KR20170088411A - 기재 수용기 밸브 조립체 - Google Patents

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KR20170088411A
KR20170088411A KR1020177017479A KR20177017479A KR20170088411A KR 20170088411 A KR20170088411 A KR 20170088411A KR 1020177017479 A KR1020177017479 A KR 1020177017479A KR 20177017479 A KR20177017479 A KR 20177017479A KR 20170088411 A KR20170088411 A KR 20170088411A
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KR1020177017479A
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매튜 에이 풀러
마크 브이 스미스
제프리 제이 킹
존 번스
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엔테그리스, 아이엔씨.
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Abstract

기재 수용기는 개방 측면 또는 하단부를 가지는 수용기 부분, 및 개방 측면 또는 하단부를 밀봉식으로 폐쇄하는 도어를 포함하고, 도어 및 수용기 부분 중 하나가 접근 구조물을 형성한다. 기재 수용기는 체크-밸브 조립체를 부가적으로 포함하고, 체크-밸브 조립체는 접근 구조물에 대해서 유지되어 기재 수용기의 내측부와의 유체 연통을 제공한다. 체크-밸브 조립체는 그로밋을 포함하고, 그로밋은 탄성중합체 재료로 형성된다. 밸브 안착부가 그로밋 내에 배치되고, 밸브 안착부는 하나의 양태에 따라서 그로밋과 일체로 형성되고, 다른 양태에 따라서 별개의 단편으로 형성된다. 탄성중합체 밸브 부재, 구체적으로 하나의 양태에 따른 탄성중합체 우산형 밸브 부재가 그로밋 내에 배치되고 밸브 안착부와 결합되도록 유지되고, 그에 의해서 기재 수용기의 내측부에 대한 체크-밸브 조립체를 통한 유체 유동을 제한한다.

Description

기재 수용기 밸브 조립체{SUBSTRATE CONTAINER VALVE ASSEMBLIES}
우선권 주장
본원은 2014년 12월 1일자로 출원된 미국 가출원 제62/086,022호에 대한 우선권을 주장한다.
일반적으로, 기재 수용기 또는 캐리어가, 웨이퍼 또는 디스크의 프로세싱 이전에, 도중에 및 이후에 규소 웨이퍼 또는 자기 디스크의 배치(batch)를 운송 및/또는 저장하기 위해서 이용된다. 웨이퍼는 통합 회로로 프로세스될 수 있고, 디스크는 컴퓨터용 자기 저장 디스크로 프로세스될 수 있다. 웨이퍼, 디스크, 및 기재라는 용어는 본원에서 상호 교환 가능하게 사용되고, 달리 표시된 바가 없는 한, 그러한 용어 중 임의의 용어가 반도체 웨이퍼, 자기 디스크, 평판 기재, 레티클, 및 다른 그러한 기재를 지칭할 수 있다.
웨이퍼 디스크를 집적 회로 칩으로 프로세스하는 것은 종종, 디스크가 여러 프로세싱 스테이션에서 프로세스되고, 프로세스 단계들 사이에서 저장 및 운송되는 복수의 단계를 포함한다. 디스크의 민감한 성질 및 입자나 화학물질에 의한 오염에 대한 민감성으로 인해서, 이들이 이러한 과정 전반을 통해서 적절하게 보호되는 것이 필수적이다. 웨이퍼 수용기는 이러한 필요 보호를 제공하기 위해서 이용되어 왔다. 부가적으로, 디스크의 프로세스가 일반적으로 자동화되기 때문에, 웨이퍼의 로봇 제거 및 삽입을 위한 프로세싱 장비에 대해서 디스크가 정밀하게 배치될 필요가 있다. 웨이퍼 수용기의 다른 목적은 운송 중에 웨이퍼 디스크를 확실하게 유지하는 것이다. 달리 표시된 바가 없는 한, 웨이퍼 수용기, 캐리어, 카셋트, 운송/저장 상자(bin), 및 기타의 용어는 본원에서 상호 교환 가능하게 이용된다.
반도체 웨이퍼 또는 자기 디스크의 프로세스 중에, 미립자의 존재 또는 발생은 매우 심각한 오염 문제를 제기한다. 오염은 반도체 산업에서 수득 손실의 하나의 가장 큰 원인으로서 생각된다. 집적 회로망의 크기가 계속적으로 감소됨에 따라, 집적 회로를 오염시킬 수 있는 입자의 크기가 또한 더 작아져서, 오염의 최소화가 더욱 중요해졌다. 입자 형태의 오염물질은, 캐리어가 웨이퍼, 캐리어 커버 또는 외장, 저장 랙, 다른 캐리어 또는 프로세싱 장비와의 비벼짐 또는 긁힘과 같은, 침식에 의해서 발생될 수 있다. 부가적으로, 분진과 같은 입자는 커버 및/또는 외장 내의 개구부 또는 접합부를 통해서 외장 내로 진입될 수 있다. 그에 따라, 웨이퍼 캐리어의 중요 기능은 내부의 웨이퍼를 그러한 오염물질로부터 보호하는 것이다.
수용기는 일반적으로 웨이퍼 또는 디스크를 슬롯 내에서 축방향으로 배향시키도록, 그리고 웨이퍼 또는 디스크를 그들의 주변 연부에 의해서 또는 그에 근접하여 지지하도록 구성된다. 웨이퍼 또는 디스크는 통상적으로 반경방향을 따라 위쪽으로 또는 측방향으로 수용기로부터 제거될 수 있다. 수용기는 하부 개구부를 가지는 쉘부(shell portion), 하부 개구부 내로 잠금되는 도어, 및 도어 상에 놓이는 별개의 캐리어를 가질 수 있다. SMIF 포드(pod)로서 공지된 이러한 구성이 미국 특허 제4,995,430호 및 제4,815,912호에 기재되어 있고, 양 특허 모두는 본원의 소유자에게 소유되어 있고, 양 특허 모두는 본원에서 참조로 포함된다. 부가적으로, 웨이퍼 캐리어 조립체는, FOUP 또는 FOSB로서 공지되고 모두가 본원에서 참조로 포함되는 미국 특허 제6,354,601호, 제5,788,082호 및 제6,010,008호에서 설명된, 전방 개구부 상으로 잠금되는 도어를 가지는 전방 개구부를 가질 수 있다. 특정 구성에서, 질소 또는 다른 정제 가스와 같은 가스의 웨이퍼 캐리어 조립체 내로의 도입 및/또는 배기를 촉진하여 오염물질을 가질 수 있는 주변 공기를 대체하기 위해서, 하단부 커버 또는 도어, 전방 도어 또는 수용기 부분이 개구부 또는 통로를 구비한다.
당업계에 공지된 웨이퍼 수용기 및 레티클 수용기는, 웨이퍼 수용기의 유동 통로를 유체 공급부 및 압력 또는 진공 공급원에 유체적으로 계면 연결(interfacing)하기 위한 다양한 연결 또는 결합 메카니즘을 이용하고 있다. 그러한 부착 및 밀봉은 복잡한 구성을 가질 수 있는 특별한 구성요소를 필요로 한다. 특정 전류 설계는 프레임, 플런저, O-링 및 금속 스프링을 가지는 체크 밸브를 포함하고, 이들 중 하나 이상은 미립자 또는 다른 오염물질의 발생을 통해서 웨이퍼 오염물질을 유도할 수 있다. 부가적으로, 일부 퍼지-밸브 설계는 설치 중의 압축력에 민감하여, 체크 밸브의 프레임을 변형시키고 누설을 유도할 가능성이 있다.
개시 내용의 하나의 양태에 따라서, 기재 수용기는 개방 측면 또는 하단부를 가지는 수용기 부분, 및 개방 측면 또는 하단부를 밀봉식으로 폐쇄하는 도어를 포함하고, 도어 및 수용기 부분 중 하나가 접근 구조물을 형성한다. 기재 수용기는 체크-밸브 조립체를 부가적으로 포함하고, 체크-밸브 조립체는 접근 구조물에 대해서 유지되어 기재 수용기의 내측부와의 유체 연통을 제공한다. 체크-밸브 조립체는 그로밋(grommet)을 포함하고, 그로밋은 탄성중합체 재료로 형성된다. 밸브 안착부가 그로밋 내에 배치되고, 밸브 안착부는 하나의 양태에 따라서 그로밋과 일체로 형성되고, 다른 양태에 따라서 별개의 단편으로 형성된다. 하나의 양태에 따라서, 중앙 스템에 의해서 밸브 안착부에 대해서 유지되는 탄성중합체 디스크 형상의 밸브 부재, 예를 들어 탄성중합체 우산형 밸브 부재가 그로밋 내에 배치되고 밸브 안착부와 결합되도록 유지되며, 그에 의해서 기재 수용기의 내측부에 대한 체크-밸브 조립체를 통한 유체 유동을 제한한다.
