JPH079899B2 - 基板から小さい粒子を除去する装置 - Google Patents
基板から小さい粒子を除去する装置Info
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- JPH079899B2 JPH079899B2 JP1317435A JP31743589A JPH079899B2 JP H079899 B2 JPH079899 B2 JP H079899B2 JP 1317435 A JP1317435 A JP 1317435A JP 31743589 A JP31743589 A JP 31743589A JP H079899 B2 JPH079899 B2 JP H079899B2
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- H10P72/00—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
- H10P72/04—Apparatus for manufacture or treatment
- H10P72/0402—Apparatus for fluid treatment
- H10P72/0406—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
- B05B1/02—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape
- B05B1/04—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape in flat form, e.g. fan-like, sheet-like
- B05B1/044—Slits, e.g. narrow openings defined by two straight and parallel lips; Elongated outlets for producing very wide discharges, e.g. fluid curtains
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
- B24C1/00—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
- B24C1/003—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods using material which dissolves or changes phase after the treatment, e.g. ice, CO2
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、固体および気体の二酸化炭素を含む流れを使
用して基板から微細な粒子を除去する装置に指向され
る。
用して基板から微細な粒子を除去する装置に指向され
る。
従来の技術及び発明が解決しようとする課題 この出願の出願人は、微細な粒子の表面汚染物を半導体
ウエファーの様な基板から除去する装置および方法を記
載する1987年４月22日付け米国特許出願第041,169号の
一部継続出願である出願中の1987年11月３日付け米国特
許出願第116,194号を有している。
ウエファーの様な基板から除去する装置および方法を記
載する1987年４月22日付け米国特許出願第041,169号の
一部継続出願である出願中の1987年11月３日付け米国特
許出願第116,194号を有している。
該装置は、特に図面に示すように、チャンバへの流体二
酸化炭素の流れを与え、該チャンバ内では、流体は、気
体二酸化炭素と、二酸化炭素の微細な小滴との混合物に
変換される。次に、この混合物は、例えばニードル弁ま
たは制約されたオリフィスの使用によって制量された量
において合体するチャンバへ送られ、該チャンバでは、
微細な小滴が第２混合物を形成する様に一層大きい小滴
に変換される。次に、大きい小滴は、送給が合体するチ
ャンバから管状通路を経て第２オリフィスへ送られて出
口ポートから出る際に、固体粒子に形成される。米国特
許出願第116,194号の全体の開示は、参考のためにここ
に記載される。
酸化炭素の流れを与え、該チャンバ内では、流体は、気
体二酸化炭素と、二酸化炭素の微細な小滴との混合物に
変換される。次に、この混合物は、例えばニードル弁ま
たは制約されたオリフィスの使用によって制量された量
において合体するチャンバへ送られ、該チャンバでは、
微細な小滴が第２混合物を形成する様に一層大きい小滴
に変換される。次に、大きい小滴は、送給が合体するチ
ャンバから管状通路を経て第２オリフィスへ送られて出
口ポートから出る際に、固体粒子に形成される。米国特
許出願第116,194号の全体の開示は、参考のためにここ
