KR20220041114A - 연속 기재 세정 시스템 및 연속 기재 세정 방법 - Google Patents

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KR20220041114A
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Abstract

예시적인 연속 기재(102) 세정 방법은, 연속 기재으로부터 미립자 물질을 제거하기 위해 하나 이상의 노즐(126, 128, 144, 146)로부터 연속 기재에 제1 세정 유체의 고압 저유량 분사를 적용하는 단계; 메가소닉 변환기나 초음파 변환기(138) 중 적어도 하나를 포함하고 연속 기재에 에너지를 전달하도록 구성된 교반기; 및 연속 기재를 건조하는 단계를 포함한다.

Description

연속 기재 세정 시스템 및 연속 기재 세정 방법
본 개시는 일반적으로 깨끗한 직물 제조에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 연속 기재 세정 시스템 및 연속 기재 세정 방법에 관한 것이다.
기재를 클린룸 어플리케이션에 적합한 수준으로 세정하는 종래의 시스템 및 방법은 처리량이 제한되고 및/또는 기재로부터 미립자 물질을 제거하는 능력이 제한된다.
청구범위에 보다 완벽하게 기술하겠지만, 실질적으로 도면들 중 적어도 하나와 연계되어 예시되고 설명되는 것과 같은 연속 기재 세정 시스템 및 방법이 개시된다.
본 개시의 이들 및 다른 피쳐(feature), 양태 및 장점은 첨부도면을 참고로 하여 아래의 상세한 설명을 읽어봄으로써 더 잘 이해될 것이다. 첨부 도면에서, 유사한 문자는 도면 전반에 걸쳐 유사한 부품을 나타낸다.
도 1a 및 도 1b는 본 개시의 양태에 따른 예시적인 연속 기재 세정 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 개시의 양태에 따른, 세정 유체의 고압 저유량 분사 및 교반욕을 포함하는 예시적인 연속 기재 세정 시스템의 개략도이다.
도 3은 도 1a 및/또는 도 2의 고압 저유량 분사에 의한 연속 기재의 예시적인 변위를 보여주는 도면이다.
도 4는 도 1a 및/또는 도 2의 노즐을 구현하는 데 사용 가능한 예시적인 고압 저유량 노즐 조립체의 사시도이다.
도 5는 본 개시의 양태에 따른, 연속 기재 세정을 수행할 수 있는 예시적인 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 개시의 양태에 따른, 세정 유체의 고압 저유량 분사를 이용하여 연속 기재 세척을 수행할 수 있는 예시적인 방법을 나타내는 흐름도이다.
도면들이 반드시 실축척에 맞는 것은 아니다. 적절하다면, 유사하거나 동일한 구성요소를 인용하기 위해 유사하거나 동일한 참조부호가 사용된다.
클린룸 어플리케이션은 통상적으로 와이퍼를 사용하여 표면을 닦는 것과 같이 흡착성 기재를 사용하는 세정의 이점을 얻는다. 민감한 제품 또는 장비의 오염 가능성을 줄이기 위해, 흡착성 기재는 통상적으로, 미립자 물질 및/또는 이온이 문턱량 미만으로 기재에 존재하는 방식으로 제조된다.
와이퍼가 절단되고 패키징될 수 있는 연속 기재를 세정하는 종래기술은 처리량이 제한(예컨대, 세정, 산출, 및/또는 패키징된 기재의 문턱량 미만)될 수 있고/있거나, 청정도가 제한(예컨대, 미립자의 문턱 총계 상회)될 수 있다.
개시된 예시적인 연속 기재 세정 방법은, 연속 기재로부터 미립자 물질을 제거하기 위해 하나 이상의 노즐로부터 연속 기재에 제1 세정 유체의 고압 저유량 분사를 적용하는 단계; 메가소닉 변환기나 초음파 변환기 중 적어도 하나를 포함하고 에너지를 연속 기재에 전달하도록 구성된 교반기; 및 연속 기재를 건조하는 단계를 포함한다.
개시된 예시적인 연속 기재 세정 시스템은, 연속 기재로부터 미립자 물질을 제거하기 위해 연속 기재에 제1 세정 유체를 고압 저유량으로 분사하도록 구성된 하나 이상의 고압 노즐; 메가소닉 변환기나 초음파 변환기 중 적어도 하나를 포함하고 에너지를 연속 기재에 전달하도록 구성된 교반기; 및 연속 기재를 건조시키도록 구성된 건조기를 포함한다.
몇몇 예시적인 시스템은 교반욕(agitation bath)에 연속 기재를 세척하도록 구성된 교반기를 더 포함한다.
몇몇 예시적인 시스템 및 방법은 교반기 반대측의 연속 기재 측에 위치 설정되고 교반기에서 나온 에너지를 연속 기재를 향해 반사하도록 구성된 반사기 판을 사용하는 것을 더 포함한다.
몇몇 예시적인 시스템 및 방법에서, 고압 저유량 분사를 적용하는 것은 하나 이상의 제1 노즐을 통해 고압 저유량 분사로 연속 기재의 제1 측면에 분사하는 단계 및 하나 이상의 제2 노즐을 통해 고압 저유량 분사로 연속 기재의 제2 측면에 분사하는 단계를 포함한다. 몇몇 예에서, 고압 저유량 분사의 적용은 분사된 제1 세정 유체를 연속 기재로부터 멀어지는 방향으로 지향시키기 위해 연속 기재의 횡방향에 있는 다수 위치에서의 연속 기재의 부분들을 변위시켜 물결 형상을 형성하는 단계를 포함한다.
몇몇 예에서, 고압 저유량 분사는 연속 기재의 길이를 따른 상이한 위치에서 상이한 횡방향 부위의 연속 기재를 변위시킨다. 몇몇 예시적인 시스템 및 방법은 연속 기재의 길이를 따른 상이한 위치들 사이의 롤러 주위로 연속 기재를 라우팅하는 단계를 더 포함한다.
