지부;
b. 상대운동 장치;
c. 관지지부를 통해 상대운동장치에 연결된 지지단부 및 추적 기능부를 포함하는 분배단부를 갖는 유연한 분배관을 포함하여 이루어지는데,
d. 상기 상대운동장치는 물리적으로 구속되지 않은 분배단부 경로를 따라서 가공대상물 지지부에 대하여 관의 분배단부를 상대운동시키도록 구성되며, 관의 유연성은 추적 기능부가 지지부에 의해 지지되는 가공대상물의 직물형 표면의 물리적 가공대상물 경로와 맞물릴 때 그리고 상대운동장치의 작동시에 관의 분배단부가 물리적 가공대상물 경로를 기계적으로 추적하도록 선택된다.
A2. 특징 1의 장치, 추적 기능부는 가공대상물의 직물형 표면에 의해 형성된 물리적 가공대상물 경로를 기계적으로 추적할 수 있는 크기 및 형상을 갖는다.
A3. 특징 1의 장치, 관은 분배단부에서 비원형 단면을 갖는다.
A4. 특징 1의 장치, 유연한 관보다 덜 유연한 물체를 더 포함하며, 유연한 관의 지지단부는 덜 유연한 물체에 고정되며 유압으로 연결된다.
A5. 특징 1의 장치, 추적 기능부는 관의 단면 크기의 적어도 일단부에 돌출부를 포함한다.
A6. 특징 5의 장치, 돌출부는 내마모성 재료를 포함한다.
A7. 특징 5의 장치, 돌출부는 자기적으로 끌어당기는 재료를 포함한다.
A8. 특징 7의 장치, 자기적으로 끌어당기는 재료측으로 끌어당겨지며 자기적으로 끌어당기는 재료를 지지부쪽으로 끌어당기도록 배치된 물체를 더 포함한다.
A9. 특징 5의 장치, 돌출부는 영구자기모멘트를 보유하는 자성재료를 포함한다.
A10. 특징 5의 장치, 돌출부는 유연한 관에 부착된 물체를 포함한다.
A11. 특징 5의 장치, 돌출부는 유연한 관과 일체로 형성되며 유연한 관을 형성하는 것과 동일한 재료로 적어도 일부가 형성된 물체를 포함한다.
A12. 특징 5의 장치, 유연한 관은 장축과 장축에 실질적으로 직각인 측방향 크기를 가지며, 추적 기능부는 관의 측방향 크기보다 작은 측방향 크기를 갖는다.
A13. 특징 5의 장치, 물리적 가공대상물 경로는 특징적인 최소폭을 가지며, 추적 기능부는 물리적 가공대상물 경로의 특징적인 최소폭보다 작은 특징적인 폭을 갖는다.
A14. 특징 5의 장치, 물리적 가공대상물 경로는 특징적인 경로를 가지며, 관은 물리적 가공대상물 경로의 특징적인 폭의 약 10배 미만의 직경을 갖는다.
A15. 특징 5의 장치, 추적 기능부는 두 개의 추적 기능부를 포함하는데, 각각은 적어도 하나의 단면 크기의 서로 반대측 단부에 있는 돌출부이다.
A16. 특징 15의 장치, 추적 기능부는 4개의 돌출부를 포함하는데, 각각은 두 개의 직교하는 단면 크기의 서로 반대측 단부에 있다.
A17. 특징 1의 장치, 추적 기능부는 관의 외측면을 따라서 유연한 관의 축선에 실질적으로 평행한 연장 리브를 포함한다.
A18. 특징 17의 장치, 추적 기능부는 관의 서로 반대특징을 따라서 연장된 리브를 포함한다.
A19. 특징 1의 장치, 분배단부는 제 1 단면 크기에 직각인 단면 크기보다 큰 제 1 단면 크기를 갖는 단면을 갖는다.
A20. 특징 19의 장치, 더 큰 단면 크기는 가공대상물의 면에 실질적으로 직각으로 배치된다.
