KR20200075882A - 레이저 방전 체임버 내의 먼지 포집용 부직포 스크린 - Google Patents

레이저 방전 체임버 내의 먼지 포집용 부직포 스크린 Download PDF

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Abstract

가스 방전 레이저에서 가스로부터 레이저 절단 기술을 제거하기 위한 시스템이, 특히 제조가능성 및 특징부의 통합을 위해 최적화된 하나 이상의 부직포 스크린을 포함한다. 이 부직포 스크린은 가스 흐름으로부터 입자의 분리를 최적화하기 위해 흐름을 정확하게 안내하도록 구성되며, 개선된 먼지 부탁을 위해 충분한 표면적을 제공한다.

Description

레이저 방전 체임버 내의 먼지 포집용 부직포 스크린
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2017년 12월 5일에 출원된 미국 출원 제 62/594,768 호의 우선권을 주장하며, 이것은 원용에 의해 그 전체가 본원에 포함된다.
본 발명은, 예를 들면, 집적 회로 리소그래피 제조 프로세스에서 집적 회로 포토레지스트를 노광시키기 위한 광원, 예를 들면, DUV 광을 생성하는데 사용되는 가스 방전 레이저에 관한 것이다.
예를 들면, 레이저 가스에서 불소를 사용하는 가스 방전 레이저, 예를 들면, KrF, ArF, 및 F2 가스 방전 레이저에서, 레이저 가스 방전 체임버 내의 금속 성분과 불소의 상호작용에 기인되어 금속 불화물 형태의 파편이 생성되는 경향이 있다는 것이 알려져 있다. 이러한 가스 방전 레이저는 특히 선택된 원하는 중심 파장 또는 그 부근에서, 예를 들면, KrF 가스 방전 레이저의 경우에는 약 248 nm에서 그리고 ArF 가스 방전 레이저의 경우에는 약 193 nm에서 사용될 수 있다. 이 파편은 시간이 지남에 따라 레이저 체임버의 광학 부품, 예를 들면, 체임버 윈도우의 표면과 같은 다양한 표면 상에 부착되고, 이는 여러 가지 이유(예를 들면, 광학계의 레이저 광의 원하지 않는 반사 및/또는 광학계를 통한 레이저 광의 투과의 방해)로 출력 파워를 저하시킬 수 있다. 이로 인해 원하지 않는 높은 방전 전압에서 레이저를 동작시킬 필요가 생기고, 그 결과 레이저 체임버의 수명이 단축될 수 있다.
또한, 특히 플루언스 레벨(fluence level) 및 파장에 의존하는 어떤 조건 하에서는 부착된 파편이 광학 요소 상에 국부적인 고흡수를 유발할 수 있고, 그 결과, 예를 들면, 높은 플루언스의 DUV 광 하에서 광학 요소가 통상보다 조기에 고장을 일으킬 수 있다. 흐르는 가스 내에 혼입된 먼지 형태의 파편은 또한 산란 손실을 일으킬 수 있다. 이 현상에 의해 가스 방전 레이저의 전극들 사이의 가스 방전에서 생성된 광자가 산란되어 광자는 방전 중에 여기된 가스 매질 내에서 적절한 레이저발진을 일으키기에 충분한 양으로 레이저 공진 공동 내의 미러에 도달하지 못한다. 이것은 먼지 함량이 충분히 높은 경우에 주어진 펄스에서 레이저발진이 전혀 발생하지 않을 정도로 중요할 수 있다.
이러한 현상은, 예를 들면, 수십억 펄스 단위로 측정되는 체임버의 수명에 걸쳐 체임버 내에 먼지가 축적되는 빈도와 가능성을 증가시키고, 최종적으로 필요한 레이저 펄스 에너지(선량)을 유지하기 위해 체임버 교체가 일반적으로 필요하게 되는 발현(산업에서 노화 증후군("OAS"; old age syndrome)으로 불림)의 중요한 요인이 되고, 또한 펄스 대 펄스의 파라미터 안정성 요구사항과 같은 기타 요구사항에 영향을 줄 수 있다.
한 가지 유형의 금속 부품을 예로 들면, 체임버 내의 전극은 동작 동안에 마모되어 금속 불화물(MF) 먼지를 생성한다. 이 먼지가 체임버의 작동을 방해하지 않도록 하기 위해, 현재 2 가지 시스템이 사용된다. 가스 흐름으로부터 입자를 분리하기 위해, 체임버의 바닥부에 여러 층의 메시 스크린이 설치된다. 또한, 더 작은 원통형 체임버(금속 불화물 트랩 또는 MFT)가 추가의 스크린 및 정전 집진기를 수용하는 주 체임버에 부착된다. MFT는 체임버로부터의 입력 포트 및 체임버로 되돌아가는 출력 포트를 가지므로 체임버 가스는 이 체임버로부터 나와서 파편 트랩을 통과한 후 이 체임버로 되돌아간다. MFT는, 예를 들면, 1991년 5월 21일에 발행된 "콤팩트한 엑시머 레이저"라는 명칭의 미국 특허 번호 제 5,018,161 호, 1994년 12월 13일에 발행된 "엑시머 레이저 장치"라는 명칭의 미국 특허 제 5,373,523 호, 및 2003년 5월 27일에 발행된 가스 레이저 장치라는 명칭의 미국 특허 번호 제 6,570,899 호에 개시되어 있으며, 이들 모두는 원용에 의해 그 전체가 포함된다. 먼지 포집 시스템의 다양한 양태는, 예를 들면, 2009년 4월 29일에 발행된 미국 특허 제 7,722,650 호, 및 2010년 5월 6일에 공개된 미국 특허출원 공개 제 2010/0107870 호에 개시되어 있으며, 이들 둘 모두 원용에 의해 그 전체가 포함된다.
종래의 시스템에서, MFT 및 체임버 바닥부에 설치된 메시 스크린은 고순도 어플리케이션 요구사항을 만족시키기 위한 특별한 청정도를 필요로 하는 표준 황동 직조 메시(weave mesh)이다. 체임버의 수명이 다하면 그 구조로 인해 이들 스크린은 충분한 수준까지 쉽게 세정될 수 없으므로 폐기할 필요가 있다. 또한, 충분한 수집 용량을 제공하기 위해 여러 층이 사용되므로 표면적이 매우 커지고 오염물이 포집될 가능성이 있다. MFT에서는 또한 이 스크린이 원하는 흐름 경로를 따라 가스를 안내하는 흐름 장벽으로서 기능한다. 스크린이 먼지를 축적함에 따라 흐름의 지향 특성 및 이에 따라 흐름 경로는 체임버의 수명 동안에 예측할 수 없는 방식으로 변한다. 제조 중에 복수의 층의 이들 스크린을 배치하면 오류가 발생하기 쉽고, 의도한 대로 흐름을 안내하는 능력 및 먼지 입자의 축적에 영향을 줄 수 있다.