に記載される。
本発明の装置は、製造するのが一層容易で、混合物を制
量する一層確実な装置を与え、特に混合物が合体するチ
ャンバに流入する際に混合物の一層均等な分配を与える
点で上述の装置に優る改良を示す。本発明の他の利点
は、固体生成物の流れが一層均等な清掃を与える様に出
口ポートから基板へ方向づけられることである。清掃
は、スリット状の形状を有し任意の所望の巾に作られて
もよい放出ポートを使用することによって向上される。
巾が大きければ大きい程、通過当りの清掃面積が大きく
なる。
量する一層確実な装置を与え、特に混合物が合体するチ
ャンバに流入する際に混合物の一層均等な分配を与える
点で上述の装置に優る改良を示す。本発明の他の利点
は、固体生成物の流れが一層均等な清掃を与える様に出
口ポートから基板へ方向づけられることである。清掃
は、スリット状の形状を有し任意の所望の巾に作られて
もよい放出ポートを使用することによって向上される。
巾が大きければ大きい程、通過当りの清掃面積が大きく
なる。
本発明によると、流体混合物の流量を制御する一層効果
的な装置を提供し、これにより、基板面から汚染物を除
去する一層効果的な装置を提供する基板から小さい粒子
を除去する新規な装置が提供される。
的な装置を提供し、これにより、基板面から汚染物を除
去する一層効果的な装置を提供する基板から小さい粒子
を除去する新規な装置が提供される。
課題を解決するための手段 本発明は、一般に、基板から小さい粒子を除去する装置
に指向され、該装置は、 (a)飽和状態の液体の時に約10kg/cm2（150psia）の圧力
で加圧されるとエンタルピ値が０になるとして、エンタ
ルピ値が約75kcal/kg（135BTU/1b）以下となるように加
圧され、膨張した時に基材の周辺圧力まで圧力変化して
固体の小片となる二酸化炭素の液体を供給する二酸化炭
素供給源と、 (b)供給源から該流体二酸化炭素を受取る第１開口部
と、基板に向って固体および気体の二酸化炭素の混合物
を放出する第２開口部とを有するノズルを具備し、該ノ
ズルが、 （１）第１開口部に結合される第１チャンバと、第１チ
ャンバから離れた第２チャンバとを一緒に限定し相互に
重ねられる様に構成される一対の板と、 （２）気体二酸化炭素と、液体二酸化炭素の微細な小滴
との第１混合物を前記流体によって形成する該第１チャ
ンバ内への該流体の流れの通路を与える様に第１開口部
に整合する孔と、第１チャンバと第２チャンバとの間の
流通を与える少くとも１つの第１チャンネルを重ねられ
る板と共に形成し第１チャンバから第２チャンバまで延
びる少くとも２つの指状突起とを有し重ねられる板の間
に間挿される箔状部材とを備え、第１混合物が、気体二
酸化炭素と、二酸化炭素の一層大きい液体小滴とを含有
する第２混合物に第２チャンバにおいて変換され、更
に、 （３）固体および気体の二酸化炭素の前記混合物に膨脹
して基板に向って第２開口部から出るのを第２混合物に
可能にする様に第２チャンバから第２開口部まで延び前
記板によって形成される第２チャンネルを備えるいる。
に指向され、該装置は、 (a)飽和状態の液体の時に約10kg/cm2（150psia）の圧力
で加圧されるとエンタルピ値が０になるとして、エンタ
ルピ値が約75kcal/kg（135BTU/1b）以下となるように加
圧され、膨張した時に基材の周辺圧力まで圧力変化して
固体の小片となる二酸化炭素の液体を供給する二酸化炭
素供給源と、 (b)供給源から該流体二酸化炭素を受取る第１開口部
と、基板に向って固体および気体の二酸化炭素の混合物
を放出する第２開口部とを有するノズルを具備し、該ノ
ズルが、 （１）第１開口部に結合される第１チャンバと、第１チ
ャンバから離れた第２チャンバとを一緒に限定し相互に
重ねられる様に構成される一対の板と、 （２）気体二酸化炭素と、液体二酸化炭素の微細な小滴
との第１混合物を前記流体によって形成する該第１チャ
ンバ内への該流体の流れの通路を与える様に第１開口部
に整合する孔と、第１チャンバと第２チャンバとの間の
流通を与える少くとも１つの第１チャンネルを重ねられ
る板と共に形成し第１チャンバから第２チャンバまで延
びる少くとも２つの指状突起とを有し重ねられる板の間
に間挿される箔状部材とを備え、第１混合物が、気体二
酸化炭素と、二酸化炭素の一層大きい液体小滴とを含有
する第２混合物に第２チャンバにおいて変換され、更
に、 （３）固体および気体の二酸化炭素の前記混合物に膨脹
して基板に向って第２開口部から出るのを第２混合物に
可能にする様に第２チャンバから第２開口部まで延び前
記板によって形成される第２チャンネルを備えるいる。
特に、本発明は、重ねられる板の間に薄い箔を使用し、
このとき、板面に関連して箔によって形成されるチャン
ネルは、第１チャンバから第２チャンバないし合体する
チャンバへの二酸化炭素の流れを制量する静止装置を与
える。また、合体するチャンバから出口ポートへ混合物