체크-밸브 조립체 내의 부품의 수가 실질적으로 감소되고, 일부 경우에 단지 2개의 부품: 하나 이상의 밸브 안착부를 형성하는 내부 구조물을 가지는 탄성중합체 그로밋, 및 연관된 탄성중합체 우산형 체크 밸브 부재를 갖는다. 체크-밸브 조립체를 통한 반대 방향의 유체 유동을 제한하기 위해서, 탄성중합체 밸브 부재는 선택적으로 그로밋 내에서 가역적일 수 있다. 다른 양태에 따라서, 체크-밸브 조립체는 단지 3개의 부품: 탄성중합체 그로밋, 그로밋 내의 실질적으로 강성인 하우징, 및 탄성중합체 우산형 밸브 부재를 포함한다.
본 발명의 실시예의 특징 및 장점은, 탄성중합체 디스크 형상의 밸브 부재가 밸브 내에서 편평한 탄성중합체 밸브 안착부와 협력한다는 것이다. 다른 탄성중합체 밸브 구성요소와 조립되고 함께 기능하는 탄성중합체 밸브 구성요소를 이용하는 것은 용이한 조립을 제공하고 높은 수준의 밀봉 무결성(sealing integrity)을 제공한다. 디스크 부분 및 스템 부분을 가지는 우산형 밸브와 관련하여, 탄성중합체 스템 부분은 탄성중합체 재료에 의해서 형성된 개구부 내로 삽입되고, 디스크는 탄성중합체 밸브 안착부에 대해서 안착된다. 실시예에서, 디스크 형상의 부재는 미작동 상태에서 밸브 안착부로부터 먼쪽으로 대면되는 볼록 형상을 가지고, 밸브를 통과하는 가스에 의해서 작동될 때, 디스크가 반전되며, 그에 따라 그 형상은 밸브 안착부로부터 먼쪽으로 대면되는 오목부 또는 편평부가 된다. 다른 실시예에서, 디스크가 미작동 상태에서 편평할 수 있고, 밸브를 통과하는 가스로 작동될 때, 밸브 안착부로부터 먼쪽으로 대면되는 오목한 형상으로 변화될 수 있다. 다른 실시예에서, 디스크가 편평할 수 있고 디스크의 주변부에서 밸브 안착부에 피봇식으로 부착될 수 있고 플랩(flap)으로서 동작할 수 있다.
다른 양태에 따라서, 체크-밸브 조립체는, 그로밋에 대해서 단부-대-단부로, 적층된 구성으로 배치된다. 또한, 체크-밸브 조립체를 위한 여러 가지 하우징 및 유지 메카니즘이 개시된다. 다른 체크-밸브 조립체, 체크-밸브 모듈, 및 연관된 방법이 또한 개시된다.
도 1은 개시 내용의 실시예에 따른, 기재 수용기 조립체의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 조립체의 예시적인 하단부 커버의 저면도이다.
도 3은 개시 내용의 실시예에 따른 전방 개구부 기재 수용기의 사시도이다.
도 4는 도 3의 기재 수용기의 저면도이다.
도 5는 개시 내용의 실시예에 따른 수용 구조물의 사시도이다.
도 6은 개시 내용의 실시예에 따른, 체크-밸브 모듈의 분해도이다.
도 7은 도 6의 구성요소로 형성된 조립된 모듈의 횡단면도이다.
도 8은 도 6 및 도 7에 도시된 그로밋의 사시도이다.
도 9는 개시 내용의 대안적인 실시예에 따른, 체크-밸브 조립체의 상단 사시도이다.
도 10은 도 9의 조립체의 절개 사시도이다.
도 11은 도 9 및 도 10에 도시된 조립체의 구성요소 부품 및 완성된 조립 모듈을 도시한다.
도 12 및 도 13은 개시 내용의 실시예에 따른, 체크-밸브 모듈 구성요소 및 교체하고자 하는 설치된 체크-밸브 모듈을 도시한다.
도 14는 개시 내용의 실시예에 따른, 부가적인 체크-밸브 모듈의 분해도이다.
도 15은 개시 내용의 다른 실시예에 따른, 체크-밸브 모듈의 분해도이다.
도 16은 조립된 형태의 도 15의 모듈의 사시도이다.
도 17은 주변 구조물 내에 설치하기 위한 구성요소를 가지는 도 15의 모듈의 분해도이다.
도 18은 조립되고 설치된 형태의 도 17의 모듈의 횡단면도이다.
도 19는 개시 내용의 다른 실시예에 따른, 체크-밸브 모듈의 분해도이다.
도 20은 조립된 형태의 도 19의 모듈의 구성요소의 사시도이다.
도 21은 도 20의 구성요소의 분해도이다.
도 22는 대안적인 구성으로 조립된 도 20의 구성요소의 사시도이다.
도 23은 배출구 구성으로 설치된, 도 19의 모듈의 횡단면도이다.
도 24는 유입구 구성으로 설치된, 도 19의 모듈의 횡단면도이다.
도 25는 도 24의 모듈이 유입구 및 배출구 구성으로 설치된 기재 수용기 조립체의 개략도이다.
도 1은, 개시 내용의 실시예가 구현될 수 있는 예시적인 웨이퍼 수용기 조립체(2)를 도시한다. 수용기 조립체(2)는 웨이퍼 캐리어(4), 하단부 도어(6), 및 외장 부분(8)을 포함한다. 하단부 도어(6)는 주변 대기(10)로부터 격리될 수 있는 내측부 공간을 형성하기 위해서 외장 부분(8)에 밀봉식으로 결합되도록 구성된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 캐리어(2)는 복수의 규소 웨이퍼 또는 다른 기재를 웨이퍼 캐리어(2) 내에서 유지 및 배치할 수 있는, 선반과 같은, 복수의 요소(12)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 요소(12)는 인접 웨이퍼들 사이의 접촉이 최소화되도록 기재를 유지하고 배치하며, 이는 프로세싱 및/또는 운송 중에 발생될 수 있는 기재에 대한 손상을 감소시킬 수 있다.
도 2는 예시적인 하단부 도어(6)를 더 구체적으로 도시한다. 섹션(6)은 개구부(14, 16) 형태의 접근 구조물을 포함한다. 일 실시예에 따라서, 개구부(14)는 수용기 조립체(2) 내로의 가스의 도입 또는 다른 유체 전달을 돕는다. 유사하게, 개구부(16)는 예를 들어 수용기 조립체(2) 내에 위치된 가스 또는 유체가 주변 대기로 배출될 수 있도록, 가스 또는 다른 유체를 수용기 조립체(2)의 외부로 전달하여 제거하는 것을 돕는다. 그에 따라, 일 실시예에 따라서, 개구부(14)는 유입구인 반면, 개구부(16)는 배출구이다. 비록, 도 2는 하단부 도어(6)가 2개의 개구부(14, 16)를 포함하는 실시예를 도시하지만, 하단부 도어(6) 내에 위치된 4개, 5개, 6개, 또는 그 초과의 접근 구조물을 가지는 실시예가 고려되며, 본 개시 내용의 범위 내에 포함된다. 또한, 개시 내용의 실시예가, 제거할 수 없고 개방할 수 없는 섹션인, 수용기 조립체(2), 또는 유사한 수용기의 섹션 내에서 구현될 수 있다는 것을 이해하여야 할 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 개구부(14, 16)는 전반적으로 '20', '22'에서 도시된, 개시 내용의 실시예에 따른 밸브 조립체 또는 모듈을 수용하거나, 그와 연관되어 배치된다. 밸브 조립체(20)는 개구부(14)를 밀봉하기 위해서 개구부(14)에 또는 그 내부에 배치되고, 밸브 조립체(22)는 개구부(16)를 밀봉하기 위해서 개구부(16)에 또는 그 내부에 배치된다. 밸브 조립체(20, 22)의 각각은 그들의 상응하는 개구부(14, 16)의 내측부에 대해서 밀봉부를 생성하고, 각각은 가스 또는 다른 유체의 통과를 위한 적어도 하나의 보어 또는 통로를 제공한다. 당업자는, 개구부(14, 16) 및 밸브 조립체(20, 22)의 크기, 횡단면 형상, 및 다른 특징이 가스 유동 요건, 동작 압력, 및 특별한 웨이퍼 수용기 조립체 또는 환경의 다른 특성에 의해서 유도될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 도 6 내지 도 25를 참조하여, 밸브 조립체(20, 22) 및 연관된 구성요소의 특정 실시예를 설명할 것이다.