따라서 먼지를 효율적으로 포집하는 먼지 포집 시스템 설계를 제공할 필요가 있다.
다음은 실시형태의 기본적인 이해를 제공하기 위해 하나 이상의 실시형태의 단순화된 요약을 제시한다. 이 요약은 모든 고려된 실시형태의 광범위한 개관이 아니며, 모든 실시형태의 핵심적이거나 중요한 요소를 특정하거나 임의의 실시형태 또는 모든 실시형태의 범위를 기술하는 것을 의도하지 않는다. 이것의 유일한 목적은 후술되는 보다 상세한 설명의 서두로서 간략화된 형태로 하나 이상의 실시형태의 일부의 개념을 제시하는 것이다.
제안된 발명은 현재의 직조형 스크린을 구멍 패턴과 조합될 수 있는 맞춤식(custom) 융기된 구조적 특징부로 치환하는 것을 목표로 한다. 본 발명의 융기된 구조적 특징부 및 구멍은 금속 스탬핑 또는 포토 에칭 또는 화학 에칭과 같은 제조 기술에 의해 실현될 수 있다. 이러한 제조 기술을 사용하는 능력은 표면적, 공극률, 및 소정의 용도에 고유한 융기된 특징부를 제공하도록 스크린 패턴을 조정하는 능력을 제공한다. 이로 인해 흐름을 정확하게 안내하여 가스 흐름으로부터 입자의 분리를 최적화하고, 먼지의 부착을 위해 충분한 표면적을 제공할 수 있다. 둘째로 이 스크린 구조는 후속 생성 단계를 사용하지 않으면서 패터닝 프로세스의 일부로서 래치와 같은 장착 및 로킹 특징부의 통합을 가능하게 하는 제조 방법을 사용할 수 있게 한다. 이 스크린은 메시 스크린에 대해 사용할 수 있는 것보다 훨씬 넓은 범위의 합금으로부터 제조될 수 있으므로 내식성 및 입자 흡인력에 관하여 최적화될 수 있다. 게다가 필요한 경우에는 맞춤식 마감이 더 쉽게 적용될 수 있다. 이는 구조적인 단순함(주름, 노드(node)의 감소)의 결과이며, 이로 인해 높은 청정도 기준까지 이들 부품을 세척할 수 있게 된다.
따라서, 제 1 양태에 따르면, 가스 방전 레이저의 방전 체임버 내의 가스로부터 입자상 물질을 제거하기 위한 시스템이 개시되며, 이 시스템은 필터를 포함하고, 이 필터는 적어도 하나의 부직포 스크린을 포함하는 방전 체임버와 유체 연통한다. 필터는 바닥부를 가질 수 있는 방전 체임버 내에 위치될 수 있고, 이 경우에 필터는 방전 체임버의 바닥부에 인접하여 위치될 수 있다. 필터는 방전 체임버의 외부에 위치될 수 있고, 이 시스템은 필터를 방전 체임버의 내부에 접속하는 적어도 하나의 포트를 추가로 포함할 수 있다. 적어도 하나의 부직포 스크린은 복수의 융기된 특징부를 가질 수 있고, 또한 복수의 기공을 가질 수 있고, 융기된 특징부의 치수와 위치 및 기공의 치수와 위치는 스크린 위에서 융기된 특징부 주위를 통과하는 가스의 일부의 속도가 이 가스에 혼입된 입자상 물질의 상당량(예를 들면, 대부분)의 침강 속도 미만으로 감소될 수 있도록 결정된다. 상기 가스는 상기 적어도 하나의 부직포 스크린의 표면 위에서 1 방향으로 흐르고, 상기 적어도 하나의 부직포 스크린은 관련된 융기된 특징부를 가질 수도 있는 복수의 기공을 가지며, 상기 가스가 상기 제 1 방향으로 흐르고 있을 때, 상기 기공의 상류에 상기 융기된 특징부가 있도록 각각의 기공에 대한 상기 관련된 융기된 특징부가 위치된다.
상기 가스는 상기 적어도 하나의 부직포 스크린의 표면 위에서 1 방향으로 흐르고, 상기 적어도 하나의 부직포 스크린은 실질적으로 사각형인 관련된 융기된 특징부를 갖는 복수의 실질적으로 사각형인 기공을 가지며, 상기 가스가 상기 제 1 방향으로 흐르고 있을 때, 상기 기공의 상류에 상기 융기된 특징부가 있도록 각각의 기공에 대한 상기 관련된 융기된 특징부가 위치된다. 상기 기공은 상기 제 1 방향으로 측정된 약 1 mm 내지 약 10 mm 범위의 길이를 가질 수도 있다. 상기 기공은 상기 제 1 방향으로 측정된 약 1 mm 내지 약 10 mm 범위의 너비를 가질 수도 있다.
상기 가스는 상기 적어도 하나의 부직포 스크린의 표면 위에서 1 방향으로 흐르고, 상기 적어도 하나의 부직포 스크린은 실질적으로 사각형인 관련된 융기된 특징부를 가질 수도 있는 복수의 실질적으로 사각형인 기공을 가지며, 상기 가스가 상기 제 1 방향으로 흐르고 있을 때, 상기 기공의 하류에 상기 융기된 특징부가 있도록 각각의 기공에 대한 상기 관련된 융기된 특징부가 위치된다.
부직포 스크린은 레이저 에칭 기술, 포토에칭 기술, 금속 스탬핑 기술, 증착 기술, 익스팬디드 메탈 기술(expanded metal technique), 또는 이들 기술의 몇몇의 조합을 사용하여 제조될 수 있다.
다른 양태에 따르면, 가스 방전 레이저의 방전 체임버 내의 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 방버이 개시되며, 이 방법은 방전 체임버와 유체 연통하는 적어도 하나의 부직포 스크린을 포함하는 필터를 배치하는 단계 및 이 필터 위로 가스를 유동시키는 단계를 포함한다. 상기 배치하는 단계는 방전 체임버 내에 필터를 위치시키는 것을 포함할 수 있다. 방전 체임버는 바닥부를 가질 수 있고, 상기 배치하는 단계는 방전 체임버의 바닥부에 인접하여 필터를 위치시키는 것을 포함할 수 있다. 상기 배치하는 단계는 필터를 상기 방전 체임버의 외부에 위치시키는 것을 포함할 수 있고, 상기 필터 위로 상기 가스를 유동시키는 단계는 상기 필터를 상기 방전 체임버의 내부에 접속하는 적어도 하나의 포트를 통해 가스를 유동시키는 것을 포함할 수 있다.
다른 양태에 따르면, 포토에칭을 사용하여 융기된 특징부의 어레이, 또는 융기된 특징부 및 기공을 생성하는 것을 포함하는 부직포 스크린의 제조 방법이 개시되어 있다.