を移送する様に重ねられる板によって形成される平坦な
広がった通路が設けられ、該通路は、基板に向う生成物
の運動の均等な流れを与え、所望の圧力を合体するチャ
ンバに維持する第２絞りオリフィスを構成する。
このとき、板面に関連して箔によって形成されるチャン
ネルは、第１チャンバから第２チャンバないし合体する
チャンバへの二酸化炭素の流れを制量する静止装置を与
える。また、合体するチャンバから出口ポートへ混合物
を移送する様に重ねられる板によって形成される平坦な
広がった通路が設けられ、該通路は、基板に向う生成物
の運動の均等な流れを与え、所望の圧力を合体するチャ
ンバに維持する第２絞りオリフィスを構成する。
同様な符号が同様な部分を示す添付図面と、下記の実施
例とは、本発明を例示するものであって、特許請求の範
囲に記載される本発明の範囲を制限する様に意図するも
のではない。
例とは、本発明を例示するものであって、特許請求の範
囲に記載される本発明の範囲を制限する様に意図するも
のではない。
実施例 図面、特に第１図乃至第5B図を参照すると、本発明の装
置２は、流体二酸化炭素貯蔵設備（図示せず）に結合装
置６を経て結合される流体二酸化炭素受取り組立体４を
有している。結合装置６は、流体二酸化炭素が供給源か
ら受取り組立体４へ流れるのを可能にする鋼補強テフロ
ンホースまたは任意のその他の好適な結合装置でもよ
い。
置２は、流体二酸化炭素貯蔵設備（図示せず）に結合装
置６を経て結合される流体二酸化炭素受取り組立体４を
有している。結合装置６は、流体二酸化炭素が供給源か
ら受取り組立体４へ流れるのを可能にする鋼補強テフロ
ンホースまたは任意のその他の好適な結合装置でもよ
い。
受取り組立体４は、ハウジング８を貫通して延びる孔10
を有するハウジング８を備えている。組立体４は、ねじ
と溝との係合による様に装置２に着脱可能に固定される
かまたは永続的に固定される。
を有するハウジング８を備えている。組立体４は、ねじ
と溝との係合による様に装置２に着脱可能に固定される
かまたは永続的に固定される。
また、装置２は、相補状の形状で１つを他のものゝ上に
重ね得る一対の板12,14を有している。第２図，第３図
に最もよく示される様に、板12,14は、夫々の孔18,20に
挿入可能な複数の均等に分配されるねじ16またはその他
の好適な固定装置によって相互に固定されてもよい。
重ね得る一対の板12,14を有している。第２図，第３図
に最もよく示される様に、板12,14は、夫々の孔18,20に
挿入可能な複数の均等に分配されるねじ16またはその他
の好適な固定装置によって相互に固定されてもよい。
第４図，第5A図に最もよく示される様に、本発明の一実
施例は、上側板のほゞ巾に沿って延びる横方向溝28を上
側板12の底面13に与える。下側板14の上面15は、同様の
寸法の相補状の横方向溝30を有し、従って、板が重ねら
れるとき、これ等の溝は、二酸化炭素の微細な小滴を二
酸化炭素の大きい液滴に変形させる対称的な合体するチ
ャンバを形成し、次に、大きい液滴は、下記で詳細に説
明する様に固体になって放出ポート32から出る。
施例は、上側板のほゞ巾に沿って延びる横方向溝28を上
側板12の底面13に与える。下側板14の上面15は、同様の
寸法の相補状の横方向溝30を有し、従って、板が重ねら
れるとき、これ等の溝は、二酸化炭素の微細な小滴を二
酸化炭素の大きい液滴に変形させる対称的な合体するチ
ャンバを形成し、次に、大きい液滴は、下記で詳細に説
明する様に固体になって放出ポート32から出る。
下側板14は、供給源から溝26への流体二酸化炭素の流れ
の通路を与えるために上側板12の孔33に整合し溝30の後
方の他の横方向溝26をも有している。第5A図に示す好適
実施例では、上側板は、溝26に相補状の溝を有していな
い。上側板12の平坦な底面13が下側板14の溝26の上に重
ねられるとき、非対称的な二酸化炭素流体受取りチャン
バが形成される。
の通路を与えるために上側板12の孔33に整合し溝30の後
方の他の横方向溝26をも有している。第5A図に示す好適
実施例では、上側板は、溝26に相補状の溝を有していな
い。上側板12の平坦な底面13が下側板14の溝26の上に重
ねられるとき、非対称的な二酸化炭素流体受取りチャン
バが形成される。
代りの実施例は、第5B図に示され、これでは、上側板
は、下側板14の溝26に形状において相補状の横方向溝24
を有している。夫々の板12,14が重ねられるとき、溝24,
26は、対称的な二酸化炭素液体受取りチャンバを形成す
る。
は、下側板14の溝26に形状において相補状の横方向溝24
を有している。夫々の板12,14が重ねられるとき、溝24,
26は、対称的な二酸化炭素液体受取りチャンバを形成す
る。
対称的な合体するチャンバは、二酸化炭素の固体粒子が
該チャンバ内に形成されて放出ポート32から排出される
際に該粒子の最高の均等な分配を達成するために好まし