A21. 특징 19의 장치, 유연한 관의 분배단부는 제 1 단면 크기의 일단부에 돌출부를 갖는 단면 형상을 갖는다.
A22. 특징 1의 장치, 분배단부는 경사면; 돌출부를 갖는 메인 부분; 원; 타원, 즉 부분적으로 편평해진 원으로 구성된 그룹에서 선택된 형상을 갖는다.
A23. 특징 1의 장치, 유연한 관의 유연성은 관의 분배단부가 물리적 가공대상물 경로와 물리적으로 구속되지 않은 분배단부 경로 사이의 오차에도 불구하고 물리적 가공대상물 경로를 기계적으로 추적할 수 있게 하도록 선택된다.
A24. 특징 1의 장치, 유연한 관은 폴리머, 폴리이미드, 유리, 석영, 금속 및 스테인리스 스틸로 구성된 그룹에서 선택된 재료를 포함한다.
A25. 특징 1의 장치, 유연한 관은 코팅관을 포함한다.
A26. 특징 1의 장치, 각각 관 지지부에 고정된 다수의 추가의 유연한 관을 더 포함한다.
A27. 특징 26의 장치, 다수의 관의 각각에 열적으로 연결된 온도제어부를 더 포함한다.
A28. 특징 27의 장치, 각 온도제어부는 독립적으로 제어 가능한 제어부를 포함한다.
A29. 특징 27의 장치, 각 온도제어부는 히터를 포함한다.
A30. 특징 28의 장치, 각 온도제어부는 각 관에 비추어지도록 위치하는 광을 포함한다.
A31. 특징 27의 장치, 각 관은 전도성 코팅을 포함한다.
A32. 특징 27의 장치, 온도제어부는 고주파 코일을 포함한다.
A33. 특징 1의 장치, 유연한 관은 폴리이미드 재료를 포함한다.
A34. 특징 1의 장치, 유연한 관은 석영 재료를 포함한다.
A35. 특징 1의 장치, 유연한 관의 분배단부는 관과 가공대상물 사이의 상대운동의 방향에 실질적으로 평행한 성분을 갖는 제 1 크기에 따라서 배치된 크기를 갖는 단면을 가지며, 그 크기는 제 1 치수에 직각인 분배단부의 제 2 크기보다 크다.
A36. 특징 1의 장치, 유연한 관의 유연성은 관의 분배단부가 평면 경로로부터 물리적 가공대상물 경로에서의 편차를 따르도록 되어있다.
A37. 특징 1의 장치, 유연한 관에 연결되며, 액체를 함유하는 재료를 유연한 관에 전달하도록 구성된 재료전달장치를 더 포함한다.
A38. 특징 37의 장치, 재료전달장치는 계량 펌프를 포함한다.
A39. 특징 37의 장치, 재료전달장치는 분배관의 지지단부에 유압으로 연결된 압축된 체적의 재료를 포함한다.
A40. 특징 37의 장치, 가공대상물 지지부는 각각의 물리적 가공대상물 경로가 실질적으로 동일선상에 있도록 적어도 두 개의 가공대상물을 서로에 대하여 고정된 상태로 유지하는 고정부를 포함한다.
A41. 특징 40의 장치, 고정부는 그 둘레 주위에 가공대상물 위치 스테이션이 있는 드럼을 포함한다.
A42. 특징 41의 장치, 가공대상물 지지부에 인접하여 세정유체욕을 더 포함한다.
A43. 액체를 함유하는 재료를 반도체 가공대상물의 직물형 표면에 분배하는 장치로서, 이장치는 지지단부 및 분배단부를 갖는 유연한 관을 포함하며, 분배단부는 기계적 추적 기능부를 포함한다.
A44. 특징 43의 장치, 추적 기능부는 직물형 가공대상물 표면에 의해 형성된 물리적 가공대상물 경로를 기계적으로 추적할 수 있는 크기 및 형상을 갖는다.