다른 양태에 따르면, 금속 스탬핑을 사용하여 스크린 요소의 어레이를 생성하는 것을 포함하는 부직포 스크린의 제조 방법이 개시되어 있고, 각각의 스크린 요소는 구멍에 인접하여 융기된 특징부가 형성된 제 1 구조를 포함한다. 스크린 요소는 구멍이 형성된 제 2 구조를 포함할 수도 있다.
본 발명의 추가의 실시형태, 특징 및 장점, 뿐만 아니라 다양한 실시형태의 구조 및 작용을 첨부한 도면을 참조하여 아래에서 상세히 설명한다.
본 명세서에 포함되고, 본 명세서의 일부를 형성하는 첨부 도면은 제한이 아닌 예시로서 본 발명의 실시형태의 방법 및 시스템을 예시한다. 상세한 설명과 함께 도면은 또한 당업자가 본 명세서에 제시된 방법 및 시스템을 실시 및 사용할 수 있게 하고, 이 방법 및 시스템의 원리를 설명하는 역할을 한다. 도면에서 동일한 찬조 번호는 동일하거나 기능적으로 유사한 요소를 나타낸다.
도 1은 가스 방전 레이저 체임버 내에서 생성된 레이저 출력 광빔의 광축을 횡절하여 취해진 단면도인 본 발명의 일 실시형태의 양태에 따른 가스 방전 레이저 체임버의 개략 부분 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태의 양태에 따른 스크린의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시형태의 양태에 따른 스크린의 사시도이다.
도 4a는 본 발명의 다른 실시형태의 양태에 따른 스크린의 사시도이고, 도 4b는 도 4a의 스크린의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시형태의 양태에 따른 스크린의 측면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시형태의 양태에 따른 스크린의 측면도이다.
도 7은 본 발명의 몇몇 실시형태의 양태의 기초가 되는 몇몇 원리를 예시하는 것과 관련하여 사용되는 그래프이다.
도 8a는 본 발명의 다른 실시형태의 양태에 따른 스크린의 상면도이고, 도 8b는 측면도이다.
도 9a는 본 발명의 다른 실시형태의 양태에 따른 스크린의 절결 측면도이고, 도 9b는 도 9a의 실시형태의 구성요소의 부분 절결 사시도이고, 도 9c는 도 9b의 구성요소의 단부도이다.
본 발명의 추가의 특징 및 장점, 뿐만 아니라 본 발명의 다양한 실시형태의 구조 및 작용을 첨부한 도면을 참조하여 아래에서 상세히 설명한다. 본 발명이 본 명세서에 기재된 특정 실시형태에 제한되지 않음에 주의한다. 이러한 실시형태는 예시의 목적만을 위해 본 명세서에 제공된다. 추가의 실시형태는 본 명세서에 포함된 교시에 기초하여 당업자에게 명백할 것이다.
이제 도면을 참조하여 다양한 실시형태를 설명하며, 여기서 동일한 참조 번호는 전체를 통해 동일한 요소를 지칭하기 위해 사용된다. 이하의 설명에서, 설명의 목적으로, 하나 이상의 실시형태의 철저한 이해를 촉진하기 위해 다수의 특정의 세부사항이 설명된다. 그러나, 아래에서 설명된 임의의 실시형태는 아래에서 설명된 특정 설계 세부사항을 채택하지 않고도 실시될 수 있다는 것은 일부의 경우에 또는 모든 경우에 명백할 수 있다. 다른 경우에, 주지된 구조 및 장치는 하나 이상의 실시형태의 설명을 용이화하기 위해 블록도 형태로 도시된다. 다음은 실시형태의 기본적인 이해를 제공하기 위해 하나 이상의 실시형태의 단순화된 요약을 제시한다. 이 요약은 모든 고려된 실시형태의 광범위한 개관이 아니며, 모든 실시형태의 핵심적이거나 중요한 요소를 특정하거나 임의의 실시형태 또는 모든 실시형태의 범위를 기술하는 것을 의도하지 않는다.
다음의 설명 및 청구항에서, "상", "하", "상면", "바닥", "수직", "수평" 등의 용어가 사용될 수 있다. 이들 용어는 상대적인 배향을 나타내는 것을 목적으로 할 뿐 중력을 기준으로 하는 배향을 나타내지 않는다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 "스크린"이라는 용어는 구멍, 기공, 또는 개구를 포함할 수 있거나 포함하지 않을 수 있는 구조물, 기구, 장치를 지칭하는데 사용된다.
이제 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태의 양태에 따른 가스 방전 레이저 시스템 가스 방전 체임버(20)가 도시되어 있다. 이 체임버(20)는, 예를 들면, 체임버 상반부(22) 및 체임버 하반부(24)로 구성될 수 있으며, 이들은 적절한 수단, 예를 들면, 볼트체결에 의해 서로 연결되어 체임버 내부(26)를 형성하는 역할을 할 수 있다. 체임버 상반부(22) 및 체임버 하반부에는, 예를 들면, 체임버 내부 수직벽(28)이 형성될 수도 있고, 체임버 하반부(24)에는 체임버 내부 수평 저벽(29)이 형성될 수 있다.
체임버(26) 내에는, 예를 들면, 2 개의 세장형 대향 전극인 캐소드(30) 및 애노드(32)를 포함하는 가스 방전 시스템이 수용되어 있으며, 이들 전극 사이에는 가스 방전 영역(34)이 형성되어 있고, 캐소드(30)와 애노드(32) 사이에 충분한 전압이 존재하는 것에 응답하여 세장형 방전 영역(34)에서 전극들 사이에서 가스가 전도하고, 특정의 화학적 반응 및 전기적 반응이 방전의 이온화된 플라즈마에서 발생하고, 그 결과, 예를 들면, 특성 중심 파장에서 또는 그 부근에서 전극(30, 32)의 종축선과 대체로 정렬된 출력 레이저 광 펄스의 광축을 따라 광학적으로 지향된 방사선이 생성된다.
또한 체임버(26) 내에는, 예를 들면, 애노드 지지 바(36)가 있을 수 있다. 이 애노드는 복수의 전류 리턴을 통해 체임버 상반부(22)에 접속될 수 있고, 체임버 상부(22)는 체임버 바닥부(24)와 함께, 예를 들면, 공통 전압, 예를 들면, 접지 전압에 유지된다.
캐소드(32)는, 예를 들면, 주 절연체(44)를 통과하는 고전압 피드 스루(feed through; 42)에 의해 방전 고전압 피드 스루 어셈블리(40)에 접속된다. 주 절연체(44)는 캐소드를 체임버 상반부(22)로부터 전기적으로 격리시킬 수 있다. 체임버 내부(26)에는 또한, 예를 들면, 캐소드(30)의 부근에 예비이온화기(preionizer; 50)가 있을 수 있다.