い。他方、流体受取りチャンバは、到来する流体が本来
的に均等に分配されるため、対称的でなくてもよい。製
造費を最小限にするために溝24のない上側板を形成する
ことは、好ましい。
該チャンバ内に形成されて放出ポート32から排出される
際に該粒子の最高の均等な分配を達成するために好まし
い。他方、流体受取りチャンバは、到来する流体が本来
的に均等に分配されるため、対称的でなくてもよい。製
造費を最小限にするために溝24のない上側板を形成する
ことは、好ましい。
第１チャンバから第２チャンバへの二酸化炭素混合物を
制量する固定された装置を与えるフィルム状部材34は、
板12,14の間に間挿される。
制量する固定された装置を与えるフィルム状部材34は、
板12,14の間に間挿される。
第４図に最もよく示される様に、フィルム状部材34は、
板12,14の両側に沿って延びる対向する腕36,38を有して
いる。また、少くとも２つの突起ないし指40が設けられ
る。隣接する指40は、少くとも１つのチャンネル42を限
定する様に距離Ｘだけ相互に分離される。チャンネル42
の一端44は、第5A図，第5B図に最もよく示される様に第
１チャンバに流通し、他端46は、第２チャンバに流通
し、これにより第１チャンバから第２チャンバへの二酸
化炭素の流れの通路を与える。また、フィルム状部材34
は、供給源から第１チャンバへの流体二酸化炭素の流れ
に連続的な通路を与えるために孔10に組合わされる開口
部35を備えている。
板12,14の両側に沿って延びる対向する腕36,38を有して
いる。また、少くとも２つの突起ないし指40が設けられ
る。隣接する指40は、少くとも１つのチャンネル42を限
定する様に距離Ｘだけ相互に分離される。チャンネル42
の一端44は、第5A図，第5B図に最もよく示される様に第
１チャンバに流通し、他端46は、第２チャンバに流通
し、これにより第１チャンバから第２チャンバへの二酸
化炭素の流れの通路を与える。また、フィルム状部材34
は、供給源から第１チャンバへの流体二酸化炭素の流れ
に連続的な通路を与えるために孔10に組合わされる開口
部35を備えている。
重ねられた板12,14の夫々の前方部分48,50はオリフィス
52を限定し、そこで大きい液滴が放出ポート32を通って
出る以前に膨脹して固体粒子を形成する。
52を限定し、そこで大きい液滴が放出ポート32を通って
出る以前に膨脹して固体粒子を形成する。
放出ポート32は、固体／気体混合物が基板を損傷するこ
となく基板から小さい粒子を除去するのに充分な速度お
よび力においてそれから外方へ流れるのを可能にする態
様で外方へ末広がりないし傾斜した第６図に最もよく示
される対向壁54,56を有している。
となく基板から小さい粒子を除去するのに充分な速度お
よび力においてそれから外方へ流れるのを可能にする態
様で外方へ末広がりないし傾斜した第６図に最もよく示
される対向壁54,56を有している。
第７図に示す様に、横方向溝26は、受取り組立体４の孔
10と同一の断面積で孔10に整合する拡大された領域ない
し溜め58を有してもよい。この実施例は、第４図に示す
特定の実施例よりも流体の一層大きな量が第１チャンバ
に供給されるのを可能にする。
10と同一の断面積で孔10に整合する拡大された領域ない
し溜め58を有してもよい。この実施例は、第４図に示す
特定の実施例よりも流体の一層大きな量が第１チャンバ
に供給されるのを可能にする。
本発明で使用される二酸化炭素の供給源は、液体または
気体のいづれかゞ熱の除去の際に固体に変化する点があ
る「三重点」として周知のものよりも上の温度および圧
力において二酸化炭素を貯蔵する流体源である。流体二
酸化炭素が三重点より上でなければ、本発明の装置のオ
リフィスを通過しないことが認められる。
気体のいづれかゞ熱の除去の際に固体に変化する点があ
る「三重点」として周知のものよりも上の温度および圧
力において二酸化炭素を貯蔵する流体源である。流体二
酸化炭素が三重点より上でなければ、本発明の装置のオ
リフィスを通過しないことが認められる。
こゝに考慮される二酸化炭素の供給源は少くとも凍結点
の圧力または約4.57kg/cm2（65psia）、好ましくは少く
とも約21.09kg/cm2（300psia）の圧力において流体状
態、即ち、液体、気体またはこれ等の混合物の状態にあ
る。流体二酸化炭素は、第１チャンバの流通と、溝28,3
0で形成される第２チャンバへの流入とを制御するのに
充分な圧力の下になければならない。代表的に、流体二
酸化炭素は、約21.09乃至70.31kg/cm2（300乃至1000psi
a）、好ましくは約52.73kg/cm2（750psia）の圧力にお
いて周囲温度で貯蔵される。上の圧力の下の流体二酸化
炭素送給流れのエンタルピが飽和液に対する10.55kg/cm
2（150psia）における零のエンタルピに基づき約75kcal
/kg（135BTU/ポンド）よりも小さいことは、必要であ