도 3 및 도 4는, 개시 내용의 실시예가 구현될 수 있는, FOUP(front opening unified pod) 또는 FOSB(front opening shipping box)로 공지된, 웨이퍼 수용기 조립체(23)의 다른 구성을 도시한다. 수용기 조립체(23)는 일반적으로 도어(24) 및 수용기 부분(26)을 포함한다. 수용기 부분(26)은 복수의 웨이퍼(W)가 웨이퍼 선반(35) 상에서 유지되는 수용기 내측부(32) 내로 이어지는 전방 개구부(30)를 갖는다. 도어(24)는 열쇠 접근 홀(key access hole)(36), 및 도어 외장의 내측부 내에 부분적으로 도시된 잠금 메카니즘(38)을 갖는다. 잠금 선단부(41)가 수용기 부분 도어 프레임(40) 내의 함몰부(39)와 결합된다.
수용기 조립체(23)는 전방 퍼지 포트(48) 및 후방 퍼지 포트(54)의 쌍을 이용한 퍼지 능력을 갖는다. 포트(48, 54)는 수용기 조립체(23)의 하단부(52) 상에 위치되고 선택적으로 각각의 포트(48, 54)와 연관되는, 접근 구조물 또는 그로밋 수용 구조물(51) 내로 보관되는(secured) 퍼지 그로밋(50)을 갖는다. 개시 내용의 실시예에 따른 체크 밸브(56)가 그로밋 내로 삽입되어, 퍼징 가스 유체 유동의 방향을 제어하는 밸브 조립체를 형성한다. 부가적으로, 선택적으로 그로밋(62) 및 체크 밸브(64)를 수용하는, 퍼지 타워(60)로서 구성된 관형 환경 제어 구성요소가 도시되어 있다. 도 6 내지 도 25를 참조하여, 밸브 조립체, 그로밋, 체크 밸브, 및 연관된 구성요소의 특정 실시예를 설명할 것이다.
도 5는, 개시 내용의 실시예에 따른, 기재 수용기의 벽 또는 커버, 예를 들어 수용기 조립체(23)의 하단부(52) 또는 측면 커버 내에 배치된 접근 구조물 또는 수용 구조물(51)의 하나의 유형을 도시한다. 구조물(51)은 수용기 조립체(23) 내외로의 유체 통로를 위한 유입구 또는 배출구 구조물을 구성하고, 중앙 축(66)을 따라 밸브 조립체 및 모듈을 수용 및/또는 수납하도록 구성된다. 이러한 개시 내용에서 고려되는 접근 구조물 또는 유지 구조물은 퍼지 포트로서 기능하고, 선택적으로, 그로밋 또는 밸브 조립체 및 모듈와 밀봉 가능하게 결합되도록 특별하게 구성된 기하형태를 가지는 유지 구조물을 포함한다. 그로밋 및 조립체/모듈 자체는, 연관된 접근 또는 유지 구조물의 특정 내측부 특징부와의 유밀(fluid-tight) 접촉을 생성하기 위한 다양한 밀봉 특징부를 선택적으로 포함한다.
도 6 내지 도 25는, 도 1 내지 도 5에 도시된 것과 같은 웨이퍼 캐리어, 또는 다른 유형의 캐리어 및 수용기의 도어, 측벽, 하단부 벽, 퍼지 관, 또는 다른 구성요소 내에 구현될 수 있거나 그와 관련하여 구현될 수 있는, 개시 내용의 양태에 따른, 다양한 밸브 조립체 및 모듈을 도시한다.
도 6 내지 도 25는, 개시 내용의 실시예에 따른, 기재 수용기 내의 밀봉 개구부 또는 포트 내에서 이용되는 여러 가지 유형의 그로밋 또는 다른 구조물을 부가적으로 도시한다. 일반적으로, 그로밋 또는 구조물은 본체 내에 위치되는 보어를 가지는 본체를 포함하고, 그러한 보어는 본체의 주요 축을 따라서 연장된다. 부가적으로, 본 개시 내용의 그로밋의 실시예는 보어 내에 위치된 동작 요소를 포함한다. 동작 요소는, 보어, 필터, 센서 또는 그 조합을 통한 가스 또는 다른 유체의 유동을 조절할 수 있는 체크 밸브를 포함할 수 있다. 본 개시 내용에서 이용되는 체크 밸브는, 기재 수용기 도어 및/또는 외장 상의 유입구 개구부 및 배출구 개구부 모두를 밀봉하기 위해서 그로밋이 이용될 수 있도록, 보어 내에서 배향될 수 있다. 부가적으로, 선택적으로, 부가적인 O-링을 그로밋에 부착할 필요가 없이, 그로밋 본체의 설계가 개구부의 밀봉을 도울 수 있다. 또한, 본 개시 내용의 그로밋의 실시예는 그로밋 본체, 체크 밸브 및/또는 필터를 일체형 카트릿지 또는 모듈 내로 조합할 수 있고, 이는 그로밋의 전체적인 밀봉 능력을 개선할 수 있고 기재 수용기 조립체의 보다 용이한 구축을 도울 수 있다. 일부 실시예에서, 그로밋은 약 1/8 인치로부터 약 1 인치의 축방향 높이를 가지는 한편, 다른 실시예에서, 그로밋은 약 3/8 인치로부터 약 3/4 인치의 축방향 높이를 가질 수 있다. 부가적으로, 본 개시 내용의 그로밋의 실시예가 약 1/4 인치로부터 약 1.5 인치의 직경을 가질 수 있는 한편, 다른 실시예에서 그로밋은 약 1/2 인치로부터 약 3/4 인치의 직경을 가질 수 있다. 당업자는, 그로밋의 축방향 높이 및 직경의 부가적인 범위가 고려되고 본 개시 내용의 범위 내에 포함된다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
설명되는 바와 같은 체크 밸브 부재는 디스크 및 그러한 디스크의 중심에 부착된 중앙 스템으로서 구현된 밸브 안착부 연결 부분을 갖는다. 다른 실시예에서, 밸브 안착부 연결 부분이 디스크의 주변부에 위치될 수 있고, 그에 따라 디스크가 연결 부분을 중심으로 피봇되는 플랩으로서 동작될 수 있다.
그로밋은 다양한 방식으로 당업계에 공지된 O-링으로부터 구별될 수 있다. 예를 들어, 그로밋 구성은, 보어가 관통하여 연장되는 대체로 원통형인 구성의 탄성중합체 요소를 제공하고, 그러한 보어 자체는 원통형 구성을 갖는다. 보어는, 내부로 삽입되는 동작 구성요소의 길이의 전체를 또는 실질적인 전체를 수용하기에 충분한 길이를 갖는다. 그로밋은 바람직하게 그로밋의 축에 수직으로 배열되는 적어도 하나의 평면형 표면을 갖는다.
그러한 표면은 퍼징 시스템의 부품으로서의 니플(nipple) 또는 노즐을 위한 안착 표면을 효과적으로 제공하기 위해서 이용될 수 있다. 체적상으로, 그로밋은 바람직하게, 그러한 그로밋 내에 포함되는, 동작적 구성요소 또는 임의의 연관된 구조물 보다 더 크다. 바람직하게, 그로밋은 축방향 평면에서 취한 횡단면적을 취하며, 그에 의해서 그로밋의 횡단면적은 축방향으로 관통 연장되는 개구부의 횡단면적보다 크다. 바람직하게, 그로밋은, 그로밋을 통해서 축방향으로 연장되는 개구부 또는 보어의 직경 보다 큰 축방향 길이를 갖는다. 본원에서 설명된 그로밋은 선택적으로 입면도에서 비-원형인 횡단면, 원통형 내부 대면 표면, 원통형 외부 대면 표면, 및 평면형 단부 표면을 갖는다.
개시 내용의 특정 양태를 설명하면, 도 6 내지 도 8은 제1 유형의 체크-밸브 조립체(100)를 도시한다. 체크-밸브 조립체(100)는 밸브 안착부(110)를 형성하는 내부 구조물(108)을 가지는 그로밋(105)을 포함한다. 내부 구조물(108) 및 밸브 안착부(110)는 그로밋의 축방향 길이를 따라서 그로밋(105)의 중간 지점에 실질적으로 배치되나, 축방향 길이를 따른 다른 위치도 고려된다. 그로밋(105)은 선택적으로 퍼지 그로밋이고, 기재 수용기의 내측부에 대해서 가스를 도입 또는 회수하기 위한 퍼지 노즐에 밀봉식으로 연결되도록 구성된 퍼지 그로밋 계면을 형성한다.