가스 방전 체임버(210)의 내부에는 또한, 예를 들면, 대체로 원통형인 크로스플로우 팬(crossflow fan; 60)일 수 있는 가스 순환 팬(60)을 포함하는 가스 순환 시스템이 있을 수 있다. 이 팬(60)은 체임버 내부(26) 내의 가스를 도 1의 단면도에서 보이는 바와 같이 원형으로 이동시켜 연속되는 가스 방전들 사이에 방전 영역(34)으로부터 이온화된 입자와 파편 및 소모된 F2를 함유하는 가스를 제거하고, 다음 번 가스 방전 이전에 신선한 가스로 방전 영역을 보충하는 역할을 한다. 가스 순환 시스템은 또한, 예를 들면, 방전 및 팬(60)의 작동에 의해 가스에 추가된 열을 제거하기 위해 대체로 원형의 가스 흐름 경로 내에 복수의 열교환기(70)를 포함할 수 있다.
가스 순환 시스템은 또한 복수의 만곡형 배플(80) 및 흐름 안내 베인(62)을 가질 수 있으며, 이것은 방전 영역(34)으로부터 열교환기(70) 그리고 최종적으로는 팬(60)의 흡기구를 향해 그리고 팬(60)의 출력으로부터 방전 영역(34)까지 대체로 원형의 가스 흐름 경로를 각각 형성하는 역할을 할 수 있다.
체임버(26)는 이 체임버(26)의 내부와 유체 연통하는 금속 불화물 트랩(MFT)(90)에 부착될 수도 있고, 체임버(26)의 바닥부(24)의 수평 바닥 내벽(29)을 따라 위치된 먼지 트랩(100)을 가질 수도 있다. 먼지란 가스 순환과 함께 순환하고, 육안에 먼지나 보풀처럼 보이는 다양한 형태의 파편, 예를 들면, 대부분 금속 불화물 물질을 의미하는 것으로 이해될 것이다. MFT(90)는 환형 채널로서 구성될 수 있다. 하나 이상의 스크린을 둥글게 말아서 채널 내에 배치하여 이 채널을 통해 흐르고 있는 가스로부터 입자를 제거한다.
MFT(90) 및 먼지 트랩(100)은 체임버(26) 내의 가스로부터 먼지를 제거하기 위한 스크린을 포함한다. 이 스크린은 전형적으로 직조된 메시 스크린이고, 이것은 세척이 어렵고 따라서 일반적으로 재사용할 수 없다는 문제를 포함하여 여러 가지 문제가 발생하기 쉽다. 여기서 "직조된"이라고 함은 재료의 와이어 또는 가느다란 스트립을 인터레이싱(interlacing)하여 형성되는 것을 의미한다. 본 발명의 일 실시형태의 양태에 따르면, MFT(90) 및 먼지 트랩(100) 내의 스크린은 직조된 것이 아니고, 그 대신 금속 스탬핑 및/또는 포토에칭과 같은 부직조 기술(nonwoven technology)을 사용하여 제조된다/ 여기서 "직조되지 않은" 및 "부직조"라고 함은 재료의 와이어 또는 기타 가느다란 스트립을 인터레이싱하는 것 이외의 방법으로 형성됨을 의미한다.
이러한 스크린이 도 2에 도시되어 있다. 도 2는 일반적으로, 예를 들면, 금속 재료로 제작된 플레이트(210)로 만들어진 스크린(200)을 도시한다. 이 스크린(200)은 기공(220)의 (규칙적 또는 비규칙적인) 어레이를 포함한다. 도시된 배열에서, 이 어레이는 일련의 행 및 열로서 정렬되어 있고, 인접한 행들은 서로에 대해 어긋나 있다. 또한, 도시된 배열에서, 각각의 기공(220)은 초승달 모양이지만, 이 기공(220)은 다른 형상, 예를 들면, 직사각형, 원형, 타원형, 곡선형, 사다리꼴, 다각형, 초승달 형상 등을 가질 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 어레이 내의 모든 기공(220)은 동일한 크기 및 형상이지만, 이는 필요하지 않고, 대체로 어레이는 다양한 크기 및 형상의 기공(220)을 포함할 수 있다.
도시된 배열에서, 각각의 기공(220)은 관련된 융기된 특징부(230)를 갖는다. 모든 기공(220)이 반드시 융기된 특징부(230)를 갖는 것이 필요하지 않으며, 기공(220) 중 일부는 융기된 특징부(230)를 갖고, 나머지는 갖지 않는 스크린(200)을 구성하는 것이 가능하다. 모든 융기된 특징부(230)가 관련된 기공(220)을 갖는 것은 아니며, 융기된 특징부(230)의 몇몇은 기공(220)을 갖고, 나머지는 갖지 않는 스크린(200)을 구성하는 것이 가능하다. 도시된 배열에서 융기된 특징부(230)의 각각은 화살표 A의 방향으로 플레이트(210)의 표면 상에서 흐르는 가스를 차단 및 방향전환시켜 융기된 특징부의 하류에 저압 구역을 생성하도록 대체로 돔 형상이지만, 이 융기된 특징부(230)는 다른 형상, 예를 들면, 직사각형, 원형, 타원형, 곡선형, 사다리꼴, 다각형, 초승달 형상 등을 가질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 어레이의 융기된 특징부(230)의 전체가 동일한 크기 및 형상이지만, 이는 필요하지 않으며, 일반적으로 어레이는 다양한 크기 및 형상의 융기된 특징부(230)를 포함할 수 있다. 도시된 배열에서는 융기된 특징부 또는 돌출부(230)가 기공(220)의 상류에 있으나, 융기된 특징부가 기공의 하류에 위치하여 융기된 특징부(230)의 상류에 저압/저속 구역을 생성하는 배열도 가능하다.
도 3는 일반적으로, 예를 들면, 금속 재료로 제작된 플레이트(310)로 만들어진 스크린(300)을 도시한다. 이 스크린(300)은 기공(320)의 (규칙적 또는 비규칙적인) 어레이를 포함한다. 도시된 배열에서, 이 어레이는 일련의 행 및 열로서 정렬되어 있고, 인접한 행들은 서로에 대해 어긋나 있다. 또한, 도시된 배열에서, 각각의 기공(320)은 대체로 직사각형이지만, 이 기공(320)은 다른 형상, 예를 들면, 원형, 타원형, 곡선형, 사다리꼴, 다각형, 초승달 형상 등을 가질 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 어레이 내의 모든 기공(320)은 동일한 크기 및 형상이지만, 이는 필요하지 않고, 대체로 어레이는 다양한 크기 및 형상의 기공(320)을 포함할 수 있다.