A45. 특징 43의 장치, 관은 분배단부에서 비원형 단면을 갖는다.
A46. 특징 43의 장치, 유연한 관보다 덜 유연한 물체를 더 포함하며, 유연한 관의 지지단부는 덜 유연한 물체에 고정되어 유압으로 연결된다.
A47. 특징 43의 장치, 추적 기능부는 관의 단면 크기의 적어도 일단부에 돌출부를 포함한다.
A48. 특징 47의 장치, 돌출부는 내마모성 재료를 포함한다.
A49. 특징 47의 장치, 돌출부는 자기적으로 끌어당기는 재료를 포함한다.
A50. 특징 47의 장치, 돌출부는 자성재료를 포함한다.
A51. 특징 47의 장치, 돌출부는 유연한 관에 부착된 물체를 포함한다.
A52. 특징 47의 장치, 돌출부는 유연한 관과 일체로 형성되며 역시 관을 형성하는 재료로 적어도 일부가 형성되는 물체를 포함한다.
A53. 특징 47의 장치, 유연한 관은 장축과 측방향 크기에 실질적으로 직각인 측방향 크기를 가지며, 추적 기능부는 관의 측방향 크기보다 작은 측방향 크기를 갖는다.
A54. 특징 47의 장치, 경로는 특징적인 최소폭을 가지며, 추적 기능부는 물리적 가공대상물 경로의 특징적인 최소폭보다 작은 특징적인 폭 크기를 갖는다.
A55. 특징 47의 장치, 물리적 가공대상물 경로는 특징적인 폭을 가지며, 관은 물리적 가공대상물 경로의 특징적 폭의 약 10배미만의 직경을 갖는다.
A56. 특징 47의 장치, 추적 기능부는 두 개의 추적 기능부를 포함하는데, 각각은 적어도 하나의 단면 크기의 서로 반대측 단부의 돌출부이다.
A57. 특징 56의 장치, 추적 기능부는 4개의 돌출부를 포함하는데, 각각은 두 개의 직교하는 단면 크기의 서로 반대측 단부에 있다.
A58. 특징 43의 장치, 추적 기능부는 관의 외측면을 따라서 유연한 관의 축선에 실질적으로 평행하게 연장된 리브를 포함한다.
A59. 특징 58의 장치, 추적 기능부는 관의 서로 반대측면을 따라서 연장되는 리브를 포함한다.
A60. 특징 43의 장치, 분배단부는 제 1 단면 크기에 직각인 단면 크기보다 큰 제 1 단면 크기를 갖는 단면을 갖는다.
A61. 특징 60의 장치, 유연한 관의 분배단부는 제 1 단면 크기의 일단부에 돌출부를 갖는다.
A62. 특징 60의 장치, 분배단부는 경사면; 돌출부; 원; 타원, 즉 부분적으로 편평해진 원, 일측에 돌출부를 갖는 형상으로 구성된 그룹에서 선택된 형상을 갖는다.
A63. 특징 43의 장치, 유연한 관의 유연성은 관의 분배단부가 분배단부 앞의 물리적으로 구속되지 않은 분배단부 경로와 물리적 가공대상물 경로 사이의 오차에도 불구하고 물리적 가공대상물 경로를 기계적으로 추적할 수 있도록 선택된다.
A64. 특징 43의 장치, 유연한 관은 폴리머, 폴리이미드, 유리, 석영, 금속, 스테인리스 스틸로 구성된 그룹에서 선택된 재료를 포함한다.
A65. 특징 43의 장치, 유연한 관은 코팅관을 포함한다.
A66. 특징 43의 장치,
a. 분배 조립체;
b. 특징 43에서 언급한 다수의 추가의 장치를 더 포함하며, 각 장치는 분배 조립체에 고정되어있다.
A67. 특징 66의 장치, 특징 101에 언급한 다수의 장치의 각각에 열적으로 연결된 온도제어부를 더 포함한다.