우산형 체크 밸브 부재(115)가 탄성중합체 그로밋(105) 내에 배치되고 유지되어 밸브 안착부(110)와 결합/분리되고 그에 의해서 체크-밸브 조립체(100)를 통한 유체 유동을 제한 또는 허용한다. 그로밋(105)의 내부 구조물(108)을 통한 개구(118)는 그로밋(105)의 축방향 길이를 따른 유체 유동을 허용한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 체크-밸브 조립체(100)를 통한 진출을 위해서, 화살표(125)에 의해서 표시된 바와 같이, 기재 수용기 내측부의 외부로 퍼지 가스 또는 다른 유체가 유동되는 것을 허용하도록, 우산형 체크 밸브 부재(115)가 배향된다. 우산형 체크 밸브 부재(115)가 밸브 안착부(110)와 결합되어, 반대 방향, 또는 진입 방향의 유체 유동을 허용하지 않는다. 우산형 체크 밸브 부재는 스템 부분(116) 및 디스크 부분(117)을 갖는다.
그로밋(105)의 내부 구조물(108)은 제1 밸브 안착부(110)에 대한 구조물(108)의 반대 측면 상에서, 도 7에 도시된, 제2 밸브 안착부(120)를 부가적으로 형성한다. 밸브 안착부(110) 대신에, 밸브 안착부(120)와 결합 및 분리되도록 우산형 체크 밸브 부재(115)를 그로밋(105) 내에 배향하는 것은, 예를 들어 체크-밸브 조립체(100)를 통한 그리고 기재 수용기 내측부 내로의 진입을 위해서, 화살표(125)에 의해서 표시된 방향에 반대되는 방향으로 유체가 유동되도록 허용한다. 이어서, 우산형 체크 밸브 부재(115)는 밸브 안착부(120)와 결합되어, 반대 방향, 또는 진출 방향의 유체 유동을 허용하지 않는다.
일 실시예에 따라서, 우산형 체크 밸브 부재(115)의 스템(116)은 예를 들어 유동 진입을 위해서, 도 8에 도시된 바와 같이, 그로밋(105)의 중앙 보어(130) 내로 압입된다. 대안적으로, 우산형 체크 밸브 부재(115)는 유동 진출을 위해서, 다시 도 8에 도시된 바와 같이, 그로밋(105)의 하단부 측면으로부터 중앙 보어(130) 내로 압입된다. 그에 따라, 그로밋(105)은 도 7에 도시된, 제1 위치에서 밸브 부재(115)를 수용하도록 구축되고, 그러한 제1 위치에서 밸브 부재(115)는 밸브 안착부(110)와 결합되고 분리되어, 화살표(125)에 의해서 표시된 바와 같이(진출), 조립체(100)를 통해서 하나의 방향으로만 유체가 유동되게 한다. 그로밋(105)은 또한, 화살표(125)에 반대로(진입), 제2 방향으로만 유체 유동을 허용하기 위해서, 예를 들어 도 8에 도시된 바와 같이 그로밋(105)의 상단부 측면으로부터 삽입된, 밸브 부재(115)를 제2 위치 내에서 유지하도록 구축된다. 그로밋(105), 내부 구조물(108), 및 밸브 안착부(110, 120)는 도 7에 도시된 바와 같이, 실질적으로 "H"-형상의 횡단면을 함께 형성한다.
그로밋(105)은 일 실시예에 따라서, 열가소성 탄성중합체를 사출 성형하는 것에 의해서, 또는 FKM과 같은 고무-유사 화합물을 주조하는 것에 의해서 제조된다. 따라서, 그로밋 내부 구조물(108) 및 밸브 안착부(110, 120)가 그로밋(105)과 하나의 단편으로 일체로 형성된다. 그로밋(105) 및 안착부(110, 120)가 탄성중합체이고 연관된 탄성중합체 성질을 갖는다. 우산형 체크 밸브 부재(115)는 또한, 예를 들어, 동일한 또는 유사한 재료를 사출 성형하는 것에 의해서 형성된다. 일 실시예에 따라서, 우산형 체크 밸브 부재(115)의 균열 압력이 약 0.5 인치 내지 약 5 인치 H20(약 0.125 kPa 내지 약 1.25 kPa)이다. 본 개시 내용의 기재로부터, 당업자는 그로밋(105) 및 밸브 부재(115)를 위한 다른 적합한 제조 프로세스를 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
탄성중합체 재료로 우산형 밸브 부재(115) 및 밸브 안착부(110, 120) 중 하나 이상을 형성하는 것은, 용이한 조립, 비-임계적인 상대적 크기, 우수한 밀봉 성능, 및 이러한 장점을 달성하는데 필요한 부품 수의 감소를 포함하여, 많은 수의 장점을 제공한다. 예를 들어, 체크-밸브 조립체(100)는 단지 2개의 단편 - 내부의, 일체형의, 탄성중합체 밸브 안착부(들)와 함께 탄성중합체 밸브 부재(115) 및 탄성중합체 그로밋(105) - 으로 형성된다. 밸브 및 그로밋은, 최소한의 오류 발생 가능성을 가지고, 신속하고 효과적인 설치를 위해서 용이하게 조립된다. 그로밋의 하나의 특별한 크기 및 형상은 밸브의 하나의 특별한 크기 또는 형상을 수용하도록 제한되지 않고, 그에 따라 부품들의 상호 교환 가능성 및 더 큰 조립 융통성을 허용한다. 부가적으로 탄성중합체 구성요소는, 예를 들어 금속 스프링 또는 다른 구성요소에 비해서, 미립자 오염을 생성할 가능성이 낮다.
도 6을 다시 참조하면, 그로밋(105) 및 그 연관된 밸브가 퍼지 본체 하우징(135) 내에 밀봉식으로 수용된다. 그로밋(105)은 퍼지 본체 하우징(135)의 내측부 표면에 대해서 밀봉하기 위해서 하나 이상의 원주방향 돌출부 또는 밀봉 링(140)을 선택적으로 포함한다. 부가적으로, 필터(145)가 그로밋(105)과 퍼지 본체 하우징(135)의 내측부 사이에 배치된다. 필터(145) 및 본원 전반을 통해서 개시된 다른 필터의 실시예는, HEPA 여과 또는 기타와 같은, 적절한 기술의 입자 필터를 포함한다. 퍼지 본체 하우징(135)은 또한 기재 수용기 조립체와 연관된 접근 구조물 또는 수용 구조물(155)과 밀봉 연결을 형성하는 것을 돕기 위해서 O-링(150)을 선택적으로 포함한다. 퍼지 본체 하우징(135)은 예를 들어 유지 클립(156)에 의해서, 또는 다른 적합한 유지 구조물에 의해서, 구조물(155) 내에서 기재 수용기 조립체에 대해서 유지된다. 퍼지 본체(135), 그로밋(105), 밸브 부재(11), 및 필터(145)가 함께, 기재 수용기의 다양한 유형과 연관된 접근 구조물 내에 용이하게 설치될 수 있고 교체될 수 있는 체크-밸브 조립체 또는 모듈을 형성한다.
도 9 내지 도 11은, 예를 들어, 실질적으로 강성인 플라스틱 재료로 형성된, 그로밋(158)이 하우징(160)을 수용하는, 체크-밸브 조립체(157)의 부가적인 실시예를 도시한다. 하우징(160)은 도 6 내지 도 8에 대해서 설명된 것과 유사한 방식으로, 하우징 내부 구조물(172)의 대향 측면들 상에 형성된, 밸브 안착부(165 또는 170)와의 결합을 위한 우산형 체크 밸브 부재(162)를 유지한다. 내부 구조물(172) 및 밸브 안착부(165, 170)가 하우징의 축방향 길이를 따른 하우징(160)의 실질적인 중간 지점에 배치되고, 그로밋의 축방향 길이를 따른 그로밋(158)의 실질적인 중간 지점에 배치되나, 하우징(160) 및 그로밋(158)의 단부에 더 근접하는 배치도 고려된다. 탄성중합체 그로밋(158)의 일체형 부품으로서 함께 몰딩하는 대신에, 하우징(160) 및 밸브 안착부(165, 170)를 실질적으로 강성인 재료로 형성하는 것은, 예를 들어, 그로밋(158) 상에 작용할 수 있는 외부 압축력에 대한 부가적인 구조적 내성을 제공한다. 밸브 부재의 스템(161)은 밸브 안착부의 중앙 개구(163) 내에서 유지된다.