도 3에 도시된 배열에서 도, 각각의 기공(320)은 관련된 융기된 특징부(330)를 갖는다. 모든 기공(320)이 반드시 융기된 특징부(330)를 갖는 것이 필요하지 않으며, 기공(320) 중 일부는 융기된 특징부(330)를 갖고, 나머지는 갖지 않는 스크린(300)을 구성하는 것이 가능하다. 모든 융기된 특징부(330)가 관련된 기공(320)을 갖는 것은 아니며, 융기된 특징부(330)의 몇몇은 기공(320)을 갖고, 나머지는 갖지 않는 스크린(300)을 구성하는 것이 가능하다. 도시된 배열에서 융기된 특징부(230)의 각각은 직사각형이고, 화살표 B의 방향으로 플레이트(310)의 표면 상에서 흐르는 가스를 차단하고 방향전환시켜서 융기된 특징부(230)의 각각의 하류에 저압 구역을 생성한다. 융기된 특징부(230)는 다양한 형상, 예를 들면, 원형, 타원형, 곡선형, 사다리꼴, 다각형, 초승달 모양 등을 가질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 어레이의 융기된 특징부(330)의 전체가 동일한 크기 및 형상이지만, 이는 필요하지 않으며, 일반적으로 어레이는 다양한 크기 및 형상의 융기된 특징부(330)를 포함할 수 있다.
도시된 배열에서, 가스는 화살표 B의 방향과 반대 방향으로 플레이트(310)의 표면 상에서 흘러서 융기된 특징부의 상류에 저압 구역을 생성할 수 있다. 그러나, 가스는 플레이트(310)를 주로 통과하는 것이 아니라 주로 건너뛰어 흐른다.
스크린(200) 및 스크린(300)은 이들을 건너뛰어 흐르는 및/또는 통과하여 흐르는 가스의 흐름을 전환하도록 구성된다. 융기된 특징부 및 적절한 치수의 기공 또는 개구의 조합에 의해 압력 강하에 기초해서 뿐만 아니라 흐름의 스트림라인(streamline)을 조작함으로써 가스 제어가 가능해진다. 스크린의 기하학적 특징과 패턴은 직조된 메시에 비해 더 쉽게 세정되도록 구성될 수 있으므로 스크린을 재사용할 가능성이 더 높아진다.
스크린은 스크린 상의 융기된 특징부의 하류 및 어느 정도까지는 상류를 형성하는 저압/저속 입자의 영역에서 흐르는 가스 내의 입자상 물질의 상당량(예를 들면, 대부분)을 제거한다. 개구 또는 기공이 존재하는 경우, 입자상 물질은 기공을 통한 압력차에 의해 기공을 통과하여 결과적으로 기공을 통한 가스 흐름을 유발하고, 이로 인해 주 가스 흐름으로부터 입자상 물질이 제거된다. 또한, 스크린의 배향에 따라 중력이 이러한 효과에 기여할 수 있다. 그러나, 또한 입자는 점착성의 경향이 있으므로, 입자의 속도를 늦춰주면 스크린의 입자가 표면에 부착되어 이를 제거하기 위한 추가의 효과적인 메커니즘을 제공한다. 예를 들면, 도 4a는 개구가 전혀 없는 스크린(340)을 도시한다. 이러한 배열에서, 입자상 물질은 입자가 스크린(340)의 표면에 부착되기에 충분하도록 감속시킴으로써 주로 제거된다. 이러한 효과는 도 4b에 도시된 바와 같이 융기된 특징부(330)의 하류의 저압 구역에서 가장 현저하며, 여기서는 입자상 물질의 덩어리(334)가 융기된 특징부(330)의 하류측 상의 베이스에 축적된다. 입자상 물질의 덩어리(336)도 또한 융기된 특징부(330)의 상류측 상의 베이스에 퇴적될 것이다. 입자는 점착성이 있으므로 다른 표면에도 부착하여 퇴적될 것이다.
도 5는 관통 개구는 없지만 함몰부(325)를 구비한 스크린(5)을 도시한다. 이러한 배열에서, 입자상 물질은 입자가 스크린의 표면에 부착되기에 충분하도록 감속시킴으로써 주로 제거된다. 이러한 효과는 융기된 특징부(330)의 하류의 저압 구역에서 함몰부(325)에서 가장 현저할 것이다.
도 6은 융기된 특징부(330) 및 개구(320)를 구비한 스크린을 도시하며, 여기서 개구(320)는 도관 또는 플레넘(plenum; 360) 내로 개방된다. 이러한 배열에서, 입자상 물질은 또한 개구(320)를 통과하여 플레넘(360) 내에 퇴적되기에 충분하도록 입자를 감속시킴으로써 제거된다. 개구에서 저압 구역을 생성하고, 입자상 물질을 다른 위치로 이동시키도록 플레넘(360) 내에 가스 흐름이 형성될 수도 있다. 일부의 입자상 물질은 또한 플레넘(360) 내에서 덩어리(334)로서 퇴적될 수도 있다. 입자는 점착성이 있으므로 다른 표면에도 부착하여 퇴적되는 경향이 있을 것이다.
치수 및 형상의 선택과 관련하여, 먼지 입자, 특히 방전 체임버 내에서 발견되는 금속 불화물 입자는 기회가 주어지면 어떤 표면에도 쉽게 부착된다. 부착을 유발하는 힘은 표면에 대한 입자의 상대적 움직임이 느릴수록 또는 체류 시간(정지 상태의 입자)이 더 길수록 더 효과적이다. 둘째, 흐름은 입자가 고체 표면과 빈번하게 접촉하게 되는 정도의 흐름이어야 한다. 관련된 복수의 물리적 파라미터 및 특성이 존재하지만 흐름 체제(flow regime) 및 흐름 속도가 지배적이다.
흐름 체제와 관련하여, 난류는 국부적인 상승된 속도의 기회를 증가시킬 뿐만 아니라 침강된 입자를 램덤하게 가스 흐름 내로 다시 혼입시킬 수 있는 와류를 이동시킬 기회를 증가시키므로 스크린에서 가스 흐름은 바람직하게는 층류이어야 한다. 이들 국부적인 상승된 속도와, 그리고 및 와류를 이동시키는 것은 트랩의 설계에서 공학적인 과제를 제시한다. 따라서 안정된 층류가 바람직하다. 흐름 체계를 예측하는데 사용되는 양인 레이놀즈 수는 여기서 고려되는 체임버 스크린의 설계의 경우에 50 미만이어야 한다.
Figure pct00001
여기서:
ρ는 유체의 밀도((SI 단위: kg/m3)이고;
u는 물체에 대한 유체의 속도(m/초)이고;
L은 특징적인 선형 치수(m)이고;
μ는 유체의 동적 점도(dynamic viscosity)(Pa·s 또는 N·s/m2 또는 kg/m·s)이고;
ν는 유체의 운동 점도(m2/초)이다.