る。該エンタルピ要件は、流体二酸化炭素が液体、気体
または一層一般的に代表的に主に液体の混合物のいづれ
にあるかに関係なく肝要である。主題の装置が鋼または
タングステンカーバイドの様な好適な金属で形成されゝ
ば、貯蔵される流体二酸化炭素のエンタルピは、約11.1
乃至75kcal/kg（20乃至135BTU/16）でもよい。主題の装
置が例えば高衝撃ポリプロピレンの様な樹脂材料で構成
される場合には、該エンタルピは、約61.1乃至75kcal/k
g（110乃至135BTU/16）でもよい。これ等値は、液体二
酸化炭素源の液体と、気体との比に関係なく真実を維持
する。
の圧力または約4.57kg/cm2（65psia）、好ましくは少く
とも約21.09kg/cm2（300psia）の圧力において流体状
態、即ち、液体、気体またはこれ等の混合物の状態にあ
る。流体二酸化炭素は、第１チャンバの流通と、溝28,3
0で形成される第２チャンバへの流入とを制御するのに
充分な圧力の下になければならない。代表的に、流体二
酸化炭素は、約21.09乃至70.31kg/cm2（300乃至1000psi
a）、好ましくは約52.73kg/cm2（750psia）の圧力にお
いて周囲温度で貯蔵される。上の圧力の下の流体二酸化
炭素送給流れのエンタルピが飽和液に対する10.55kg/cm
2（150psia）における零のエンタルピに基づき約75kcal
/kg（135BTU/ポンド）よりも小さいことは、必要であ
る。該エンタルピ要件は、流体二酸化炭素が液体、気体
または一層一般的に代表的に主に液体の混合物のいづれ
にあるかに関係なく肝要である。主題の装置が鋼または
タングステンカーバイドの様な好適な金属で形成されゝ
ば、貯蔵される流体二酸化炭素のエンタルピは、約11.1
乃至75kcal/kg（20乃至135BTU/16）でもよい。主題の装
置が例えば高衝撃ポリプロピレンの様な樹脂材料で構成
される場合には、該エンタルピは、約61.1乃至75kcal/k
g（110乃至135BTU/16）でもよい。これ等値は、液体二
酸化炭素源の液体と、気体との比に関係なく真実を維持
する。
フィルム状部材34は、チャンネルの巾に依存して選択さ
れる少なくとも１つのチャンネル42、好ましくは少くと
も２つのチャンネル、最も好ましくは幾つかのチャンネ
ルを有している。即ち、チャンネルの全巾（即ち、距離
Ｘの合計）は、第１図に距離Ｙとして示す様に放出ポー
ト32の全巾の少くとも約10％でなければならない。好適
な合計チャンネル巾は、放出ポート32の巾の約10乃至20
％の範囲内である。
れる少なくとも１つのチャンネル42、好ましくは少くと
も２つのチャンネル、最も好ましくは幾つかのチャンネ
ルを有している。即ち、チャンネルの全巾（即ち、距離
Ｘの合計）は、第１図に距離Ｙとして示す様に放出ポー
ト32の全巾の少くとも約10％でなければならない。好適
な合計チャンネル巾は、放出ポート32の巾の約10乃至20
％の範囲内である。
チャンネルの数の選択は、指40の数が多くなればなる程
細い指が組立てられた装置において完全に平らに横たわ
らない傾向が一層大きくなることの製造上の考察によっ
て一部において定められる。他方、チャンネルの数が少
くなればなる程、二酸化炭素が第１チャンバから第２チ
ャンバへ通過する際に二酸化炭素の分配上の制御が一層
小さくなる。
細い指が組立てられた装置において完全に平らに横たわ
らない傾向が一層大きくなることの製造上の考察によっ
て一部において定められる。他方、チャンネルの数が少
くなればなる程、二酸化炭素が第１チャンバから第２チ
ャンバへ通過する際に二酸化炭素の分配上の制御が一層
小さくなる。
フィルム状部材34の厚さは、流れ制御と同様に製造上の
考察に同様に依存する。実際的な目的に対して、0.0254
mm（0.001″）以下のフィルムを製造することは、困難
である。一方、特に望ましい一層上の範囲は依存せず、
約0.0254mm乃至0.508mm（0.001乃至0.020″）は、フィ
ルム34に好適な厚さであることが判明した。また、板が
相互に固定されるときに板面との平坦な面対面の接触を
保証する様に可撓性材料でフィルム34を作ることは、望
ましい。
考察に同様に依存する。実際的な目的に対して、0.0254
mm（0.001″）以下のフィルムを製造することは、困難
である。一方、特に望ましい一層上の範囲は依存せず、
約0.0254mm乃至0.508mm（0.001乃至0.020″）は、フィ
ルム34に好適な厚さであることが判明した。また、板が
相互に固定されるときに板面との平坦な面対面の接触を
保証する様に可撓性材料でフィルム34を作ることは、望
ましい。
横方向溝26,28,30および随意に24は、好ましくは、放出
ポート32の同様な寸法に依存する長さおよび断面積を有
する同寸法のものである。溝28,30の長さは、放出ポー
ト32の巾にほゞ等しい。横方向溝24,26の長さは、最も