체크 밸브 부재(162)는 선택적으로 전술한 실시예의 체크 밸브 부재(115)와 동일하거나, 특별한 하우징(160)에 끼우기 위한 다른 형상 또는 크기로 구축된다. 이전의 실시예에서와 같이, 밸브 부재(162)의 상이한 크기들 또는 형상들이 하우징(160) 내에 수용되어, 다른 장점들 중에서 특히, 제조 및 재고에 있어서 더 큰 융통성을 제공할 수 있다. 하우징(160)은 우산형 체크 밸브 부재(162)를 둘러싸기 위한 원주방향 보호 측벽(175)을 형성한다. 보호 측벽(175)을 가지는 하우징(160)은 예를 들어 기재 수용기와 연관된 접근 구조물 또는 다른 구조물 내로의 삽입시에, 그로밋(158) 상으로 작용하는 외부 압력에 의해서 유발될 수 있는 변형 또는 다른 손상으로부터, 우산형 체크 밸브 부재(162)를 보호한다. 체크-밸브 조립체(157)는 단지 3개의 단편: 탄성중합체 밸브 부재(162), 하우징(160), 및 그로밋(158)으로 형성된다. 도 10에 도시된 바와 같이, 그로밋(158) 및 구조물(172)을 가지는 하우징(160)이 함께 실질적으로 "H"-형상의 횡단면을 형성한다. 하우징(160)을 가지는 그로밋(158) 및 우산형 체크 밸브 부재(162)가 하우징(178) 내로 함께 삽입되어, 모두가 도 11에 도시된 바와 같이, 완전한 체크 밸브 모듈(180)을 형성한다. 체크 밸브 모듈(180)은 적절한 기재 수용기의 연관된 유지 또는 접근 구조물 내에 용이하게 제거 가능하게 설치된다.
개시 내용의 하나의 양태는, 도 6 내지 도 8 또는 도 9 내지 도 11에 도시된 것과 같은 것으로 기존 체크-밸브 조립체 또는 모듈을 개장 또는 대체하는 것을 포함한다. 도 12 및 도 13에 도시된, 하나의 실시예에 따라서, 대체하고자 하는 체크-밸브 조립체(200)가 퍼지 그로밋(203), 그로밋(203) 내에 배치된 프레임(205), 플런저(210)를 지지하는 프레임(205), 스프링(215), 및 O-링(220, 225)을 포함하고, 이들 모두는 관형 환경 제어 구조물(230)(도 13) 또는 다른 접근 또는 수용 구조물 내에 설치된다. 설치 힘, 또는 다른 힘, 또는 정상적인 마모로 인해서 체크-밸브 조립체(200)가 손상되었거나 달리 대체할 필요가 있는 경우에, 개시 내용의 양태는 조립체(200)를 구조물(230)로부터 제거하는 것 그리고 그 조립체를, 예를 들어, 도 9 내지 도 11의 체크-밸브 모듈(180) 또는 도 6 내지 도 8의 체크 밸브 모듈로 대체하는 것을 포함한다. 대안적으로, 프레임(205) 및 그 연관된 구성요소를 퍼지 그로밋(203) 내로부터 제거하는 것, 그리고 그들을 하우징(160) 및 연관된 우산형 체크 밸브 부재(162)로 대체하는 것에 의해서 효과적으로 수리할 수 있다. 도 12 및 도 13에 도시된 것과 같은 퍼지 설계는, 특정 조건에서, 스프링(215)의 존재로 인해서 기재를 오염시킬 가능성이 있고, 그에 따라 설명된 방식으로 대체하는 것이 부가적인 장점을 제공한다.
도 14는, 개시 내용의 실시예에 따라서, 다양한 기재 수용기와 함께 이용하기에 적합한 부가적인 체크-밸브 모듈(240)을 도시한다. 모듈(240)은 밸브 블록(255)의 중앙 보어(250) 내에 삽입되고 유지되는 탄성중합체 우산형 밸브 부재(245)를 포함한다. 필터(260) 및 필터 캡(265)이 탄성중합체인 또는 실질적으로 강성인 밸브 블록(255)의 단부에 또는 그 내부에 배치된다. 밸브 블록(255)은 밸브 본체(270) 내에서 스냅 결합되거나 달리 유지된다. 밸브 본체(270)의 계면 표면(275)은 기재 수용기와 연관된 접근 구조물 또는 다른 구조물에 밀봉식으로 연결된다. 이전의 실시예에서와 같이, 우산형 밸브 부재(245)가 반대 배향으로, 즉 도 14에 도시된 바와 같이 밸브 본체(255) 내로부터 보어(250) 내로 삽입될 수 있고, 그에 따라 유체 유동의 허용 가능한 방향을 반전시킨다.
부가적인 실시예로서, 도 15 및 도 16은 각각 미조립 상태 및 조립된 상태에서 체크-밸브 조립체(300)를 도시한다. 조립체(300)는 중앙 보어(315) 내에서 탄성중합체 우산형 체크 밸브 부재(310)를 유지하는 실질적으로 강성인 밸브 안착부(305)를 포함한다. O-링(320)은 밸브 안착부(305)의 원주방향 홈(325) 내에서 유지되어 밸브 안착부(305)를 주위 구조물에 대해서 밀봉한다. 도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이, 조립체(300)가 퍼지 그로밋 또는 다른 탄성중합체 계면(330)과, 예를 들어, 필터 디스크 팩 형태의, 필터 구성요소(335)와 조합되고 그 사이에서 적층되어, 관형 환경 제어 구조물(340) 내에 설치된 모듈을 형성한다. 일 실시예에 따라, 필터 구성요소(335)가 제어 구조물(340)의 내부 정지부(342)에 대해서 맞닿아서 과다-삽입을 방지한다. 전술한 실시예에서와 같이, 밸브 안착부(305)에 대한 밸브 부재(310)의 배향, 또는 주위 구조물에 대한 밸브 부재(310) 및 밸브 안착부(305) 모두의 배향이 반전될 수 있고, 그에 따라 모듈을 통한 허용 가능한 유동의 방향을 반전시킬 수 있다.
도 19 내지 도 24는, 개시 내용의 다른 실시예에 따른, 퍼지 모듈(350)을 도시한다. 모듈(350)은 선택적으로 탄성중합체 재료로 형성되고 밸브 안착부(360, 365)를 형성하는 밸브 하우징(355)을 포함한다. 탄성중합체 우산형 체크 밸브 부재(370)가 하우징(355)의 중앙 보어(375) 내에 수용된다. 필터 게이트(380) 및 필터(385)가 체크 밸브 부재(370) 및 나머지 구성요소와 유체 연통된다. 하우징(355) 및 그 관련된 구성요소가 사출 성형된 격막 계면(390) 내에 수용되고, 그 격막 계면 자체는 외부 퍼지 본체(395) 내에 수용되고 유지되어 완전한 모듈(350)을 형성한다. 사용시에, 선택적인 O-링(400)이 퍼지 본체(395)의 홈(405) 내에 수용되고 주위 구조물과 관련하여 밀봉식으로 퍼지 본체(395) 및 모듈(300)에 결합된다.
도 20 및 도 21은, 단지 외향 방향 또는 진출 방향을 따른 연관된 기재 수용기에 대한 유체 유동을 허용하는, 예를 들어, 배출구 구성에서 밸브 안착부(360)에 대항하여 보어(375) 내로 압입된 우산형 체크 밸브 부재(370)를 도시한다. 도 22는, 예를 들어, 단지 내향 방향 또는 진입 방향을 따른 연관된 기재 수용기에 대한 유체 유동을 허용하는, 유입구 구성에서 하우징(355)의 대향 단부로부터 중앙 보어(375) 내로 압입된 밸브 부재(370)를 도시한다. 개시 내용의 실시예에 따라, 도 23은 배출구 구성에서 설치된 우산형 체크 밸브 부재(370)를 가지는 조립된 모듈(350)을 도시하고, 도 24는 유입구 구성에서 설치된 우산형 체크 밸브 부재(370)를 가지는 조립된 모듈(350)을 도시한다.