이 숫자는 후향 단계 이론(backward-facing step theory)으로부터 도출될 수 있다. 장애물이 부분적으로 흐름을 차단하면, 장애물의 후면 상에 저압 환경이 생성되고, 이 후면을 향하여 가스가 흐르게 된다. 생성된 소용돌이는 레이놀즈 수가 낮은 경우에 안정적이다. 레이놀즈 수가 증가함에 따라 이 소용돌이는 진동하기 시작하여 최종적으로는 불안정해진다. 입자 트랩과 관련하여, 이러한 소용돌이는 주 흐름보다 수십 배 느린 국부적인 속도를 갖는 영역을 제공하고, 이것에 의해 먼지를 침강시키기 위한 최적의 조건이 제공된다.
이로 인해 흐름 속도를 고려하게 된다. 체임버 가스는 약 20-40m/초의 속도로 흐른다. 특정 크기 및 중량의 입자의 경우, 가스에 의해 가해지는 힘이 입자를 부유 상태로 유지하기에 충분하지 않은 흐름 속도가 존재한다. 이것을 침강 속도라고 한다. 입자가 작을수록 입자가 낙하하여 중력에 의해 침강하는데 필요한 흐름이 느려진다.
Figure pct00002
여기서:
w는 침강 속도이고;
ρ p 는 입자 밀도이고;
ρ f 는 유체 밀도이고;
g는 중력으로 인한 가속도이고;
r은 입자의 반경이고;
μ는 유체의 동적 점도이다.
0.5-50 마이크론의 체임버 먼지의 입자 크기 분포를 사용하여, 개별 입자를 고려하는가 또는 일반적으로 발생하는 응집을 고려하는가에 따라, 가스 점도 및 각각의 밀도를 조합하여 이 파라미터가 도출될 수 있다. 도 7은 입자 반경의 함수로서 침강 속도를 보여주는 그래프이다.
이 계산으로부터 가스 흐름은 먼지 포집 장치의 원하는 기능을 달성하기 위해 자유 흐름으로부터 1m/초 미만으로 감소될 필요가 있다고 가정할 수 있다.
예를 들면, 도 8a 및 도 8b에 도시된 스크린(300)의 경우에 기공(320)은 흐름에 대해 횡방향으로 측정된 마이크론 내지 밀리미터 범위의 너비(치수 C)를 가질 수 있다. 기공(320)은 흐름에 평행하게 측정된 약 1 mm 내지 약 10 mm 범위의 길이(치수 D)를 가질 수 있다. 기공(220)은 어긋한 행으로 배치될 수 있고, 하나의 융기된 특징부(330)로부터 다음 행의 융기된 특징부(330)까지 거리(치수 E)는 수 밀리미터 정도이다. 융기된 특징부는 약 3 mm 내지 약 15 mm 범위의 높이(도 5b에서 치수 F)를 가질 수 있으나, 이 치수는 스크린(300)과 인접한 구조, 예를 들면, MFT(90)의 환형 벽, 다른 스크린, 또는 이 스크린이 말려있거나 절첩되어 있는 경우에는 동일한 스크린의 다른 부분과의 사이의 공간을 채우도록 결정될 수 있다.
도 9a에 도시된 바와 같이, MFT(90)에서, 가스는 먼저 환형 덕트(900)를 통해 흐른다. 이 환형 덕트(900)의 내부 셸과 외부 셸 사이의 간격은 약 수 밀리미터이다. 레이저 동작 중에 MFT를 통과하는 유량은 약 100 cm3/초이고, 이로 인해 cm/초 정도의 유속이 발생한다. 위에서 설명한 개념을 구현하기 위해, 융기된 특징부 또는 돌출부의 치수 및 간격을 후향 단계 이론으로부터 도출할 수 있다. 돌출부의 높이는 셸들 사이의 전체 공간을 차지하여 우회(by-passing)가 발생하지 않도록 선택될 수 있다. 너비 및 횡방향의 분리 거리는 가스의 "스로틀링(throttling)"을 결정하며, 이는 가스를 국부적으로 가속시키고, 레이놀즈 수에 영향을 준다. 이들 파라미터를 주의 깊게 밸런싱(balancing)함으로써 적절한 흐름 체제를 확립할 수 있다. 다음에 먼지가 퇴적되는 돌출부 후방의 재순환 영역의 길이가 계산될 수 있다. 본 명세서에서 설명된 조건의 경우에 이것은 돌출부 너비와 같다. 스크린을 설계할 때 다음의 돌출부와 만나기 전에 흐름이 직선으로 될 수 있도록 돌출부의 행간 간격이 두 배가 된다. 따라서, 흐름은 본 명세서의 교시에 따라 만들어진 스크린(920) 및 층상의 스크린(920)의 표면을 통과하는 프로세스에서 램 스쿱(ram scoop; 910) 및 환형 덕트(900)를 통과한다. 다음에 가스는 전환되어 정전 집진기(930)를 통과하고, 그 후에 출구 포트(940)로 이송된다.
도 9b는 환형 덕트(900) 및 그 안에 위치된 스크린(920)의 부분 절결 사시도이다. 도시된 배열의 스크린(920)은 반경 방향으로 환형 덕트(900)를 본질적으로 채우는 크기의 돌출부 또는 융기된 특징부를 갖는다. 가스가 환형 덕트(900) 내에서 흐르고, 이 가스 흐름 내의 입자상 물질은 감속되어 스크린(920)의 표면 및 환형 덕트(900)의 내면과 같은 표면에 부착된다. 이것은 도 9c와 관련하여 도시되어 있다. 환형 덕트(900)가 도시된 바와 같이 배향되어 있는 경우에, 중력(이것의 방향은 화살표 G로 표시됨)에 의해 입자상 물질은 굵은 선으로 표시한 바와 같이 상향면 상에 퇴적되는 경향이 있으나, 입자는 일반적으로 다른 배향을 갖는 표면에도 부착되는 경향이 있다.
전술한 바와 같이, 스크린(200) 및 스크린(300)과 같은 부직포 스크린에서 구멍 및 보스와 같은 장착용 특징부를 통합하는 것이 직조된 스크린에서 동일한 특징부를 제공하는 것보다 쉽다. 이러한 특징부는 융기된 특징부 또는 융기된 특징부와 기공을 동일한 기술을 사용하여 제조함과 동시에 스크린 내에 통합될 수 있다.
스크린(200) 및 스크린(300)과 같은 부직포 스크린은 기술들의 임의의 하나 또는 기술들의 조합을 사용하여 제조될 수 있다. 예를 들면, 스크린은 기공을 생성하기 위해서는 포토에칭 또는 화학 에칭을 사용하고, 융기된 특징부를 구성하기 위해서는 증착 기술을 사용하여 제조될 수 있다. 이러한 기술은 매우 작은 치수를 갖는 기공 및 융기된 특징부를 구비한 스크린을 제작하는데 특히 유용하다. 돌출부는 재료가 제거되는 "절단 라인"을 에칭함으로써 생성될 수 있다. 이 절단부의 단부들 사이의 짧은 선은 굽힘선이며, 이것의 주위에서 돌출부를 플랩(flap)처럼 접어세울 수 있다. 실제의 장애물은 플랩을 원하는 위치로 밀어주는 스탬프와 같은 기계적 수단에 의해 생성된다.