A68. 특징 67의 장치, 각 온도제어부는 독립적으로 제어 가능한 제어부를 포함한다.
A69. 특징 67의 장치, 각 온도제어부는 히터를 포함한다.
A70. 특징 68의 장치, 각 온도제어부는 각 관에 비추도록 위치할 수 있는 광을 포함한다.
A71. 특징 67의 장치, 각 관은 도전성 코팅을 포함한다.
A72. 특징 67의 장치, 온도제어부는 고주파 코일을 포함한다.
A73. 액체를 함유하는 재료가 침착되는 패턴형성된 가공대상물로서, 이 가공대상물은,
a. 제 1 표면을 갖는 반도체 물체;
b. 제 1 표면을 경계짓는 주변엣지;
c. 제 1 표면상에 있으며, 직각 치수보다 비교적 긴 치수를 갖는 적어도 하나의 홈을 포함하는 물리적 가공대상물 경로를 포함하여 이루어지며, 상기 가공대상물은 적어도 하나의 정렬 가이드를 더 포함한다.
A74. 특징 73의 가공대상물, 액체를 함유하는 재료는 분배단부를 갖는 분배관에 의해 침착되며, 적어도 하나의 홈은 분배단부를 기계적으로 추적함과 동시에 분배단부를 홈의 긴 치수에 직각인 방향으로 홈으로부터 분리시키려는 힘의 반대측으로 분배관에 복원력을 적용할 수 있는 크기 및 형상을 갖는다.
A75. 특징 73의 가공대상물, 적어도 하나의 홈은 다수의 실질적으로 평행한 홈을 포함한다.
A76. 특징 73의 가공대상물, 적어도 하나의 홈은 적어도 한 번 방향을 반전시키는 꾸불꾸불한 홈을 포함한다.
A77. 특징 76의 가공대상물, 꾸불꾸불한 홈의 적어도 일단부에 마스크를 더 포함한다.
A78. 특징 73의 가공대상물, 적어도 하나의 정렬 가이드는 홈의 적어도 일단부에 도입 기능부를 포함한다.
A79. 특징 78의 가공대상물, 적어도 하나의 홈은 다수의 평행한 홈을 포함한다.
A80. 특징 78의 가공대상물, 도입 기능부는 개방삼각형 공간, V자형, 쐐기형, 물리적 가공대상물 경로에 접하는 원호 및 한 쌍의 각진 홈, 델타형으로 구성되는 그룹에서 선택되는 기능부를 포함한다.
A81. 특징 73의 가공대상물, 적어도 하나의 정렬 가이드는 물리적 가공대상물 경로에 인접한 복원 기능부를 포함한다.
A82. 특징 81의 가공대상물, 적어도 하나의 정렬 가이드는 물리적 가공대상물 경로를 따라서 인접하게 다수의 복원 기능부를 포함한다.
A83. 특징 81의 가공대상물, 복원 기능부는 가공대상물 경로에 비스듬한 홈들과 가공대상물 경로에 비스듬한 라인을 따라서 배치된 오목부들로 구성된 그룹에서 선택된 기능부들을 포함한다.
A84. 특징 73의 가공대상물, 적어도 하나의 홈은 두 개의 단부를 가지며, 각 단부에 마스크를 더 포함한다.
A85. 특징 73의 가공대상물, 홈 중의 적어도 하나는 두 개의 단부를 가지며, 각 단부에서의 폭은 두 개의 단부 사이의 위치에서의 폭보다 작다.
A86. 특징 73의 가공대상물, 적어도 하나의 홈은 위에서 보아서 포물곡선의 일부를 따른다.
A87. 특징 73의 가공대상물, 반도체 물체는 태양열 수집기로서 적합한 반도체를 포함한다.
A88. 특징 73의 가공대상물, 반도체는 실리콘을 포함한다.