도 25는, 기재 수용기 조립체(420)에 대해서 정방향 구성 및 반전 구성으로 설치된 도 24의 모듈(350)을 도시한다. 구성(425)에서, 모듈(350)은 유체 배출구로서의 역할을 하여, 유체가 기재 수용기 조립체(420)의 내측부로부터 멀어지는 쪽으로만 유동할 수 있게 한다. 구성(430)에서, 모듈(350)은 구성(425)의 방향과 반대되는 방향으로 수용기 조립체(420)의 수용 구조물 내로 삽입되어, 모듈(350)이 유체 유입구로서의 역할을 하게 하고 그에 따라 기재 수용기 조립체(420)의 내측부를 향해서만 유체가 유동할 수 있게 한다. 도 25의 2개의 모듈(350)은 구조가 동일하거나 실질적으로 동일하나 설치시에 서로에 대해서 반전될 수 있고, 그에 따라 유체가 기재 수용기에 대해서 반대 방향들로만 유동하게 할 수 있다.
동작시에, 도 25에서 그리고 본 개시 내용 전반을 통해서 다른 곳에서 개시된 유입구 및 배출구 배열은 퍼징 활동 중에 협력적으로 기능하고, 그러한 퍼징 활동에서 기재 수용기의 내측부 내에 존재하는 공기 또는 가스가 새롭게 도입되는 공기, 가스, 또는 다른 유체에 의해서 대체된다. 진공 공급원은, 본원에서 개시된 연관된 밸브 조립체 또는 모듈의 접촉 표면과 계면 연결되도록 구성된 배출구 노즐에 의해서 수용기의 내측부 체적에 선택적으로 결합된다. 배출구 노즐에 의해서 연관된 탄성중합체 그로밋 내로 힘이 가해질 때, 그러한 그로밋은 압축되나, 수용기의 연관된 접근 또는 유지 구조물의 밀봉 내부 표면에 대한 그리고 밸브 조립체 또는 모듈의 외부 표면에 대한 그 밀봉을 유지한다.
진공이 기재 수용기의 내측부 체적과 결합됨에 따라, 체적부 내에 존재하는 유체가 본원에서 설명된 바와 같은 배출구를 통해서 기재 수용기의 외부로 인출되는 한편, 연관된 필터를 통하는 것을 포함하여, 유입구를 통해서 대체 유체가 인입된다. 관련된 실시예에서, 대체 유체 공급원이 배출구 노즐과 유사한 기하형태를 가지는 유입구 노즐을 통해서 내측부 체적과 결합되고 배출구 노즐이 배출구 그로밋 또는 조립체/모듈과 결합되는 것과 동일한 방식으로 유입구 그로밋 또는 조립체/모듈과 결합된다. 다른 실시예에서, 배출구 노즐이 이용되지 않는다. 유입구 노즐은 가압된 대체 유체를 수용기의 내측부 체적 내로 이송하고, 변위된 유체는 단순히 배출구 배열체를 통해서 빠져 나온다.
개시 내용의 양태에 따른 체크-밸브 조립체 및 모듈은 종래 기술 보다 우수한 많은 장점을 제공한다. 조립체 및 모듈은 용이하게 상호 교환될 수 있도록 설계되고, 특정 경우에, 하나의 모듈/조립체의 용이한 수리 및 다른 것과의 대체를 유도한다. 예를 들어 금속 스프링에 반대되는 것으로서, 탄성중합체 구성요소는 오염물질이 기재 수용기의 내측부로 진입할 수 있는 위험을 감소시킨다. 체크-밸브 조립체 내의 부품의 수가 실질적으로 감소되고, 일부 경우에 단지 2개의 단편: 하나 이상의 밸브 안착부를 형성하는 내부 구조물을 가지는 그로밋, 및 연관된 우산형 체크 밸브 부재로 감소된다. 본원에서 개시된 실시예는 설치 중에 구성요소에 대한 손상 가능성을 감소시켜, 체크 밸브 누설 가능성을 감소시킨다. 개시 내용의 실시예는 복수의 상이한 기재들 및 크기들, 예를 들어 300 mm 및 450 mm 규소 웨이퍼를 수용하는 수용기와 함께 이용될 수 있다. 부가적으로, 개시 내용의 실시예에 따른 체크 밸브는 다양한 미세환경의 내외로의 다양한 가스 또는 다른 유체, 예를 들어 청정 건조 공기, 질소, 또는 다른 적합한 퍼지 가스의 진입 및 진출을 제어하기 위해서 이용된다. 개시 내용의 양태는 또한, 예를 들어, 본원에서 참조로 포함되는, 본 출원인에게 양도된 미국 특허 제7,201,276호에서 개시된 덕빌-유형의(duckbill-type) 체크 밸브 보다 우수한 장점을 제공한다. 하나의 예로서, 본원에서 개시된 우산형 밸브 부재는, 유동-차단 위치에서, 정상상태에서(normally) 또는 본질적으로 폐쇄되는 반면, 덕빌-유형의 밸브는 폐쇄 위치에서 압력으로 미리 하중을 가해야 할 필요가 있다.
일반적으로, 본원에서 개시된 여러 가지 그로밋, 조립체, 및 모듈은, 그들이 내부에 배치되는 수용 구조물과 동일한, 또는 그들이 밀봉하도록 설계된 개구부와 동일한 횡단면 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 그로밋은 대체로 원형인 횡단면을 가지는 대체로 원통형인 형상을 갖는다. 그러나, 당업자는 다양한 그로밋 본체 기하형태, 예를 들어 테이퍼링된(tapered) 기하형태가 본 개시 내용의 사상에 포함된다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 하나의 실시예에서, 본원에서 개시된 유입구 및 배출구 그로밋 또는 유입구 및 배출구 모듈이 동일한 부품이다. 그에 따라, 본 개시 내용의 여러 구성요소는, 동일한 구성적 요소를 이용하여 유입구 개구부 및 배출구 개구부 모두를 밀봉하기 위해서 이용될 수 있다. 관련 실시예에서, 본원 전반을 통해서 개시된 우산형 체크 밸브 부재들은 동일한 부품들이다. 본 개시 내용의 그로밋 및 모듈은 필터 및 관련 구성요소를 확실하게 유지하기 위한 유지 특징부를 더 포함한다. 그에 따라, 본원에서 개시된 여러 모듈 및 구성요소가 미리-조립된 동작적 하위조립체로서 형성될 수 있다. 그로밋, 밸브 부재 및 연관된 구성요소의 부가적인 특징이, 본원에서 참조로 포함되는, 미국 특허 제8,727,125호 및 제8,783,463호에서 개시되어 있다. 개시 내용의 실시예가 구현될 수 있는 부가적인 캐리어가, 본원에서 참조로 포함되는, 미국 특허 제6,428,729호에 개시되어 있다.
본 개시 내용의 그로밋, 밸브 부재 및 다른 구성요소는 중합체 및 탄성중합체를 포함하는 반도체 프로세싱 적용예에서 이용하기에 적합한 임의 재료로 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 그로밋 본체 및 플랜지가 플루오로엘라스토머로 구성될 수 있다. 플루오로엘라스토머의 예가 Dupont Dow Elastomers에 의해서 Viton®라는 상표명으로 판매되고 있다. 부가적으로, 일부 실시예에서, 탄성중합체 그로밋 본체 또는 그로밋이, 탄성중합체 물질을 기재 수용기의 내측부로부터 격리시키기 위해서 그로밋의 표면 상으로 코팅된, 플루오로중합체, 또는 다른 불활성 중합체를 가질 수 있다. 일반적으로, 탄성중합체 그로밋 본체의 밀봉 특성이 유지되도록, 중합체 또는 플루오로중합체 코팅이 어느 정도의 가요성을 가져야 한다.