기공을 만들기 위해 레이저 에칭이 사용될 수 있다. 특징부를 원하는 위치로 구부려서 돌출부를 생성하기 위해 기계적 성형 방법이 사용될 수 있다. 대안적으로 단일 단계의 프로세스로 융기된 특징부 또는 융기된 특징부와 기공을 만들기 위해 금속 스탬핑이 사용될 수 있다. 스크린을 만들기 위해 3D 인쇄와 같은 적층 조형 기술이 사용될 수 있다. 금속 재료의 시트를 절단하고 신장시켜 규칙적인 패턴을 형성하는 익스팬디드 메탈 기술이 사용될 수 있다.
부직포 스크린은 다양한 재료를 사용하여 제조될 수 있다. 포토에칭은 많은 유형의 금속에 대해 기능하므로 내식성 입자 부착 특성을 만족시키는 재료를 선택할 수 있다.
위의 설명은 다수의 실시형태의 실시례를 포함한다. 물론, 전술한 실시형태를 설명할 목적으로 부품 또는 방법론의 모든 가능한 조합을 기술하는 것은 가능하지 않지만, 당업자는 다양한 실시형태의 많은 추가의 조합 및 치환이 가능하다는 것을 인식할 수 있다. 따라서, 기술된 실시형태는 첨부한 청구범위의 사상 및 범위 내에 속하는 이러한 모든 변경, 수정 및 변형을 포함하도록 의도된다. 또한, "포함하다"라는 용어가 상세한 설명이나 청구범위에서 사용되는 경우, 이러한 용어는 "포함"이라는 용어가 청구범위에서 이행어(transitional word)로 사용될 때 해석되는 것과 유사한 방식으로 포괄적인 것이 되도록 의도된다. 또한, 기술된 양태 및/또는 실시형태의 요소가 단수형으로 기술되거나 청구될 수 있으나, 단수형으로의 제한이 명시적으로 언급되지 않은 경우에는 복수형이 고려된다. 또한, 임의의 양태 및/또는 실시형태의 전부 또는 일부는 달리 설명되지 않는 한 임의의 다른 양태 및/또는 실시형태의 전부 또는 일부와 함께 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 양태들은 이하의 번호가 매겨진 절에 기재되어 있다.
1. 가스 방전 레이저의 방전 체임버 내의 가스로부터 입자상 물질을 제거하기 위한 시스템으로서, 상기 시스템은,
상기 방전 체임버와 유체 연통된 필터를 포함하며, 상기 필터는 적어도 하나의 부직포 스크린을 포함하는, 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 시스템.
2. 제 1 절에 있어서, 상기 필터는 상기 방전 체임버 내에 위치하는, 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 시스템.
3. 제 2 절에 있어서, 상기 방전 체임버는 바닥부를 가지며, 상기 필터는 상기 방전 체임버의 바닥부에 인접하여 위치하는, 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 시스템.
4. 제 1 절에 있어서, 상기 필터는 상기 방전 체임버의 외부에 위치하고, 상기 시스템은 상기 필터를 상기 방전 체임버의 내부에 접속하는 적어도 하나의 포트를 추가로 포함하는, 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 시스템.
5. 제 1 절에 있어서, 상기 적어도 하나의 부직포 스크린은 복수의 융기된 특징부를 가지며, 상기 융기된 특징부의 치수 및 위치설정은 상기 융기된 특징부 주위에서 상기 스크린 위로 통과하는 가스의 부분의 속도가 상기 가스 내에 혼입된 입자상 물질의 침강 속도 미만으로 감소되도록 결정되는, 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 시스템.
6. 제 5 절에 있어서, 상기 적어도 하나의 부직포 스크린은 상기 복수의 개개의 융기된 특징부에 각각 인접한 복수의 기공을 갖는, 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 시스템.
7. 제 1 절에 있어서, 상기 가스는 상기 적어도 하나의 부직포 스크린의 표면 위에서 1 방향으로 흐르고, 상기 적어도 하나의 부직포 스크린은 관련된 융기된 특징부를 갖는 복수의 기공을 가지며, 상기 가스가 상기 제 1 방향으로 흐르고 있을 때, 상기 기공의 상류에 상기 융기된 특징부가 있도록 각각의 기공에 대한 상기 관련된 융기된 특징부가 위치설정되는, 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 시스템.
8. 제 1 절에 있어서, 상기 가스는 상기 적어도 하나의 부직포 스크린의 표면 위에서 1 방향으로 흐르고, 상기 적어도 하나의 부직포 스크린은 실질적으로 사각형인 관련된 융기된 특징부를 갖는 복수의 실질적으로 사각형인 기공을 가지며, 상기 가스가 상기 제 1 방향으로 흐르고 있을 때, 상기 기공의 상류에 상기 융기된 특징부가 있도록 각각의 기공에 대한 상기 관련된 융기된 특징부가 위치설정되는, 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 시스템.
9. 제 8 절에 있어서, 상기 기공은 상기 제 1 방향으로 측정된 길이가 약 1 mm 내지 약 10 mm 범위인, 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 시스템.
10. 제 8 절에 있어서, 상기 기공은 상기 제 1 방향의 횡방향으로 측정된 너비가 약 1 mm 내지 약 10 mm 범위인, 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 시스템.
11. 제 1 절에 있어서, 상기 가스는 상기 적어도 하나의 부직포 스크린의 표면 위에서 1 방향으로 흐르고, 상기 적어도 하나의 부직포 스크린은 실질적으로 사각형인 관련된 융기된 특징부를 갖는 복수의 실질적으로 사각형인 기공을 가지며, 상기 가스가 상기 제 1 방향으로 흐르고 있을 때, 상기 기공의 하류에 상기 융기된 특징부가 있도록 각각의 기공에 대한 상기 관련된 융기된 특징부가 위치설정되는, 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 시스템.
12. 제 1 절에 있어서, 상기 부직포 스크린은 포토에칭 기술을 사용하여 제조된, 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 시스템.
13. 제 1 절에 있어서, 상기 부직포 스크린은 포토에칭 기술을 사용하여 제조된, 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 시스템.
14. 제 1 절에 있어서, 상기 부직포 스크린은 화학 에칭 기술을 사용하여 제조된, 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 시스템.
15. 제 1 절에 있어서, 상기 부직포 스크린은 레이저 절단 기술을 사용하여 제조된, 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 시스템.
16. 제 1 절에 있어서, 상기 부직포 스크린은 익스팬디드 메탈 기술을 사용하여 제조된, 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 시스템.
17. 제 1 절에 있어서, 상기 부직포 스크린은 증착 기술을 사용하여 제조된, 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 시스템.