外側のチャンネル42に達するのに少くとも充分である。
チャンバの断面積は、約5.63乃至11.25kg/cm2（８乃至1
60psia）の範囲内、好ましくは約7.03kg/cm2（100psi
a）に第２チャンバ内の圧力を維持するのに充分でなけ
ればならない。
ポート32の同様な寸法に依存する長さおよび断面積を有
する同寸法のものである。溝28,30の長さは、放出ポー
ト32の巾にほゞ等しい。横方向溝24,26の長さは、最も
外側のチャンネル42に達するのに少くとも充分である。
チャンバの断面積は、約5.63乃至11.25kg/cm2（８乃至1
60psia）の範囲内、好ましくは約7.03kg/cm2（100psi
a）に第２チャンバ内の圧力を維持するのに充分でなけ
ればならない。
作用の際、流体二酸化炭素は、二酸化炭素の貯蔵タンク
またはその他の供給源を出て、結合装置６を経て受取り
組立体４へ進み、孔10と、フィルム状部材34の対応する
孔35と、上側板12の孔33とを流通した後、溝26単独でま
たは随意に溝24,26で形成されるチャンバに進入する。
次に、流体二酸化炭素は、指40によって形成されるチャ
ンネル42の端部44を経て第１チャンバの外へ流れる。
またはその他の供給源を出て、結合装置６を経て受取り
組立体４へ進み、孔10と、フィルム状部材34の対応する
孔35と、上側板12の孔33とを流通した後、溝26単独でま
たは随意に溝24,26で形成されるチャンバに進入する。
次に、流体二酸化炭素は、指40によって形成されるチャ
ンネル42の端部44を経て第１チャンバの外へ流れる。
流体二酸化炭素は、第１チャンバを流出する際に一定の
エンタルピ線に沿って膨脹し、溝28,30によって形成さ
れる合体するチャンバに進入する際にその圧力が約5.63
乃至7.03kg/cm2（80乃至100psia）となる。この結果、
流体二酸化炭素の一部は、微細な小滴に変換される。流
体二酸化炭素の送給の状態は、合体するチャンバで行わ
れる変化の程度を定め、例えば、供給源の容器内の飽和
ガスまたは純粋な液体の二酸化炭素は、液体／気体の混
合物よりも比例的に大きい変化を受けることが認められ
る。第２チャンバ内の平衡温度は、代表的に約−49.4℃
（−57゜F）であり、供給源が室温の液体二酸化炭素で
あれば、第２チャンバ内の二酸化炭素は、約50％の微細
な液体の小滴と、50％の二酸化炭素蒸気との混合物で形
成される。
エンタルピ線に沿って膨脹し、溝28,30によって形成さ
れる合体するチャンバに進入する際にその圧力が約5.63
乃至7.03kg/cm2（80乃至100psia）となる。この結果、
流体二酸化炭素の一部は、微細な小滴に変換される。流
体二酸化炭素の送給の状態は、合体するチャンバで行わ
れる変化の程度を定め、例えば、供給源の容器内の飽和
ガスまたは純粋な液体の二酸化炭素は、液体／気体の混
合物よりも比例的に大きい変化を受けることが認められ
る。第２チャンバ内の平衡温度は、代表的に約−49.4℃
（−57゜F）であり、供給源が室温の液体二酸化炭素で
あれば、第２チャンバ内の二酸化炭素は、約50％の微細
な液体の小滴と、50％の二酸化炭素蒸気との混合物で形
成される。
微細な液体の小滴／気体の混合物は、第２チャンバを通
って流れることを続ける。圧力低下への付加付な露出の
結果、微細な液体の小滴は、一層大きい液体の小滴に合
体する。大きい液体の小滴／気体の混合物は、送給がオ
リフィス52を経て放出ポート32の外へ進む際、固体／気
体の混合物を形成する。
って流れることを続ける。圧力低下への付加付な露出の
結果、微細な液体の小滴は、一層大きい液体の小滴に合
体する。大きい液体の小滴／気体の混合物は、送給がオ
リフィス52を経て放出ポート32の外へ進む際、固体／気
体の混合物を形成する。
放出ポート32を形成する壁54,56は、約４゜乃至８゜、
好ましくは約６゜の末広がりの角度で好適に傾斜する。
末広がりの角度が過大（即ち約15゜より大きい）であれ
ば、固体／気体の二酸化炭素の流れの強さは、大抵の基
板を清掃するのに必要な強さ以下に低減される。
好ましくは約６゜の末広がりの角度で好適に傾斜する。
末広がりの角度が過大（即ち約15゜より大きい）であれ
ば、固体／気体の二酸化炭素の流れの強さは、大抵の基
板を清掃するのに必要な強さ以下に低減される。
第２チャンバは、微細な液体の小滴を一層大きい液体の
小滴に合体するのに役立つ。大きい液体の小滴は、二酸
化炭素が膨脹して放出ポート32において基板に向って出
る際、微細な固体の二酸化炭素粒子を形成する。本発明
によると、上述の様に所望のエンタルピを有する固体／
気体の二酸化炭素は、第１チャンバからチャンネル42を
経て第２チャンバ、オリフィス52および放出ポート32へ
所望の圧力低下を受ける。
小滴に合体するのに役立つ。大きい液体の小滴は、二酸
化炭素が膨脹して放出ポート32において基板に向って出