전술한 실시예는 예시적인 것으로 그리고 비제한적으로 의도된 것이다. 부가적인 실시예가 청구범위에 포함된다. 비록 본 발명이 특별한 실시예를 참조하여 설명되었지만, 당업자는, 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고도 형태 및 물질에 대한 변화가 이루어질 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (28)

  1. 기재 수용기이며:
    개방 측면 또는 하단부를 가지는 수용기 부분;
    상기 개방 측면 또는 하단부를 밀봉식으로 폐쇄하기 위한 도어로서, 상기 도어 및 상기 수용기 부분 중 하나가 접근 구조물을 형성하는, 도어;
    웨이퍼를 유지하기 위한 복수의 웨이퍼 선반으로서, 상기 선반이 상기 도어 및 수용기 부분 중 하나 상에 위치되는, 복수의 웨이퍼 선반;
    2-단편 체크-밸브 조립체로서, 상기 체크-밸브 조립체는 상기 접근 구조물에 대해서 유지되어 상기 기재 수용기의 내측부와의 유체 연통을 제공하는, 체크-밸브 조립체를 포함하고;
    상기 체크-밸브 조립체는:
    탄성중합체 재료로 형성된 그로밋;
    상기 그로밋 내에 배치된 탄성중합체 밸브 안착부로서, 상기 그로밋과 일체로 형성된, 탄성중합체 밸브 안착부; 및
    상기 그로밋 내에 배치된 탄성중합체 밸브 부재로서, 상기 탄성중합체 밸브 부재가 상기 탄성중합체 밸브 안착부와 결합되어 상기 기재 수용기의 내측부에 대한 상기 체크-밸브 조립체를 통한 유체 유동을 제한할 수 있고, 상기 탄성중합체 밸브 부재는 상기 탄성중합체 밸브 안착부로부터 분리되어 상기 기재 수용기의 내측부에 대한 상기 체크-밸브 조립체를 통한 유체 유동을 허용할 수 있는, 탄성중합체 밸브 부재를 포함하는, 기재 수용기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탄성중합체 밸브가 우산형 밸브 부재를 포함하고, 상기 우산형 밸브 부재는, 상기 그로밋 내의 밸브 안착부와 밀봉식으로 결합되어 상기 체크-밸브 조립체를 통한 유체 유동을 제한하도록 배치되는, 기재 수용기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 그로밋은, 상기 기재 수용기의 내측부로 유체를 도입하기 위해서 또는 상기 기재 수용기의 내측부로부터 유체를 회수하기 위해서 퍼지 노즐에 밀봉식으로 연결되도록 구성된 퍼지 그로밋인, 기재 수용기.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 그로밋을 밀봉식으로 수용하도록 그리고 상기 기재 수용기에 밀봉식으로 연결되도록 구성된 퍼지 본체 하우징; 및
    상기 퍼지 그로밋과 상기 퍼지 본체 하우징의 내측부 표면 사이에 배치되는 필터를 더 포함하는, 기재 수용기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 밸브 안착부가 제1 밸브 안착부이고, 상기 그로밋은 상기 제1 밸브 안착부에 대향하여 상기 그로밋 내에 배치되는 제2 밸브 안착부를 더 포함하고, 상기 제2 밸브 안착부는 상기 그로밋과 일체로 형성되며;
    상기 그로밋은 제1 위치에서 상기 탄성중합체 밸브 부재를 유지하도록 구축되고, 상기 탄성중합체 밸브 부재는 상기 제1 밸브 안착부와 결합되고 분리되어 상기 기재 수용기의 내측부에 대한 상기 체크-밸브 조립체를 통한 하나의 방향으로만 유체 유동을 허용하며;
    추가적으로, 상기 그로밋은 제2 위치에서 상기 탄성중합체 밸브 부재를 유지하도록 구축되고, 상기 탄성중합체 밸브 부재는 상기 제2 밸브 안착부와 결합되고 분리되어 상기 기재 수용기의 내측부에 대한 상기 체크-밸브 조립체를 통한, 상기 제1 방향에 반대되는, 제2 방향으로만 유체 유동을 허용하는, 기재 수용기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 밸브 안착부가 상기 그로밋의 축방향 길이를 따라서 실질적으로 상기 그로밋의 중간 지점에 배치되는, 기재 수용기.
  7. 기재 수용기로의 또는 기재 수용기로부터의 유체 유동을 제어하도록 구성된 체크-밸브 조립체이며, 상기 체크-밸브 조립체는:
    상기 기재 수용기와 동작적으로 결합되도록 구성된 퍼지 그로밋;
    상기 퍼지 그로밋 내에 배치되는 밸브 안착부; 및
    상기 기재 수용기에 대한 상기 퍼지 그로밋을 통한 유체 유동을 제어하기 위해서 상기 밸브 안착부와 결합되도록 상기 퍼지 그로밋 내에 배치된 탄성중합체 우산형 체크 밸브 부재를 포함하고;
    상기 밸브 안착부 및 퍼지 그로밋이 실질적으로 "H"-형상의 횡단면을 함께 형성하는, 체크-밸브 조립체.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 퍼지 그로밋이 탄성중합체 재료로 형성되고; 또한 상기 밸브 안착부가 상기 퍼지 그로밋과 하나의 단편인, 체크-밸브 조립체.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 퍼지 그로밋이 탄성중합체 재료로 형성되고;
    또한 상기 체크-밸브 조립체는 하우징을 포함하고, 상기 하우징은 상기 밸브 안착부를 형성하고 상기 탄성중합체 우산형 체크 밸브 부재를 유지하며, 상기 하우징은 실질적으로 강성인 재료로 구축되고 상기 탄성중합체 퍼지 그로밋 내에 배치되는, 체크-밸브 조립체.
  10. 제7항에 있어서,
    퍼지 본체 하우징으로서, 상기 퍼지 그로밋이 상기 퍼지 본체 하우징 내에 배치되는, 퍼지 본체 하우징; 및
    상기 퍼지 그로밋과 상기 퍼지 본체 하우징의 내측부 표면 사이에 배치되는 필터를 더 포함하는, 체크-밸브 조립체.
  11. 기재 수용기이며:
    상기 기재 수용기의 내측부와의 유체 연통을 위한 접근 구조물;
    상기 수용기의 내측부 내의, 복수의 실질적으로 수평으로 이격된 기재 선반;
    상기 접근 구조물과 용이하게 제거 가능하게 결합되는 탄성중합체의, 실질적으로 원통형인 계면;
    상기 계면 내에 수용된 하우징으로서, 하나 이상의 밸브 안착부를 형성하는, 하우징; 및
    상기 적어도 하나의 밸브 안착부와의 결합에 의해서 상기 계면을 통한 유체 유동을 제어하기 위해 상기 하우징 내에서 보관되는 탄성중합체 디스크 형상의 체크 밸브 부재를 포함하고;
    상기 하우징은 상기 탄성중합체 우산형 체크 밸브 부재를 손상으로부터 보호하기 위해서 실질적으로 강성인 재료로 형성되는, 기재 수용기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 하우징은 제1 밸브 안착부 및 제2 밸브 안착부를 형성하고, 상기 하우징은, 상기 제1 밸브 안착부와 선택적으로 결합되게 하기 위한 그리고 제1 방향만으로의 유체 유동을 허용하기 위한 제1 위치에서 상기 탄성중합체 디스크 형상의 밸브 부재를 보관하도록 구축되고; 상기 하우징은 상기 제2 밸브 안착부와 선택적으로 결합되게 하기 위해 그리고, 제1 방향에 반대되는, 제2 방향만으로의 유체 유동을 허용하기 위해 제2 위치에서 상기 탄성중합체 밸브 부재를 보관하도록 추가적으로 구축되는, 기재 수용기.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 하우징이 실질적으로 강성인 재료로 형성되고 상기 계면 내로 압입되는, 기재 수용기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 계면이 퍼지 그로밋 계면이고, 상기 탄성중합체 디스크 형상의 밸브 부재가 우산형 밸브 부재인, 기재 수용기.
  15. 기재 수용기이며:
    수용기 내측부를 형성하는 수용기 벽을 가지는 수용기 부분으로서, 상기 내측부 내에 배치된 복수의 실질적으로 수평으로 이격된 기재 선반을 추가적으로 가지는, 수용기 부분;
    유체 유동을 상기 수용기 내측부 내로 지향시키기 위한 적어도 하나의 실질적으로 관형인 환경 제어 구성요소;
    상기 제어 구성요소를 통한 상기 기재 수용기 내로의 유체 유동을 허용하도록 구성된, 상기 제어 구성요소 내에 배치된 체크-밸브 조립체로서, 상기 체크-밸브 부재 조립체는:
    실질적으로 원통형인 밸브 안착부 부분; 및
    상기 제어 구성요소를 통한 상기 수용기 외부로의 유체 유동을 실질적으로 허용하지 않기 위해서 상기 밸브 안착부 부분 내에서 유지되는 탄성중합체 우산형 체크 밸브 부재를 포함하는, 체크-밸브 조립체; 및
    상기 체크-밸브 조립체와 적층된 탄성중합체 계면으로서, 상기 탄성중합체 계면의 단부가 상기 체크-밸브 조립체의 단부와 밀봉식으로 결합되고, 상기 탄성중합체 계면의 외부 원주가 상기 제어 구성요소에 밀봉식으로 연결되는, 탄성중합체 계면을 포함하는, 기재 수용기.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 체크-밸브 조립체와 적층된 필터 구성요소를 더 포함하고, 상기 필터 구성요소는 상기 탄성중합체 계면에 대향되는 상기 체크-밸브 조립체의 다른 단부에 배치되고 그와 밀봉식으로 결합되는, 기재 수용기.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 필터 구성요소가 상기 제어 구성요소 내에 배치된 정지부에 대해서 맞닿아서, 상기 제어 구성요소 내로의 과다-삽입을 방지하는, 기재 수용기.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 밸브 안착부 부분이 원통형 디스크의 형상이고 원주방향 홈을 형성하며; 추가적으로 상기 기재 수용기는 상기 체크-밸브 조립체를 상기 제어 구성요소에 밀봉식으로 연결하기 위해서 상기 홈 내에 배치된 O-링을 포함하는, 기재 수용기.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 밸브 안착부 부분이 실질적으로 강성인 재료로 형성되는, 기재 수용기.