몇몇 예에서, 연속 기재는 폭이 6 인치 내지 12 인치이다. 몇몇 예에서, 연속 기재의 세척은 연속 기재를 하나 이상의 교반기에 인접하게 교반욕으로 이송하는 단계 및 교반욕으 밖으로 이송하는 단계를 포함한다. 몇몇 예시적인 시스템 및 방법은 제1 세정 유체를 챔버에 첨가하는 단계와, 제1 세정 유체가 위어 벽(weir wall)을 넘어 배수구로 교반욕에서 흘러나가도록 하는 단계를 통해 교반욕 내에서 유체를 순환시키는 단계를 더 포함한다. 몇몇 예에서, 제1 세정 유체를 순환시키는 단계는 미립자를 배수구를 향해 안내하는 단계를 포함한다. 몇몇 예시적인 시스템 및 방법은 교반욕 내에 표면 난류를 형성하기 위해 하나 이상의 분사 노즐을 통해 제1 세정 유체를 교반욕 내로 분사하는 단계를 더 포함한다.
몇몇 예시적인 시스템 및 방법에서, 연속 기재는 고압 저유량 분사의 적용 중에 침지되지 않는다. 몇몇 예시적인 시스템 및 방법은 고압 저유량 분사를 적용한 후 연속 기재를 헹구는 단계를 더 포함한다. 몇몇 예시적인 시스템 및 방법은 연속 기재를 고압 저체적 분사를 행하는 제1 체적으로부터 교반욕을 행햐는 제2 체적으로 이송하는 단계를 더 포함한다. 몇몇 예시적인 시스템 및 방법은 연속 기재를 제1 체적에서 제2 체적으로 이송하는 동안에 연속 기재로부터 수분을 진공 제거하는 단계를 더 포함한다.
몇몇 예시적인 시스템 및 방법은 고압 저유량 분사 이전에 연속 기재에 고온수 헹굼이나 저온수 헹굼 중 적어도 하나를 적용하는 단계를 포함한다. 몇몇 예시적인 시스템 및 방법은 교반욕에 이어서 연속 기재를 헹구는 단계를 더 포함한다. 몇몇 예시적인 시스템 및 방법은 제2 세정 유체의 분사에 의해 연속 기재를 헹구는 단계를 더 포함한다. 몇몇 예에서, 제1 세정 유체나 제2 세정 유체 중 적어도 하나는 계면활성제를 포함한다. 몇몇 예에서, 제1 세정 유체와 제2 세정 유체는 동일하다. 몇몇 예시적인 시스템 및 방법에서, 제1 세정 유체는 탈이온수를 포함한다. 몇몇 예에서, 건조 단계는 연속 기재의 가온 여과 공기를 적용하는 단계를 포함한다. 몇몇 예는 하나 이상의 교반기를 사용하여 교반욕 내에서 연속 기재를 세척하는 단계를 더 포함한다.
여기에서 사용되는 “고압 저유량 분사”라는 용어는, 노즐당 압력이 40 PSI(pounds per square inch) 이상이고, 노즐당 유량이 0.15 gpm(gallons per minute) 유체 이상임을 의미한다. 몇몇 예시적인 시스템 및 방법에서, 고압 저유량 분사는 0.15 gpm 내지 0.42 gpm의 유량을 포함한다. 몇몇 예시적인 시스템 및 방법에서, 고압 저유량 분사는 노즐당 0.20 gpm 내지 0.28 gpm의 유량을 포함한다. 몇몇 예시적인 시스템 및 방법에서, 고압 저유량 분사는 40 PSI 내지 80 PSI의 압력을 포함한다.
도 1a 및 도 1b는 연속 기재(102)를 세정하는 예시적인 시스템(100)의 개략도이다, 예시적인 시스템(100)은 연속 기재(102)의 공급부(예컨대, 원료의 롤 또는 다른 소스)를 수용하고, 연속 기재(102)를 세정하며, 연속 기재(102)를 건조시킨다. 도시한 예에서, 시스템(100)은 또한 세정 및 건조와 함께 연속 기재(102)를 절단하고 패키징한다. 몇몇 예에서, 연속 기재(102)는 폭이 6 인치 내지 12 인치이다. 그러나, 다른 크기의 폭이 사용될 수도 있다.
예시적인 기재(102)는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트, 폴리프로락톤, 폴리글리콜라이드, 폴리락티드, 폴리히드록시부티레이트, 폴리히드록시발레레이트, 폴리에틸렌 아디페이트, 폴리부틸렌 아디페이트, 폴리프로필렌 숙시네이트 등과 같은 편직 폴리에스테르 소재일 수 있다.
추가로 또는 대안으로서, 폴리아미드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리파라페닐렌-테레프탈아미드, 폴리아미드(예컨대, 나일론 6, 나일론 6/6, 나일론 12, 폴리아스파르트산, 폴리글루탐산 등), 폴리아민, 폴리이미드, 폴리아크릴(예컨대, 폴리아크릴아미드, 폴리아크릴로니트릴, 메타크릴산 및 아크릴산의 에스테르 등), 폴리카보네이트(예컨대, 폴리비스페놀), 폴리디엔(예컨대, 폴리부타디엔, 폴리이소프렌, 폴리노르보멘 등), 폴리에폭시드, 폴리에테르(예컨대, 폴리에틸렌 글리콜(폴리에틸렌 옥사이드), 폴리부틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 옥사이드, 폴리옥시메틸렌(파라포름알데히드), 폴리테트라메틸렌 에테르(폴리테트라하이드로퓨란), 폴리에피클로로하이드린 등), 폴리올레핀(예컨대, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 폴리부텐, 폴리옥텐 등), 폴리페닐렌(예컨대, 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리페닐렌 에테르 술폰 등), 실리콘 함유 폴리머(예컨대, 폴리디메틸 실록산, 폴리카르보메틸 실란 등), 폴리우레탄, 폴리비닐(예컨대, 폴리비닐 부티랄, 폴리비닐 알콜, 및 폴리비닐 알콜, 폴리비닐 아세테이트, 폴리스티렌, 폴리메틸스티렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐 피롤리돈의 에스테르 및 에테르, 폴리메틸 비닐 에테르 폴리비닐 메틸 케톤), 폴리아세탈, 및 폴리아크릴레이트와 같은 다른 합성 소재가 사용될 수 있다.
몇몇 예에서, 폴리에스테르 및/또는 셀룰로오스 소재의 블렌드가 사용될 수 있다. 직조 및/또는 부직 합성 소재의 블렌드도 또한 사용될 수 있다.