18. 가스 방전 레이저의 방전 체임버 내의 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 방법으로서, 상기 방법은,
상기 방전 체임버와 유체 연통하고 적어도 하나의 부직포 스크린을 포함하는 필터를 배치하는 단계; 및
상기 필터 위로 상기 가스를 유동시키는 단계를 포함하는, 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 방법.
19. 제 18 절에 있어서, 상기 배치하는 단계는 상기 필터를 상기 방전 체임버 내에 위치시키는 것을 포함하는, 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 방법.
20. 제 19 절에 있어서, 상기 방전 체임버는 바닥부를 가지며, 상기 배치하는 단계는 상기 필터를 상기 방전 체임버의 바닥부에 인접하여 위치시키는 것을 포함하는, 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 방법.
21. 제 18 절에 있어서, 상기 배치하는 단계는 상기 필터를 상기 방전 체임버의 외부에 위치시키는 것을 포함하고, 상기 필터 위로 상기 가스를 유동시키는 단계는 상기 필터를 상기 방전 체임버의 내부에 접속하는 적어도 하나의 포트를 통해 가스를 유동시키는 것을 포함하는, 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 방법.
22. 포토에칭을 사용하여 기공의 어레이를 생성하는 것을 포함하는 부직포 스크린의 제조 방법.
23. 금속 스탬핑을 사용하여 스크린 요소의 어레이를 생성하는 것을 포함하는 부직포 스크린의 제조 방법으로서,
상기 스크린 요소의 각각은 구멍이 형성된 제 1 구조 및 상기 구멍에 인접한 융기된 특징부가 형성된 제 2 구조를 포함하는, 부직포 스크린의 제조 방법.
다른 구현형태는 다음의 청구 범위에 기재되어 있다.

Claims (23)

  1. 가스 방전 레이저의 방전 체임버 내의 가스로부터 입자상 물질을 제거하기 위한 시스템으로서,
    상기 시스템은,
    상기 방전 체임버와 유체 연통된 필터를 포함하며, 상기 필터는 적어도 하나의 부직포 스크린을 포함하는, 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터는 상기 방전 체임버 내에 위치하는, 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 방전 체임버는 바닥부를 가지며, 상기 필터는 상기 방전 체임버의 바닥부에 인접하여 위치하는, 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터는 상기 방전 체임버의 외부에 위치하고, 상기 시스템은 상기 필터를 상기 방전 체임버의 내부에 접속하는 적어도 하나의 포트를 추가로 포함하는, 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 부직포 스크린은 복수의 융기된 특징부를 가지며, 상기 융기된 특징부의 치수 및 위치설정은 상기 융기된 특징부 주위에서 상기 스크린 위로 통과하는 가스의 부분의 속도가 상기 가스 내에 혼입된 입자상 물질의 침강 속도 미만으로 감소되도록 결정되는, 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 부직포 스크린은 상기 복수의 개개의 융기된 특징부에 각각 인접한 복수의 기공을 갖는, 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스는 상기 적어도 하나의 부직포 스크린의 표면 위에서 제 1 방향으로 흐르게 되고, 상기 적어도 하나의 부직포 스크린은 관련된 융기된 특징부를 갖는 복수의 기공을 가지며, 상기 가스가 상기 제 1 방향으로 흐르고 있을 때, 상기 기공의 상류에 상기 융기된 특징부가 있도록 각각의 기공에 대한 상기 관련된 융기된 특징부가 위치설정되는, 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스는 상기 적어도 하나의 부직포 스크린의 표면 위에서 제 1 방향으로 흐르게 되고, 상기 적어도 하나의 부직포 스크린은 실질적으로 사각형인 관련된 융기된 특징부를 갖는 복수의 실질적으로 사각형인 기공을 가지며, 상기 가스가 상기 제 1 방향으로 흐르고 있을 때, 상기 기공의 상류에 상기 융기된 특징부가 있도록 각각의 기공에 대한 상기 관련된 융기된 특징부가 위치설정되는, 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 기공은 상기 제 1 방향으로 측정된 길이가 약 1 mm 내지 약 10 mm 범위인, 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 시스템.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 기공은 상기 제 1 방향의 횡방향으로 측정된 너비가 약 1 mm 내지 약 10 mm 범위인, 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스는 상기 적어도 하나의 부직포 스크린의 표면 위에서 제 1 방향으로 흐르게 되고, 상기 적어도 하나의 부직포 스크린은 실질적으로 사각형인 관련된 융기된 특징부를 갖는 복수의 실질적으로 사각형인 기공을 가지며, 상기 가스가 상기 제 1 방향으로 흐르고 있을 때, 상기 기공의 하류에 상기 융기된 특징부가 있도록 각각의 기공에 대한 상기 관련된 융기된 특징부가 위치설정되는, 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 부직포 스크린은 포토에칭 기술을 사용하여 제조된, 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 부직포 스크린은 금속 스탬핑 기술을 사용하여 제조된, 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 부직포 스크린은 화학 에칭 기술을 사용하여 제조된, 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 시스템.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 부직포 스크린은 레이저 절단 기술을 사용하여 제조된, 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 시스템.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 부직포 스크린은 익스팬디드 메탈 기술(expanded metal technique)을 사용하여 제조된, 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 시스템.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 부직포 스크린은 증착 기술을 사용하여 제조된, 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 시스템.
  18. 가스 방전 레이저의 방전 체임버 내의 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 방법으로서,
    상기 방법은,
    상기 방전 체임버와 유체 연통하고 적어도 하나의 부직포 스크린을 포함하는 필터를 배치하는 단계; 및
    상기 필터 위로 상기 가스를 유동시키는 단계를 포함하는, 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 배치하는 단계는 상기 필터를 상기 방전 체임버 내에 위치시키는 것을 포함하는, 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 방전 체임버는 바닥부를 가지며, 상기 배치하는 단계는 상기 필터를 상기 방전 체임버의 바닥부에 인접하여 위치시키는 것을 포함하는, 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 방법.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 배치하는 단계는 상기 필터를 상기 방전 체임버의 외부에 위치시키는 것을 포함하고, 상기 필터 위로 상기 가스를 유동시키는 단계는 상기 필터를 상기 방전 체임버의 내부에 접속하는 적어도 하나의 포트를 통해 가스를 유동시키는 것을 포함하는, 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 방법.
  22. 포토에칭을 사용하여 기공의 어레이를 생성하는 것을 포함하는 부직포 스크린의 제조 방법.
  23. 금속 스탬핑을 사용하여 스크린 요소의 어레이를 생성하는 것을 포함하는 부직포 스크린의 제조 방법으로서,
    상기 스크린 요소의 각각은 구멍이 형성된 제 1 구조 및 상기 구멍에 인접한 융기된 특징부가 형성된 제 2 구조를 포함하는, 부직포 스크린의 제조 방법.
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