る際、微細な固体の二酸化炭素粒子を形成する。本発明
によると、上述の様に所望のエンタルピを有する固体／
気体の二酸化炭素は、第１チャンバからチャンネル42を
経て第２チャンバ、オリフィス52および放出ポート32へ
所望の圧力低下を受ける。
これ等の実施例は、２段階の膨脹を組入れるが、当該技
術の熟達者は、３段階またはそれ以上の段階の膨脹を有
するノズルが３組またはそれ以上の組の横方向溝を伴っ
て使用されてもよいことを認める。
術の熟達者は、３段階またはそれ以上の段階の膨脹を有
するノズルが３組またはそれ以上の組の横方向溝を伴っ
て使用されてもよいことを認める。
純粋な二酸化炭素は、本発明を使用する多くの用途、例
えば望遠鏡の鏡の清掃を含む光学の分野に受入れ可能で
ある。しかしながら、特定の用途のため、極めて純度の
高い（99.99％またはそれ以上）二酸化炭素は、所要で
もよく、純度は、特定の用途に望ましくない化合物につ
いて解釈されるべきことが認められる。例えば、メルカ
プタンは、所与の用途に対する不純物の一覧表にあって
もよく、一方、窒素は、存在してもよい。極めて高い純
度の二酸化炭素を必要とする用途は、半導体製造のため
のシリコンウエファ、ディスクドライブ、ハイブリッド
回路組立体およびコンパクトディスクの清掃を含む。
えば望遠鏡の鏡の清掃を含む光学の分野に受入れ可能で
ある。しかしながら、特定の用途のため、極めて純度の
高い（99.99％またはそれ以上）二酸化炭素は、所要で
もよく、純度は、特定の用途に望ましくない化合物につ
いて解釈されるべきことが認められる。例えば、メルカ
プタンは、所与の用途に対する不純物の一覧表にあって
もよく、一方、窒素は、存在してもよい。極めて高い純
度の二酸化炭素を必要とする用途は、半導体製造のため
のシリコンウエファ、ディスクドライブ、ハイブリッド
回路組立体およびコンパクトディスクの清掃を含む。
極めて高い純度の二酸化炭素を必要とする用途に対し
て、通常のノズル材料は、微粒子汚染の発生によって不
満足なものであることが判明した。特に、ステンレス鋼
は、鋼の粒子を発生可能であり、ニッケル被覆真鍮は、
ニッケルを発生可能である。オリフィスの領域における
望ましくない粒子の発生を排除するため、次の材料は、
好ましい。サファイヤ、石英ガラス、水晶、タングステ
ンカーバイトおよびポリ（四弗化エチレン）。主題のノ
ズルは、完全にこれ等の材料から成ってもよく、または
これ等の材料の被覆を有してもよい。
て、通常のノズル材料は、微粒子汚染の発生によって不
満足なものであることが判明した。特に、ステンレス鋼
は、鋼の粒子を発生可能であり、ニッケル被覆真鍮は、
ニッケルを発生可能である。オリフィスの領域における
望ましくない粒子の発生を排除するため、次の材料は、
好ましい。サファイヤ、石英ガラス、水晶、タングステ
ンカーバイトおよびポリ（四弗化エチレン）。主題のノ
ズルは、完全にこれ等の材料から成ってもよく、または
これ等の材料の被覆を有してもよい。
本発明は、粒子と、油に埋込まれる炭化水素膜粒子と、
指紋とを効果的に除去し得る。用途は、光学装置、宇宙
船、半導体ウエファーおよび無汚染物質製造工程用設備
の清掃を含むが、これ等に制限されない。
指紋とを効果的に除去し得る。用途は、光学装置、宇宙
船、半導体ウエファーおよび無汚染物質製造工程用設備
の清掃を含むが、これ等に制限されない。
実 例 液体の吸引のために設けられたエアーコスペクトルクリ
ーン（Airco Spectra Clean）二酸化炭素のシリンダ
は、第４図、第5A図に示す型式のノズルの入口継手に7.
22m（４フイート）の長さの3.18mm（1/8″）の外径のス
テンレス鋼の配管を介して結合された。該ノズルは、6
3.5mm（2 1/2″）の全巾と、50.8mm（２″）の出口孔と
を有し316型ステンレス鋼で作られた。
ーン（Airco Spectra Clean）二酸化炭素のシリンダ
は、第４図、第5A図に示す型式のノズルの入口継手に7.
22m（４フイート）の長さの3.18mm（1/8″）の外径のス
テンレス鋼の配管を介して結合された。該ノズルは、6
3.5mm（2 1/2″）の全巾と、50.8mm（２″）の出口孔と
を有し316型ステンレス鋼で作られた。
第１チャンバと第２チャンバとの間の距離（即ち制量チ
ャンネル42の長さ）は、15.9mm（5/8″）であった。合
体するチャンバから放出ポート32の末広がり壁54.56の
始めまで延びる第２オリフィスの長さは、14.3mm（9/1
6″）であった。壁54.56は、６゜の角度で傾斜し、これ
により4:1の膨脹比を与えた。
ャンネル42の長さ）は、15.9mm（5/8″）であった。合
体するチャンバから放出ポート32の末広がり壁54.56の
始めまで延びる第２オリフィスの長さは、14.3mm（9/1
6″）であった。壁54.56は、６゜の角度で傾斜し、これ
により4:1の膨脹比を与えた。
夫々のノズルの各々に使用されたフィルム状要素は、0.