도 1a에 예시한 바와 같이, 예시적인 시스템(100)은 제1 헹굼 섹션(104), 제2 헹굼 섹션(106), 세척 섹션(108), 교반욕 섹션(110) 및 최종 헹굼 섹션(112)을 포함한다. 도 1b에 도시한 바와 같이, 최종 헹굼 섹션(112)에 이어서 연속 기재는 건조기(114), 절단기(116) 및 패키징 기기(118)을 통과하여 이동한다.
제1 헹굼 섹션(104) 및 제2 헹굼 섹션(106)은 헹굼 노즐(120, 122)을 사용하여 원료에 초기 헹굼을 제공한다. 도 1a의 예에서, 제1 헹굼 섹션(104)에 있는 헹굼 노즐(120)은 저온 탈이온수를 헹굼 유체로서 분사하고, 제2 헹굼 섹션(106)에 있는 헹굼 노즐(122)은 가온 또는 고온 탈이온수를 헹굼 유체로서 분사한다. 몇몇 예에서, 제1 헹굼 섹션(104)과 제2 헹굼 섹션(106) 중 하나 또는 양자 모두는 탈이온수와 함께 계면활성제를 세정 유체로서 포함한다. 제1 헹굼 섹션(104)과 제2 헹굼 섹션(106)은 세척 섹션(108)과 교반욕 섹션(110)에 대한 부하를 줄이기 위해 연속 기재(102)로부터 더 많은 미립자 물질을 헹구는 데 사용될 수 있다. 몇몇 다른 예에서, 제1 헹굼 섹션(104) 및/또는 제2 헹굼 섹션(106)은 시스템으로부터 생략된다.
예시적인 헹굼 노즐(120, 122)은 기재(102)에 고압 및/또는 저유량 헹굼을 제공할 수 있다. 다른 예에서, 헹굼은 세척 섹션(108) 및/또는 교반욕 섹션(110)과는 상이한 온도(들)에서 실시될 수 있고, 세척 섹션(108) 및/또는 교반욕 섹션(110)보다 낮은 압력을 가질 수 있으며/있거나, 세척 섹션(108) 및/또는 교반욕 섹션(110)과는 상이한 각도 배향으로 기재(102)에 대해 수행될 수 있다.
예시적인 세척 섹션(108)은 연속 기재(102)의 양측면에 탈이온수를 분사하는 고압 저유량 노즐(126, 128) 세트를 포함한다. 기재(102)는 롤러(130) 세트를 통해 세척 섹션(108)을 통과하도록 라우팅된다. 롤러(130)와 노즐 세트(126, 128)는, 1개 세트의 노즐(126)이 기재(120)의 제1 측면에 분사하고, 나머지 세트의 노즐(128)이 기재(102)의 제2 측면에 분사하도록 구성된다. 예시적인 구성을 도 1a에 도시하였지만, 임의의 다른 구성의 노즐(126, 128)과 롤러(130)가 사용될 수 있다. 예시적인 노즐(126, 128)은 고정식이거나 조정 가능(예컨대, 회전, 병진 이동 등 가능)할 수 있다.
도 1a의 예에서, 고압 저유량 노즐(126, 128)은 횡방향으로[예컨대 변위 지점에서의 기재(102)의 이동 방향에 수직함] 다수의 부위에 있는 연속 기재(102)의 부분을 변위시킨다. 예시적인 노즐(126, 128)은 기재(102)에 물결 형상이 형성되도록 기재(102)의 폭에 걸쳐 분사 스트림을 분리 또는 이격시킬 수 있다. 기재(102)에 물결 형상을 도입함으로써, 노즐(126, 128)에 의해 분사되는 유체가 기재(102)로부터 멀어지는 방향으로 지향되고, 고압 저유량 분사에 의해 느슨해진 미립자 물질의 재침착을 줄인다.
예시적인 노즐(126, 128)은 기재(102)의 이동 경로를 따른 다수의 부위에서 기재(102)에 분사한다. 도 1a의 예에서, 이동 경로를 따른 분사 위치는 세척 섹션(108) 내에서 기재(102)의 이동 경로를 획정하는 롤러(130)에 의해 분리된다. 다른 롤러(130)도 이와 유사하게 기타 섹션(104, 106, 110, 112)에서 기재(102)의 이동 경로를 획정한다.
도 1a의 예에서, 노즐(126, 128)은 기재(102)의 이동 경로를 따른 상이한 위치에서, 기재(102)의 횡방향에 있어서 상이한 부위에 분사한다. 아래에서 더 상세히 설명하는 도 3은 주어진 시기에 기재(102)의 길이를 따른 순차적인 위치에서 분사되는, 횡방향에 있어서의 상이한 부위의 예를 예시한다.
기재(102)의 각 측면에서 횡방향으로 상이한 부위에 분사하는 것에 의해, 노즐(126, 128)에 의해 제공되는 고압 저유량 분사는, 연속 기재(102)가 세척 섹션(108)을 통과하여 이동하는 동안에 기재(102)로부터 더 작은 미립자를 효율적으로 제거하고 씻어낸다.
예시적인 교반욕 섹션(110)은 배스(bath) 섹션(132)과 배수 섹션(134)으로 분할되고, 이들은 위어 벽(136)이나 기타 배리어로 분리된다. 배스 섹션은 연속 기재(102)를 더욱 세척하기 위해 교반기(138)를 포함한다. 도 1a의 예에서, 교반기(138)는 메가소닉 방출기이다. 메가소닉 이미터는 800 kHz 내지 2.0 Mhz의 하나 이상의 주파수의 음향 에너지를 방출한다. 몇몇 예에서, 메가소닉 이미터는 800 kHz 내지 2.0 Mhz 또는 900 kHz 내지 1.1 MHz의 하나 이상의 주파수의 음향 에너지를 방출한다. 그러나, 초음파 이미터(예컨대, 20 kHz 내지 80 kHz 또는 20 kHz 내지 50 kHz의 주파수)와 같은 다른 교반기가 사용될 수도 있다. 예시적인 교반욕(110)은 교반 에너지(예컨대, 메가소닉 에너지)를 기재(102)로 다시 반사하기 위해 교반기(138) 반대측의 기재(102)의 측부에 반사기(140)를 더 포함한다. 예시적인 위어 벽(136)은 배스 유체(142)가 위어 벽(136)을 넘어 및/또는 [예컨대, 위어 벽(136)과 교반욕 섹션(110)의 바진(basin)(141) 사이의 간극을 통해] 위어 벽(136) 주위로 흐르게 할 수 있다.