A89. 패턴형성된 반도체 물품으로서, 상기 물품은,
a. 제 1 표면을 갖는 반도체 물체;
b. 제 1 표면을 경계짓는 주변엣지;
c. 제 1 표면상에 있으며 직각 치수보다 비교적 긴 치수를 갖는 적어도 하나의 홈을 포함하여 이루어지며, 가공대상물은 적어도 하나의 정렬 가이드를 더 포함하며, 이 홈은 실질적으로 그 전장을 따라서 금속화부를 갖는다.
A90. 특징 89의 반도체 물품, 적어도 하나의 홈은 다수의 실질적으로 평행한 홈을 포함한다.
A91. 특징 89의 반도체 물품, 적어도 하나의 홈은 적어도 한번 방향을 반전하는 꾸불꾸불한 홈을 포함한다.
A92. 특징 89의 반도체 물품, 적어도 하나의 정렬 가이드는 홈의 적어도 일단부에 도입 기능부를 포함한다.
A93. 특징 92의 반도체 물품, 도입 기능부는 V자형, 쐐기형, 물리적 가공대상물 경로에 접하는 원호 및 각진 홈 쌍으로 구성된 그룹에서 선택된 기능부를 포함한다.
A94. 특징 89의 반도체 물품, 적어도 하나의 정렬 가이드는 적어도 하나의 홈에 인접한 복원 기능부를 포함한다.
A95. 특징 94의 반도체 물품, 적어도 하나의 정렬 가이드는 홈을 따라서 인접하여 다수의 복원 기능부를 포함한다.
A96. 특징 90의 반도체 물품, 금속화부를 갖는 다수의 평행한 홈은 금속화 핑거를 포함하며, 핑거 중의 적어도 하나와 교차하며 핑거보다 넓은 버스 와이어 금속화부를 더 포함한다.
A97. 특징 96의 반도체 물체, 금속화 핑거는 버스 와이어가 교차하는 곳의 단면적이 금속화 핑거의 적어도 일단부보다 크다.
A98. 특징 89의 반도체 물체, 이 물체는 태양열 수집기를 포함한다.
A99. 액체를 함유하는 재료를 반도체 가공대상물의 직물형 표면에 제공하는 방법으로서, 이 방법은,
a. 물리적 가공대상물 경로를 정의하는 직물형 표면을 갖는 반도체 가공대상물을 제공하는 단계;
b. 물리적 가공대상물 경로를 기계적으로 추적할 수 있는 크기 및 형상을 갖는 분배단부 및 지지단부를 갖는 유연한 관을 제공하는 단계;
c. 유연한 관의 분배단부를 물리적 가공대상물 경로와 맞물리는 단계;
d. 분배단부와 직물형 표면 사이에 확실한 접촉력을 확립하는 단계;
e. 액체를 함유하는 재료를 유연한 관에 제공하고 액체를 함유하는 재료를 관으로부터 가공대상물의 직물형 표면에 분배시키는 단계; 및
f. 액체를 함유하는 재료가 물리적 가공대상물 경로를 따라서 가공대상물 위에 분배되는 동안에 분배단부가 물리적 가공대상물 경로를 기계적으로 추적하도록 관의 분배단부를 가공대상물에 대하여 상대운동시키는 단계를 포함하여 이루어진다.
A100. 특징 99의 방법, 상대운동시키는 단계는 분배 단부가 물리적 가공대상물 경로로부터 오차만큼 벗어난 물리적으로 구속되지 않은 분배단부 경로를 따라가게 하는 것을 포함하며, 관의 유연성은 오차에도 불구하고 관의 분배단부가 물리적 가공대상물 경로를 기계적으로 추적하도록 선택된다.
A101. 특징 99의 방법, 확실한 접촉력을 확립하는 단계는 관과 가공대상물이 접촉된 후에 유연한 관의 지지단부를 직물형 표면쪽으로 진행시켜서 관에 휨을 부여함으로써 직물형 표면쪽으로 유연한 관의 분배단부에 예비부하를 가하는 것을 포함한다.