  20. 기재 수용기이며:
    수용기 내측부를 형성하는 외부 수용기 부분;
    상기 수용기 내측부 내의, 복수의 실질적으로 수평으로 이격된 기재 선반;
    외부 수용기 부분 내에 형성된 적어도 하나의 포트로서, 상기 수용기 내측부와 유체적으로 연통되도록 구성되는, 포트; 및
    적어도 하나의 포트와 동작적으로 결합되고 상기 수용기 내측부와의 유체 연통을 허용하도록 그리고 허용하지 않도록 구성된 퍼지 모듈을 포함하고,
    상기 퍼지 모듈은:
    제1 밸브 안착부 및 제2 밸브 안착부를 형성하는 밸브 본체 하우징; 및
    상기 밸브 본체 하우징 내에서 유지되는 탄성중합체 우산형 체크 밸브 부재로서, 상기 밸브 본체 하우징은, 상기 제1 밸브 안착부와 결합 및 분리되게 하여 상기 수용기 내측부 내로의 유체 유동만을 허용하기 위한 제1 위치에서 상기 탄성중합체 우산형 체크 밸브 부재를 유지하도록 구축되고; 상기 밸브 본체 하우징은, 상기 제2 밸브 안착부와 결합 및 분리되게 하여 상기 수용기 내측부 외부로의 유체 유동만을 허용하기 위한 제2 위치에서 상기 탄성중합체 우산형 체크 밸브 부재를 유지하도록 구축되는, 탄성중합체 우산형 체크 밸브 부재를 포함하는, 기재 수용기.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 밸브 본체 하우징이 실질적으로 강성이고 중앙 보어를 형성하며, 상기 탄성중합체 우산형 체크 밸브 부재는 그 일 단부로부터 상기 중앙 보어 내로 압입되어 상기 제1 밸브 안착부와 결합 및 분리되고; 상기 탄성중합체 우산형 체크 밸브 부재는 그 대향 단부로부터 상기 중앙 보어 내로 압입되어 상기 제2 밸브 안착부와 결합 및 분리되는, 기재 수용기.
  22. 기재 수용기 내의 적어도 하나의 포트와 결합되어 상기 기재 수용기의 내측부와의 유체 연통을 허용하도록 그리고 허용하지 않도록 구성되는 퍼지 모듈이며, 상기 퍼지 모듈은:
    밸브 안착부를 형성하는 밸브 본체 하우징;
    상기 기재 수용기의 내측부와의 유체 연통을 허용하지 않기 위해서 상기 밸브 안착부와 밀봉식으로 접촉되도록 상기 하우징 내에 배치된 탄성중합체 우산형 체크 밸브 부재;
    상기 밸브 본체 하우징을 수용하도록 구성된 사출-성형된 격막 계면;
    상기 체크 밸브 부재와 유체 연통되게 배치되는 필터; 및
    상기 격막 계면을 수용하도록 구성된 퍼지 본체를 포함하고;
    상기 퍼지 모듈은, 상기 기재 수용기의 내측부와의 유체 연통을 허용하고 그리고 허용하지 않기 위해서 상기 격막 계면에서 상기 기재 수용기에 유체적으로 연결되도록 구성되는, 퍼지 모듈.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 밸브 본체 하우징에 의해서 형성된 밸브 안착부가 제1 밸브 안착부이고; 상기 밸브 본체 하우징은 제2 밸브 안착부를 더 형성하며;
    상기 밸브 본체 하우징은, 상기 제1 밸브 안착부 또는 상기 제2 밸브 안착부와 접촉하게 상기 탄성중합체 우산형 체크 밸브 부재를 유지하도록 구성되며; 그리고
    상기 퍼지 모듈은, 상기 탄성중합체 우산형 체크 밸브 부재가 제1 밸브 안착부와 또는 제2 밸브 안착부와 접촉되도록 유지되는지의 여부에 따라서, 상기 기재 수용기로의/상기 기재 수용기로부터의 유체의 유입구 또는 배출구로서 역할을 하도록 동일한 배향으로 상기 기재 수용기에 연결되도록 구성되는, 퍼지 모듈.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 퍼지 모듈은 상기 기재 수용기로의 유체 연통을 위한 유입구로서의 역할을 하도록 제1 배향으로 상기 기재 수용기에 동작적으로 연결되도록 구성되고; 추가적으로 상기 퍼지 모듈은 상기 기재 수용기로부터의 유체 연통을 위한 배출구로서의 역할을 하도록 제2 배향으로 상기 기재 수용기에 동작적으로 연결되도록 구성되는, 퍼지 모듈.
  25. 기재 수용기이며:
    수용기 내측부를 형성하는 외부 수용기 부분;
    상기 수용기 내측부 내의, 복수의 실질적으로 수평으로 이격된 기재 선반;
    외부 수용기 부분 내에 형성된 적어도 2개의 유체 포트로서, 상기 수용기 내측부와 유체적으로 연통되도록 구성되는, 포트;
    상기 2개의 포트 중 하나에 대해서 제1 방향으로 삽입되는 제1 퍼지 모듈로서, 제1 퍼지 모듈은 상기 수용기 내측부와의 유체 연통을 허용하도록 구성되고, 제1 퍼지 모듈은
    밸브 안착부를 형성하는 밸브 본체 하우징; 및
    상기 밸브 본체 하우징 내에서 유지되는 탄성중합체 우산형 체크 밸브 부재로서, 상기 밸브 본체 하우징은, 상기 밸브 안착부와 결합 및 분리되게 하기 위한 그에 따라 상기 수용기 내측부에 대한 하나의 방향만으로 유체 유동을 허용하기 위한 위치에서 상기 탄성중합체 우산형 체크 밸브 부재를 유지하도록 구축되는, 탄성중합체 우산형 체크 밸브 부재를 포함하는, 제1 퍼지 모듈; 및
    상기 수용기 내측부에 대해서 반대 방향으로만 유체 유동을 허용하기 위해서, 상기 2개의 포트 중 다른 하나에 대해서 제1 방향에 반대되는 방향으로 삽입되는, 상기 제1 퍼지 모듈과 동일한, 제2 퍼지 모듈을 포함하는, 기재 수용기.
  26. 기재 수용기에 의해서 수용되는 퍼지 모듈을 대체하는 방법이며, 상기 방법은:
    프레임 및 스프링-부하형 플런저를 포함하는 원래의 퍼지 모듈을 기재 수용기와 연관된 접근 구조물로부터 제거하는 단계; 및
    상기 원래의 퍼지 모듈이 이로부터 제거되었던 상기 접근 구조물 내로 대체 퍼지 모듈을 삽입하는 단계로서, 상기 대체 퍼지 모듈은 탄성중합체 그로밋, 상기 그로밋 내에 배치된 밸브 안착부, 및 상기 기재 수용기의 내측부와의 유체 연통을 밀봉 차단하기 위해서 밸브 안착부와 접촉되도록 구성된 탄성중합체 우산형 밸브 부재를 포함하는, 대체 퍼지 모듈을 삽입하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 대체 퍼지 모듈을 삽입하는 단계가, 하나의 단편으로 일체로 형성된 탄성중합체 그로밋 및 탄성중합체 밸브 안착부를 포함하는 대체 퍼지 모듈을 삽입하는 단계를 포함하는, 방법.
  28. 제26항에 있어서,
    상기 대체 퍼지 모듈을 삽입하는 단계가, 탄성중합체 그로밋, 및 상기 그로밋 내에 배치되는 실질적으로 강성인 재료로 형성된 밸브 안착부를 포함하는 대체 퍼지 모듈을 삽입하는 단계를 포함하는, 방법.
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