배스 섹션(132)에서 기재(102)에서 느슨해진 이온 및/또는 나머지 미립자는 배스 유체(142)에 대해 부유하는 경향이 있다. 도 1a의 예에서, 배스 유체(142)는 탈이온수이다. 교반욕 섹션(110)은 고압 저유량 노즐(144, 146)을 포함한다. 노즐(144, 146)은 세척 섹션(108)에 있는 노즐(126, 128)과 유사하거나 동일할 수 있고, 교반욕 이전에 기재(102)의 추가의 세척을 제공하는 데 사용될 수 있다.
교반욕 섹션(110)에 있는 노즐(144, 146)들 중 적어도 하나는 배스 유체(142) 내로 지향된다. 배스 유체(142)로 지향되는 분사는 배스 유체(142)를 계속 공급하여, 배스 유체(142)에 난류를 형성한다. 그 결과, 배스 유체(142) 내에 부유하는 미립자 및/또는 이온이 위어 벽(136)을 넘어 및/또는 위어 벽 주위에서 배수 섹션(134)으로 전달된다. 배수 섹션(134)을 유체를 배수한다. 몇몇 예에서, 배수된 유체는 시스템(100)으로 다시 재순환될 수 있다.
최종 헹굼 섹션(112)은 건조, 절단 및/또는 패키징 이전에 기재(102)에 세정 유체의 마지막 헹굼을 제공하기 위해 노즐(148, 150)을 포함한다. 최종 헹굼 섹션(112)은 이전 섹션(103, 110)에서 기재(102)에서 느슨해지기는 했지만 제거되지는 않고/않거나 교반욕 섹션(110)을 통해 이동하는 동안 기재(102)로부터 제거되어 재점착된 임의의 미립자 및/또는 이온을 제거할 수 있다. 예시적인 노즐(148, 150)은 노즐(126, 128, 144, 146)보다 낮은 분사압을 제공할 수 있다.
도 1a의 예시적인 섹션은 세정 유체를 수용 및/또는 회수하고/회수하거나 섹션(104 내지 112)들 사이에서의 튐을 줄이거나 방지하도록 구성된 별개의 바진 내에 포함된다. 예시적인 시스템(100)은 섹션(104 내지 112)들 사이의 롤러(152)를 포함하는데, 롤러는 기재(102)를 안내하고, 기재(102)를 전진시키는 중간 힘을 제공하며, 및/또는 기재(102)의 이동 경로를 획정하도록 구성된다. 몇몇 예에서, 롤러(152)는 모터에 의해 기재(102)를 섹션들 사이에서 인장시키도록 구동되는데, 이것은 기재(102)를 섹션(112)의 단부에 있는 한 부위에서 인장시키는 것에 비해 기재(102)에 대한 응력을 줄인다.
추가로 또는 대안으로서, 시스템(100)은 섹션(104 내지 112)들 중 하나 이상의 뒤에 기재(102)로부터 수분 및/또는 미립자 물질을 제거하도록 구성된 진공 노즐(154)을 포함할 수 있다. 도 1a의 예에서, 진공 노즐(154)은 각 섹션(104 내지 112)의 단부에서(또는 그 뒤에서) 기재 이동 경로에 인접하게 위치 설정되고, 기재(102)부터 수분 및/또는 미립자를 진공 제거한다.
도 1b로 돌아가면, 최종 헹굼 섹션(112) 뒤에서, 연속 기재(102)는 건조기(114)에 공급되며, 건조기는 고온 여과 공기를 사용하여 기재(102)를 건조시킨다. 진공 노즐(154)은 기재(102)로부터 수분 및/또는 미립자를 제거하기 위해 건조기(114) 이전에 기재에 인접하게 위치 설정되어, 건조기(114)에 대한 부하를 줄일 수 있다,
예시적인 절단기(116)가 연속 기재(102)를 개별 와이퍼와 같은 기재(102)의 개별 섹션(156)으로 절단한다. 몇몇 예에서, 절단기(116)는 또한 기재(102)의 다수 섹션(156)을 패키징을 위한 그룹으로 적층하거나 다른 방식으로 배열할 수 있다. 패키징 기기(118)는 절단기(116)에 의해 형성된 섹션(156)을, 예정된 개수의 와이퍼를 포함하는 패키지(158)와 같은 패키지로 패키징한다.
몇몇 다른 예에서, 건조기(114), 절단기(116), 및/또는 패키징 기기(118)는 시스템(100)으로부터 생략될 수 있고, 세척된 연속 기재 및/또는 기재의 개별 섹션이 건조, 절단 및/또는 패키징을 위해 별도의 영역으로 이동될 수 있다.
도 1a 및 도 1b의 예시적인 시스템은, 건조기(114), 절단기(116) 및/또는 패키징 기기(118)의 출력부에서 세정된 기재(102)(예컨대, 각각의 와이퍼)가 바람직하게는 제곱미터당 약 0.5 내지 5.0 pm인 약 0.5 × 106 및 5.0 × 106 입자 및/또는 섬유, 길이가 약 5.0 내지 100 pm인 제곱미터당 약 30,000 내지 70,000 입자 및/또는 섬유, 및/또는 100 pm보다 큰, 제곱미터당 150 섬유 미만을 갖도록 기재(102)를 세정한다.
몇몇 예에서, 세정된 기재(102)는 약 0.06 ppm 미만의 칼륨, 액 0.05 ppm 미만의 염화물, 약 0.05 ppm 미만의 마그네슘, 약 0.20 ppm 미만의 칼슘, 약 0.30 ppm 미만의 나트륨, 및/또는 약 0.20 ppm 미만의 황산염을 갖는다. 추가로 또는 대안으로서, 세정된 기재(102)[예컨대, 기재(102)로부터 형성된 각각의 와이퍼]는 약 0.02 g/m2의 이소프로필 알콜 추출제 및 약 0.01 g/m2의 탈이온수 추출제를 갖는다. 추가로 또는 대안으로서, 세정된 기재(102)[예컨대, 기재(102)로부터 형성된 각각의 와이퍼]는 약 300 mL/m2 내지 650 mL/m2의 흡수도를 갖는다. 몇몇 예에서, 세정된 기재(102)는 대략 450 mL/m2의 흡수도를 갖는다.