A102. 특징 99의 방법, 확실한 접촉력을 확립하는 단계는 유연한 관과 직물형 표면 경로를 상대방측으로 끌어당기는 자기력을 확립하는 것을 포함한다.
A103. 특징 99의 방법, 물리적 가공대상물 경로는 홈을 포함한다.
A104. 특징 99의 방법, 가공대상물 경로와 관련된 적어도 하나의 정렬 가이드를 더 포함한다.
A105. 특징 104의 방법, 적어도 하나의 정렬 가이드는 도입 기능부를 포함한다.
A106. 특징 104의 방법, 적어도 하나의 정렬 가이드는 복원 기능부를 포함한다.
A107. 특징 105의 방법, 도입 기능부는 융기된 V자형, 쐐기형상 오목부, 삼각형 오목부, 물리적 가공대상물 경로에 접하는 원호 및 서로 만나는 한 쌍의 각진 홈으로 구성된 그룹에서 선택된다.
A108. 특징 99의 방법, 가공대상물은,
a. 가공대상물 경로가 연장되는 대상인 엣지;
b. 엣지에 인접한 가공대상물의 일부를 적어도 가공대상물 경로까지 덮는 마스킹 재료를 더 포함한다.
A109. 특징 99의 방법, 가공대상물의 다른 위치에 대한 가공대상물의 한 위치에서의 상대운동의 속도를 변화시키는 단계를 더 포함한다.
A110. 특징 108의 방법, 상대운동시키는 단계는 관지지단부를 가공대상물 경로를 따라서 마스킹 재료 위로 움직이는 것을 포함하며, 또한 액체를 함유하는 재료를 분배하는 단계는 재료가 마스크 재료 위에 분배되도록 분배단부가 마스킹 재료 위에 있는 동안 실시된다.
A111. 특징 108의 방법, 관의 분배단부가 하나의 가공대상물 경로를 따라서 지난 후 그리고 다른 가공대상물 경로를 따라서 진행하기 전에 관의 분배단부를 세정욕에 통과시키는 단계를 더 포함한다.
A112. 특징 99의 방법, 액체를 함유하는 재료의 유량을 압력을 인가하여 조정하는 것을 더 포함한다.
A113. 특징 99의 방법, 각각의 물리적 가공대상물 경로가 실질적으로 동일선상에 있도록 정렬된 적어도 두 개의 가공대상물을 제공하는 단계를 더 포함하며, 상대운동시키는 단계는 가공대상물 중의 제 1 가공대상물에 인접한 이동 단부에서 분배관을 그다지 감속시키지 않고 그리고 다른 가공대상물에 인접한 분배관을 가속시키지 않고서 관의 지지단부와 적어도 두 개의 가공대상물의 각각 사이에 동시에 상대운동시키고 유연한 관의 분배단부를 적어도 두 개의 가공대상물 중의 제 1 가공대상물 그 다음에는 다른 가공대상물의 물리적 가공대상물 경로와 맞물리는 것을 포함한다.
A114. 특징 99의 방법, 가공대상물 경로는 꾸불꾸불한 경로를 포함하며, 상대운동시키는 단계는 실질적으로 일정한 속도 크기를 갖는 상대운동을 일으키는 것을 포함한다.
이상 여기서 본 발명을 개시하였는데, 청구하고자 하는 것은 다음과 같다.