도 2는, 세정 유체의 고압 저유량 분사 및 교반욕을 포함하는 연속 기재[예컨대, 연속 기재(102)]를 세정하는 다른 예시적인 시스템(200)의 개략도이다. 도 2의 예시적인 시스템(200)은 도 1a의 세척 섹션(110)과 교반욕 섹션(1120을 포함하고, 다른 섹션(104, 106, 112)은 생략한다. 도 1a 및 도 1b의 예시적인 시스템(100)에 비해, 시스템(200)은 주어진 원료에 있어서 증가된 부하를 경험할 수 있고/있거나, 보다 높은 처리량[연속 기재(102)의 분당 피트]을 제공할 수 있다.
도 3은 도 1a 및/또는 도 2의 고압 저유량 분사에 의한 연속 기재(102)의 예시적인 변위를 예시한다. 기재(102)의 이동 경로가 비직선형이지만, 도 3의 예시에서는 이동 경로를 따른 다수 지점에서의 기재(102)의 폭을 보여주기 위해 기재(102)의 예시적인 이동 경로(302)가 평탄화되었다.
예시적인 기재(102)는 주어진 시기에 다수의 섹션(304, 306, 308, 310)을 거쳐 이동하고, 섹션(304 내지 310)은 각각의 롤러(312, 314, 316, 318)(또는 안내부)에 의해 분리된다. 롤러(312 내지 318)는 기재(102)를 안내하고/안내하거나, 기재(102)의 측방 이동을 줄이거나 방지하는 피쳐(feature)를 포함할 수 있다.
기재(102)의 변위가 도 3에서 점선 형태도 도시한 윤곽선으로 예시된다. 예에 도시한 바와 같이, 중심 지점들 사이보다 고압 저유량 분사의 중심 지점에서 변위가 더 많으며, 이로 인해 기재(102)의 폭에 걸쳐 물결 형상이 형성된다.
몇몇 예에서, 하나 이상의 섹션(304 내지 310)에 있어서 변위는 [예컨대, 제1 측면으로부터 기재(102)에 분사하는 것에 의해] 제1 방향으로 발생하며, 나머지 섹션(304 내지 310)에 있어서 변위는 [예컨대, 다른 측부로부터 기재(102)에 분사하는 것에 의해] 반대 방향으로 발생한다.
도 4는 도 1a 및/또는 도 2의 노즐(126, 128, 144, 146)을 구현하는 데 사용 가능한 예시적인 고압 저유량 노즐 조립체(400)의 사시도이다. 예시적인 노즐 조립체(400)는 매니폴드(402)를 포함하며, 매니폴드는 [예컨대, 매니폴드의 유입구(404)를 통해] 세정 유체를 수용하고, 매니폴드의 다수의 측부에 유출구 세트를 포함한다. 예시적인 매니폴드는 정사각형 단면을 갖지만, 다른 단면 형상을 가질 수도 있다.
예시적인 매니폴드(402)의 유출구는 고압 저유량 노즐(406) 또는 플러그(408)에 커플링된다. 도 4의 예에서, 매니폴드(402)의 주어진 측면에서는 유출구가 노즐(406)과 플러그(408)에 교호하는 패턴으로 커플링된다[예컨대, 노즐(406)은 다른 노즐(406)에 인접하지 않고, 플러그(408)는 다른 플러그(408)에 인접하지 않는다]. 이에 따라, 매니폴드(402)의 각각의 측면은 도 3에 예시한 패턴과 같은 기재(102)의 변위 패턴을 형성할 수 있다.
매니폴드(402)의 주어진 측면에서 교호하는 노즐 패턴을 갖는 것에 더하여, 인접한 측면들[예컨대, 제1 측면(410) 및 제2 측면(412), 제1 측면 및 제3 측면(414) 등]도 또한 대응하는 유출구 위치를 위한 교호하는 패턴을 가질 수 있다. 인접한 측면들 간의 교호하는 패턴은 교호하는 물결 패턴을 제공하여, 횡방향으로 기재(102)의 상이한 부분에 변위를 형성한다. 예컨대, 제1 측면(410)의 제1 유출구(416a)는 플러그(408)에 커플링되고, 제1 측면(410)에 인접한 측면(412, 414)들 상의 동일한 길이방향 위치에서의 유출구(416b, 416c)는 노즐(406)에 커플링된다. 반대로, 제1 측면(410)의 다음 유출구(418a)는 노즐(406)에 커플링되고, 제1 측면(410)에 인접한 측면(412, 414)들 상의 동일한 길이방향 위치에서의 유출구(418b, 418c)는 플러그(408)에 커플링된다.
예시적인 노즐(406)은 세정 유체의 고압 저유량 분사를 제공한다. 도 1a, 도 2, 도 3 및 도 4의 예에서, 각각의 예시적인 노즐(406)에는 40 PSI 내지 80 PSI의 압력이 제공되고,
각각의 노즐(406)은 0.15 gpm 내지 0.42 gpm의 유량을 출력한다. 상기한 몇몇 예에서, 각각의 노즐(406)은 0.20 gpm 내지 0.28 gpm의 유량을 출력한다.
도 5는 연속 기재 세정을 수행할 수 있는 예시적인 방법(500)을 나타내는 흐름도이다. 예시적인 방법(500)은 도 1a 및 도 1b의 예시적인 시스템(100)에 의해 구현될 수 있다.
블럭 502에서, 연속 기재(102)의 원료가 세정 시스템(100)의 입력부에 공급된다. 예컨대, 연속 기재(102)의 롤이 시스템(100) 내로 공급하기 위해 스핀들이나 다른 지지 구조체에 끼워질 수 있다.
블럭 504에서, 헹굼 섹션(104, 106)이 고온 세정 유체 린스 및/또는 저온 세정 유체 린스를 사용하여 연속 기재(102)를 헹군다. 헹굼은 세정 유체의 고압 및/또는 저압 분사를 사용하여 수행될 수 있다. 몇몇 예에서, 세정 유체는 탈이온수이다. 그러나, 몇몇 다른 예에서, 계면활성제(들) 및/또는 다른 세정제가 탈이온수와 세정 유체에 포함될 수 있다.
블럭 506에서, 세척 섹션(108)은 기재(102)로부터 미립자 물질을 제거하기 위해 [예컨대, 고정식 노즐(126, 128), 도 4의 노즐(406)을 통해] 노즐[예컨대, 노즐(126, 128), 도 4의 노즐(406)]로부터 연속 기재(102)에 세정 유체의 고압 저유량 분사를 적용한다. 예컨대, 연속 기재(102)가 세척 섹션(108)에서 이동 경로를 통과하도록 라우팅되는 동안, 세척 섹션(108)은 제1 노즐(126)을 통해 고압 저유량 분사로 연속 기재(102)의 제1 측면에 분사할 수 있고, 제2 노즐(128)을 통해 고압 저유량 분사로 연속 기재(102)의 제2 섹션에 분사할 수 있다. 몇몇 예에서, 세척은 또한 추가의 노즐(144, 146)에 의해 교반욕 섹션(110)에서도 일어날 수 있다.
[예컨대, 노즐(126, 128, 144, 146)을 통해] 고압 저유량 분사를 적용하는 단계는, 분사 유체와 느슨해진 미립자를 기재(102)로부터 멀어지게 지향시키기 위해 물결 형상을 형성하도록 연속 기재(102)의 횡방향 또는 측방향으로[예컨대, 기재(102)의 폭을 가로질러] 다수의 부위에서 연속 기재(102)의 부분을 변위시키는 단계를 포함할 수 있다. 도 3에 예시한 바와 같이, 고압 저유량 분사는 연속 기재(102)의 길이를 따른 상이한 위치의 상이한 횡방향(예컨대, 측방향) 부위에 있는 연속 기재(102)를 변위시킬 수 있다. 기재(102)의 길이를 따른 상이한 위치는 안내부 또는 롤러[예컨대, 롤러(130, 312 내지 318)]에 의해 분리될 수 있다.
블럭 508에서, 교반욕 섹션(110)이 하나 이상의 교반기[예컨대, 메가소닉 이미터(138), 반사기(140)]를 사용하여 교반욕에서 연속 기재(102)를 세정한다.
몇몇 예에서, 교반욕에서 연속 기재(102)를 세척하는 단계는 임의의 느슨해진 미립자 및/또는 이온이 기재(102)에 재부착되는 것을 줄이거나 방지하기 위해 연속 기재(102)를 교반기(들)에 인접하게 교반욕 내로 이송하고 교반욕 밖으로 이송하는 단계를 포함한다.
블럭 510에서, 최종 헹굼 섹션(112)은 연속 기재(102)를 헹군다. 블럭 512에서, 진공 노즐(들)(154)이 연속 기재(102)로부터 수분을 진공 제거한다. 추가로 또는 대안으로서, 진공 제거는 각각의 예시적인 블럭(504 내지 510) 후에 수행될 수 있다. 블럭 514에서, 예시적인 건조기(114)가 연속 기재(102)를 건조시킨다. 예컨대, 건조기(114)는 기재(102)에 및/또는 기재 주위에 여과된 고온 공기를 송출하여 기재(102)을 건조시킬 수 있다. 몇몇 예에서, 방법(500)은 블럭(502 내지 514)과 함께 연속 기재(102)를 절단 및/또는 패키징하는 단계를 더 포함할 수 있다.
그 후, 예시적인 방법(500)이 종료된다. 기재(102)의 주어진 섹션을 참고하여 예시적인 방법(500)을 전술하였다. 연속 기재(102)가 시스템(100)을 연속적으로 통과하여 이동하기 때문에, 블럭(504 내지 514)은 연속 기재(102)의 상이한 섹션에서 연속적으로 그리고 동시에 수행될 수 있다.
도 6은 세정 유체의 고압 저유량 분사를 이용하여 연속 기재 세척을 수행할 수 있는 예시적인 방법(600)을 나타내는 흐름도이다. 예시적인 방법(600)은 도 5의 블럭(506) 및/또는 세정 유체의 고압 저유량 분사를 포함하는 임의의 다른 블럭을 실현하는 도 1a 및/또는 도 2의 세척 섹션(108)에 의해 이용될 수 있다.
블럭 602에서, 예시적인 노즐(126)은 [예컨대, 도 4의 노즐 조립체(400)에 있는 측면(414)의 노즐(406)을 통해] 고압 저유량 분사로 연속 기재(102)의 제1 측면의 제1 섹션에 분사한다. 예컨대, 노즐(126)은 노즐(406)을 사용하여 기재(102)의 제1 섹션(304)의 폭에 걸쳐 이격된 부분에 분사할 수 있다. 몇몇 예에서, 노즐(126)은 분사된 섹션들 사이에 있는 제1 섹션(304)의 부분에는 분사하지 않는다(또는 유효 변위를 형성할만큼 충분히 분사하지 않는다). 즉, 노즐(126)은 기재(102)의 폭에 걸쳐 변위된 영역과 변위되지 않은 영역을 교대할 수 있다.
블럭 604에서, 예시적인 노즐(126)은 [예컨대, 도 4의 노즐 조립체(400)에 있는 측면(410)의 노즐(406)을 통해] 고압 저유량 분사로 연속 기재(102)의 제1 측면의 제2 섹션에 분사한다. 예컨대, 노즐(126)은 노즐(406)을 사용하여 기재(102)의 제2 섹션(306)의 폭에 걸쳐 이격된 부분에 분사할 수 있다. 몇몇 예에서, 분사되거나 변위된 부분은 기재(102)의 폭에 걸쳐 [예컨대, 섹션(304)에서] 블럭(602)의 분사되거나 변위된 부분과 상이하다.