Claims (35)

  1. 액체를 함유하는 재료를 반도체 가공대상물의 직물형 표면에 분배하는 장치로서, 상기 장치는,
    a. 가공대상물을 지지하도록 구성된 가공대상물 지지부;
    b. 상대운동 장치;
    c. 관지지부를 통해 상대운동장치에 연결된 지지단부 및 추적 기능부를 포함하는 분배단부를 갖는 유연한 분배관을 포함하여 이루어지는데,
    d. 상기 상대운동장치는 물리적으로 구속되지 않은 분배단부 경로를 따라서 가공대상물 지지부에 대하여 관의 분배단부를 상대운동시키도록 구성되며, 관의 유연성은 추적 기능부가 지지부에 의해 지지되는 가공대상물의 직물형 표면의 물리적 가공대상물 경로와 맞물릴 때 그리고 상대운동장치의 작동시에 관의 분배단부가 물리적 가공대상물 경로를 기계적으로 추적하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 추적 기능부는 가공대상물의 직물형 표면에 의해 형성된 물리적 가공대상물 경로를 기계적으로 추적할 수 있는 크기 및 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 추적 기능부는 관의 단면 크기의 적어도 일단부에 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 물리적 가공대상물 경로는 특징적인 최소폭을 가지며, 추적 기능부는 물리적 가공대상물 경로의 특징적인 최소폭보다 작은 특징적인 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 물리적 가공대상물 경로는 특징적인 경로를 가지며, 관은 물리적 가공대상물 경로의 특징적인 폭의 약 10배미만의 최대 단면 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 유연한 관의 유연성은 관의 분배단부가 물리적 가공대상물 경로와 물리적으로 구속되지 않은 분배단부 경로 사이의 오차에도 불구하고 물리적 가공대상물 경로를 기계적으로 추적할 수 있게 하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 각각 관 지지부에 고정된 다수의 추가의 유연한 관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 가공대상물 지지부는 각각의 물리적 가공대상물 경로가 실질적으로 동일선상에 있도록 적어도 두 개의 가공대상물을 서로에 대하여 고정된 상태로 유지하는 고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 액체를 함유하는 재료를 반도체 가공대상물의 직물형 표면에 분배하는 장치로서, 이장치는 지지단부 및 분배단부를 갖는 유연한 관을 포함하며, 분배단부는 기계적 추적 기능부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 추적 기능부는 직물형 가공대상물 표면에 의해 형성된 물리적 가공대상물 경로를 기계적으로 추적할 수 있는 크기 및 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 9 항에 있어서, 관은 분배단부에서 비원형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 9 항에 있어서, 추적 기능부는 관의 단면 크기의 적어도 일단부에 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 돌출부는 내마모성 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 12 항에 있어서, 돌출부는 자기적으로 끌어당기는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 12 항에 있어서, 유연한 관은 장축과 그 장축에 실질적으로 직각인 측방향 크기를 가지며, 추적 기능부는 관의 측방향 크기보다 작은 측방향 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 12 항에 있어서, 추적 기능부는 두 개의 추적 기능부를 포함하는데, 각각은 적어도 하나의 단면 크기의 서로 반대측 단부의 돌출부인 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제 9 항에 있어서, 추적 기능부는 관의 외측면을 따라서 유연한 관의 축선에 실질적으로 평행하게 연장된 리브를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 9 항에 있어서, 유연한 관은 폴리머, 폴리이미드, 유리, 석영, 금속, 스테인리스 스틸로 구성된 그룹에서 선택된 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 액체를 함유하는 재료가 침착되는 패턴형성된 가공대상물로서, 이 가공대상물은,
    a. 제 1 표면을 갖는 반도체 물체; 및
    b. 제 1 표면상에 있으며, 직각 치수보다 비교적 긴 치수를 갖는 적어도 하나의 홈을 포함하는 물리적 가공대상물 경로를 포함하여 이루어지며, 상기 가공대상물은 적어도 하나의 정렬 가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가공대상물.
  20. 제 19 항에 있어서, 적어도 하나의 홈은 다수의 실질적으로 평행한 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 가공대상물.
  21. 제 19 항에 있어서, 적어도 하나의 정렬 가이드는 홈의 적어도 일단부에 도입 기능부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가공대상물.
  22. 제 21 항에 있어서, 적어도 하나의 홈은 다수의 실질적으로 평행한 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 가공대상물.