블럭 606에서, 노즐(128)은 [예컨대, 도 4의 노즐 조립체(400)에 있는 측면(414)의 노즐(406)을 통해] 고압 저유량 분사로 연속 기재(102)의 제1 측면의 제1 섹션에 분사한다. 예컨대, 노즐(128)은 노즐(406)을 사용하여 기재(102)의 제3 섹션(308)의 폭에 걸쳐 이격된 부분에 분사할 수 있다. 몇몇 예에서, 노즐(128)은 분사된 섹션들 사이에 있는 제3 섹션(308)의 부분에는 분사하지 않는다(또는 유효 변위를 형성할만큼 충분히 분사하지 않는다). 즉, 노즐(128)은 기재(102)의 폭에 걸쳐 변위된 영역과 변위되지 않은 영역을 교대할 수 있다.
블럭 608에서, 노즐(128)은 [예컨대, 도 4의 노즐 조립체(400)에 있는 측면(410)의 노즐(406)을 통해] 고압 저유량 분사로 연속 기재(102)의 제2 측면의 제2 섹션에 분사한다. 예컨대, 노즐(128)은 노즐(406)을 사용하여 기재(102)의 제4 섹션(310)의 폭에 걸쳐 이격된 부분에 분사할 수 있다. 몇몇 예에서, 분사되거나 변위된 부분은 기재(102)의 폭에 걸쳐 [예컨대, 섹션(306)에서] 블럭(606)의 분사되거나 변위된 부분과 상이하다.
기재(102)의 일측면 또는 양측면의 추가의 섹션은 고압 저유량 분사를 사용하여 분사될 수 있다. 기재(102)의 주어진 섹션을 참고하여 예시적인 방법(600)을 전술하였다. 연속 기재(102)가 시스템(100)을 연속적으로 통과하여 이동하기 때문에, 블럭(602 내지 608)은 연속 기재(102)의 상이한 섹션에서 연속적으로 그리고 동시에 수행될 수 있다.
본 발명의 방법 및 시스템은 하드웨어, 소프트웨어, 및/또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합을 사용하여 제어될 수 있다. 본 발명의 방법 및/또는 시스템은 적어도 하나의 컴퓨팅 시스템에서 중앙 집중 방식으로 또는 상이한 요소들이 다수의 상호 접속된 컴퓨팅 시스템에 걸쳐 분산되어 있는 분배 방식으로 제어될 수 있다. 임의의 유형의 컴퓨팅 시스템 또는 여기에서 설명한 방법을 실행하도록 되어 있는 다른 장치가 적합하다. 통상적인 하드웨어와 소프트웨어의 조합은, 로딩되거나 실행될 때에 컴퓨팅 시스템을 여기에서 설명한 방법을 실행하도록 제어하는, 프로그램 또는 코드를 지닌 다목적 컴퓨팅 시스템을 포함할 수 있다. 다른 통상적인 구현예는 어플리케이션 특정 집적 회로 또는 칩을 포함할 수 있다. 몇몇 구현예는 기계에 의해 실행 가능한 하나 이상의 코드 라인이 저장된 비일시적인 기계 판독 가능(예컨대, 컴퓨터 판독 가능) 매체(예컨대, 플래시 드라이브, 광디스크, 가지 저장 디스크 등)를 포함할 수 있고, 이에 의해 기계가 여기에서 설명한 바와 같은 프로세스를 실행하게 할 수 있다.
여기에서 활용되는 “회로” 및 “회로망”이라는 용어는, 물리적인 전자부품(예컨대, 하드웨어)과, 하드웨어를 구성할 수 있고, 하드웨어에 의해 실행될 수 있으며, 이와 달리 하드웨어와 관련될 수 있는 임의의 소프트웨어 및/또는 펌웨어(“코드”)를 일컫는다. 여기에서 사용되는 바와 같이, 예컨대 특정 프로세서와 메모리는, 코드의 첫번째 이상의 라인을 실행할 때에 제1 “회로”를 포함할 수 있고, 코드의 두번째 이상의 라인을 실행할 때에 제2 “회로”를 포함할 수 있다. 여기에서 활용되는 “및/또는”이라는 용어는 “및/또는”으로 결합된 목록의 아이템들 중 하나 이상의 임의의 아이템을 의미한다. 일례로서, “x 및/또는 y”는 3개 요소 세트 {(x), (y), (x, y)} 중 임의의 요소를 의미한다. 즉, “x 및/또는 y”은 “x와 y 중 하나 이상”을 의미한다. 다른 예로서, “x, y 및/또는 z”는 7개 요소 세트 {(x), (y), (z), (x, y), (x, z), (y, z), (x, y, z)} 중 임의의 요소를 의미한다. 즉, “x, y 및/또는 z”는 “x, y 및 z 중 하나 이상”을 의미한다. 여기에서 활용되는 바와 같은 “예시적인”이라는 용어는 비제한적인 예, 경우 또는 예시로서의 역할을 한다는 것을 의미한다. 여기에서 활용되는 바와 같은 “예를 들어” 및 “예컨대”라는 용어는 하나 이상의 비제한적인 예, 경우 또는 예시의 목록을 제시한다. 여기에서 활용되는 바와 같은 회로망은, 회로가 기능의 수행이 (예컨대, 사용자 구성 가능 세팅, 설비 트림 등에 의해 ) 비활성화되거나 불가능한지의 여부와는 무관하게 기능을 수행하는 데 필요한 하드웨어와 코드(필요한 경우)를 포함하기만 하면 기능을 수행하도록 “작동 가능하다”.
특정 실시예를 참고로 하여 본 발명의 방법 및/또는 시스템을 설명하였지만, 당업자라면, 본 발명의 방법 및/또는 시스템을 벗어나지 않으면서 다양한 변경이 이루어질 수 있고, 등가물로 대체될 수 있다는 점을 이해할 것이다. 예컨대, 개시된 예의 블럭 및/또는 구성요소는 조합, 분할, 재구성 및/또는 다른 방식으로 수정될 수 있다. 추가로, 특정 조건 또는 재료를 본 개시의 교시에 맞추기 위해, 본 개시의 범위로부터 벗어나는 일 없이 많은 수정이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명의 방법 및/또는 시스템은 개시된 특정 구현예로 제한되지 않는다. 대신에, 본 발명의 방법 및/또는 시스템은 실질적으로 그리고 균등론 하에서 첨부된 청구범위의 범위 내에 속하는 모든 구현예를 포함할 것이다.