  23. 제 21 항에 있어서, 도입 기능부는 개방삼각형 공간, V자형, 쐐기형, 물리적 가공대상물 경로에 접하는 원호 및 한 쌍의 각진 홈으로 구성되는 그룹에서 선택되는 기능부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가공대상물.
  24. 제 19 항에 있어서, 적어도 하나의 정렬 가이드는 물리적 가공대상물 경로에 인접한 복원 기능부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가공대상물.
  25. 제 19 항에 있어서, 적어도 하나의 홈은 두 개의 단부를 가지며, 각 단부에 마스크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가공대상물.
  26. 패턴형성된 반도체 물품으로서, 상기 물품은,
    a. 제 1 표면을 갖는 반도체 물체; 및
    b. 제 1 표면상에 있으며 직각 치수보다 비교적 긴 치수를 갖는 적어도 하나의 홈을 포함하여 이루어지며, 가공대상물은 적어도 하나의 정렬 가이드를 더 포함하며, 이 홈은 실질적으로 그 전장을 따라서 금속화부를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 물품.
  27. 제 26 항에 있어서, 적어도 하나의 홈은 다수의 실질적으로 평행한 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 물품.
  28. 제 26 항에 있어서, 적어도 하나의 정렬 가이드는 홈의 적어도 일단부에 도입 기능부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 물품.
  29. 제 29 항에 있어서, 도입 기능부는 개방 삼각형 공간, V자형, 쐐기형, 물리적 가공대상물 경로에 접하는 원호 및 한 쌍의 각진 홈으로 구성된 그룹에서 선택된 기능부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 물품.
  30. 제 26 항에 있어서, 적어도 하나의 정렬 가이드는 적어도 하나의 홈에 인접한 복원 기능부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 물품.
  31. 액체를 함유하는 재료를 반도체 가공대상물의 직물형 표면에 제공하는 방법으로서, 이 방법은,
    a. 물리적 가공대상물 경로를 정의하는 직물형 표면을 갖는 반도체 가공대상물을 제공하는 단계;
    b. 물리적 가공대상물 경로를 기계적으로 추적할 수 있는 크기 및 형상을 갖는 분배단부 및 지지단부를 갖는 유연한 관을 제공하는 단계;
    c. 유연한 관의 분배단부를 물리적 가공대상물 경로와 맞물리는 단계;
    d. 분배단부와 직물형 표면 사이에 확실한 접촉력을 확립하는 단계;
    e. 액체를 함유하는 재료를 유연한 관에 제공하고 액체를 함유하는 재료를 관으로부터 가공대상물의 직물형 표면에 분배시키는 단계; 및
    f. 액체를 함유하는 재료가 물리적 가공대상물 경로를 따라서 가공대상물 위에 분배되는 동안에 분배단부가 물리적 가공대상물 경로를 기계적으로 추적하도록 관의 분배단부를 가공대상물에 대하여 상대운동시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  32. 제 31 항에 있어서, 상대운동시키는 단계는 분배 단부가 물리적 가공대상물 경로로부터 오차만큼 벗어난 물리적으로 구속되지 않은 분배단부 경로를 따라가게 하는 것을 포함하며, 관의 유연성은 오차에도 불구하고 관의 분배단부가 물리적 가공대상물 경로를 기계적으로 추적하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  33. 제 31 항에 있어서, 확실한 접촉력을 확립하는 단계는 관과 가공대상물이 접촉된 후에 유연한 관의 지지단부를 직물형 표면쪽으로 진행시켜서 관에 휨을 부여함으로써 직물형 표면쪽으로 유연한 관의 분배단부에 예비부하를 가하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  34. 제 31 항에 있어서, 물리적 가공대상물 경로는 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  35. 제 31 항에 있어서, 관의 분배단부가 하나의 가공대상물 경로를 따라서 지난 후 그리고 다른 가공대상물 경로를 따라서 진행하기 전에 관의 분배단부를 세정욕에 통과시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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