Claims (26)

  1. 연속 기재 세정 방법으로서,
    연속 기재로부터 미립자 물질을 제거하기 위해 하나 이상의 노즐로부터 연속 기재에 제1 세정 유체의 고압 저유량 분사를 적용하는 단계;
    메가소닉 변환기 또는 초음파 변환기 중 하나 이상을 포함하고, 연속 기재에 에너지를 전달하도록 구성된 교반기; 및
    연속 기재를 건조하는 단계
    를 포함하는 연속 기재 세정 방법.
  2. 제1항에 있어서, 교반기 반대측의 연속 기재 측에 위치 설정되고 교반기에서 나온 에너지를 연속 기재를 향해 반사하도록 구성된 반사기 판을 더 포함하는 연속 기재 세정 방법.
  3. 제1항에 있어서, 고압 저유량 분사를 적용하는 단계는
    하나 이상의 제1 노즐을 통해 고압 저유량 분사로 연속 기재의 제1 측면에 분사하는 단계; 및
    하나 이상의 제2 노즐을 통해 고압 저유량 분사로 연속 기재의 제2 측면에 분사하는 단계
    를 포함하는 것인 연속 기재 세정 방법.
  4. 제1항에 있어서, 고압 저유량 분사를 적용하는 단계는 분사된 제1 세정 유체를 연속 기재으로부터 멀어지는 방향으로 지향시키기 위해 연속 기재의 횡방향에 있는 다수 위치에서의 연속 기재의 부분들을 변위시켜 물결 형상을 형성하는 단계를 포함하는 것인 연속 기재 세정 방법.
  5. 제4항에 있어서, 고압 저유량 분사는 연속 기재의 길이를 따른 상이한 위치에서 상이한 횡방향 부위의 연속 기재를 변위시키는 것인 연속 기재 세정 방법.
  6. 제5항에 있어서, 연속 기재의 길이를 따른 상이한 위치들 사이의 롤러 주위로 연속 기재를 라우팅하는 단계를 더 포함하는 연속 기재 세정 방법.
  7. 제1항에 있어서, 연속 기재는 폭이 6 인치 내지 12 인치인 것인 연속 기재 세정 방법.
  8. 제1항에 있어서, 제1 세정 유체는 탈이온수를 포함하는 것인 연속 기재 세정 방법.
  9. 제1항에 있어서, 연속 기재는 고압 저유량 분사의 적용 중에는 침지되지 않는 것인 연속 기재 세정 방법.
  10. 제1항에 있어서, 고압 저유량 분사를 적용한 후, 연속 기재를 헹구는 단계를 더 포함하는 연속 기재 세정 방법.
  11. 제1항에 있어서, 연속 기재를 고압 저유량 분사를 행하는 제1 체적으로부터 교반욕(agitation bath)을 행하는 제2 체적으로 이송하는 단계를 더 포함하는 연속 기재 세정 방법.
  12. 제11항에 있어서, 교반욕에 물을 첨가하고, 제1 세정 유체가 교반욕으로부터 위어(weir) 벽을 넘어 배수구로 흘러나가게 하는 것을 통해 교반욕에서 제1 세정 유체를 순환시키는 단계를 더 포함하는 연속 기재 세정 방법.
  13. 제12항에 있어서, 제1 세정 유체를 순환시키는 단계는 미립자를 배수구로 안내하는 단계를 포함하는 것인 연속 기재 세정 방법.
  14. 제11항에 있어서, 교반욕 내에 표면 난류를 형성하기 위해 하나 이상의 분사 노즐을 통해 제1 세정 유체를 교반욕 내로 분사하는 단계를 더 포함하는 연속 기재 세정 방법.
  15. 제11항에 있어서, 연속 기재를 제1 체적에서 제2 체적으로 이송하는 동안에 연속 기재로부터 수분을 진공 제거하는 단계를 더 포함하는 연속 기재 세정 방법.
  16. 제11항에 있어서, 교반욕에 후속하여, 연속 기재를 헹구는 단계를 더 포함하는 연속 기재 세정 방법.
  17. 제11항에 있어서, 연속 기재를 교반기에 인접하게 교반욕 내로 이송하고 교반욕 밖으로 이송하는 단계를 더 포함하는 연속 기재 세정 방법.
  18. 제1항에 있어서, 제2 세정 유체의 분사로 연속 기재를 헹구는 단계를 더 포함하는 연속 기재 세정 방법.
  19. 제18항에 있어서, 제1 세정 유체나 제2 세정 유체 중 적어도 하나는 계면활성제를 포함하는 것인 연속 기재 세정 방법.
  20. 제18항에 있어서, 제1 세정 유체와 제2 세정 유체는 동일한 것인 연속 기재 세정 방법.
  21. 제1항에 있어서, 건조 단계는 연속 기재에 가온 여과 공기를 적용하는 단계를 포함하는 것인 연속 기재 세정 방법.
  22. 제1항에 있어서, 고압 저유량 분사는 노즐당 0.15 gpm(gallons per minute) 내지 0.42 gpm의 유량을 포함하는 것인 연속 기재 세정 방법.
  23. 제22항에 있어서, 고압 저유량 분사는 노즐당 0.20 gpm 내지 0.28 gpm의 유량을 포함하는 것인 연속 기재 세정 방법.
  24. 제1항에 있어서, 고압 저유량 분사는 노즐당 40 PSI(pounds per square inch) 내지 80 PSI의 압력을 포함하는 것인 연속 기재 세정 방법.
  25. 제1항에 있어서, 고압 저유량 분사 이전에 연속 기재에 고온수 헹굼이나 저온수 헹굼 중 적어도 하나를 적용하는 단계를 더 포함하는 연속 기재 세정 방법.
  26. 연속 기재 세정 시스템으로서,
    연속 기재로부터 미립자 물질을 제거하기 위해 연속 기재에 제1 세정 유체의 고압 저유량 분사를 분사하도록 구성된 하나 이상의 고압 노즐;
    메가소닉 변환기 또는 초음파 변환기 중 하나 이상을 포함하고, 연속 기재에 에너지를 전달하도록 구성된 교반기; 및
    연속 기재를 건조시키도록 구성된 건조기
    를 포함하는 연속 기재 세정 시스템.
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