0254mm（0.001″）の厚さで、４本のチャンネル42を有
していた。夫々のフィルム状部材34のチャンネル42は、
夫々10.2mm、15.2mm、20.3mm（0.40,0.60,0.80″）であ
った。
0254mm（0.001″）の厚さで、４本のチャンネル42を有
していた。夫々のフィルム状部材34のチャンネル42は、
夫々10.2mm、15.2mm、20.3mm（0.40,0.60,0.80″）であ
った。
清掃されるべき基板は、エチルアルコール中に分散され
る硫化亜鉛粉末で人為的に汚染されたシリコンウエファ
ーであった。
る硫化亜鉛粉末で人為的に汚染されたシリコンウエファ
ーであった。
該ノズルは、冷却して生成混合物の安定した流れを確立
するために約５秒間にわたって自由空気中で操作され
た。次に、該ノズルは、役19.05mm（3/4″）の距離で基
板面に対して45゜の位置に移動された。
するために約５秒間にわたって自由空気中で操作され
た。次に、該ノズルは、役19.05mm（3/4″）の距離で基
板面に対して45゜の位置に移動された。
シリンダからの液体二酸化炭素は、59.76kg/cm2（850ps
ia）の圧力でノズルに供給された。1.02mm（0.040″）
巾のノズルは、56.64／分（25cfm）に過ぎない標準状
態流量と、5.63kg/cm2（80psia）以下の合体するチャン
バの圧力とを生じた。この結果、生じた固体二酸化炭素
粒子は、過大であって、基板から硫化亜鉛粒子を除去す
るのに過度に遅い速度で移動した。
ia）の圧力でノズルに供給された。1.02mm（0.040″）
巾のノズルは、56.64／分（25cfm）に過ぎない標準状
態流量と、5.63kg/cm2（80psia）以下の合体するチャン
バの圧力とを生じた。この結果、生じた固体二酸化炭素
粒子は、過大であって、基板から硫化亜鉛粒子を除去す
るのに過度に遅い速度で移動した。
1.52mm（0.060″）および2.03mm（0.080″）の巾の双方
のノズルは、夫々96.29／分および133.10／分（34s
cfmおよび4.7scfm）の標準状態流量において固体二酸化
炭素粒子の安定した滑らかな流れを生じるため、汚染粒
子の除去に効果的であった。該基板は、汚染物質に蛍光
発光させる紫外線の下で検査された。汚染物質の痕跡
は、基板に全くなかった。
のノズルは、夫々96.29／分および133.10／分（34s
cfmおよび4.7scfm）の標準状態流量において固体二酸化
炭素粒子の安定した滑らかな流れを生じるため、汚染粒
子の除去に効果的であった。該基板は、汚染物質に蛍光
発光させる紫外線の下で検査された。汚染物質の痕跡
は、基板に全くなかった。
本発明は、特定の実施例に関して特に説明されたが、本
発明の種々な変更は、この教示によって当該技術の熟達
者に明らかなことが認められる。例えば、放射状の流入
または流出のノズルは、管状構造の外側面または内側面
を夫々清掃する様に構成されてもよく、円錐形の流入お
よび流出の通路を有するノズルは、同一の目的のために
構成されてもよい。従って、本発明は、広く解釈される
べきであって、特許請求の範囲および精神によってのみ
制限される。
発明の種々な変更は、この教示によって当該技術の熟達
者に明らかなことが認められる。例えば、放射状の流入
または流出のノズルは、管状構造の外側面または内側面
を夫々清掃する様に構成されてもよく、円錐形の流入お
よび流出の通路を有するノズルは、同一の目的のために
構成されてもよい。従って、本発明は、広く解釈される
べきであって、特許請求の範囲および精神によってのみ
制限される。
第１図は相互に作用可能に固定され重ね合わせ可能な板
を有する本発明の装置の斜視図、第２図は相互に固定さ
れる板を示す第１図の装置の一部断面の側面図、第３図
は出口ポートを示す第１図の装置の正面図、第４図は板
の間の所定の位置のフィルム状部材を示す第１図の実施
例の斜視図、第5A図は単一の横方向溝を有する上側板を
備え下側板上のフィルム状部材の設置を示す開放された
板の平面図、第5B図は２本の横方向溝を有する上側板を
備え第5A図に類似する開放された板の平面図、第６図は
第１図の線６−６に沿う部分的な断面図、第７図は第１
チャンバの中央の流体受取り溜めを示す本発明の他の実
施例の斜視図である。 ２……装置、12……上側板、 13……上側板の底面、14……下側板、 16……ねじ、24,26,28,30……横方向溝、 32……放出ポート、33……孔、 34……フィルム状部材、35……開口部、 40……指、42……チャンネル、 52……オリフィス、54,56……対向壁、 Ｘ……指の距離、Ｙ……放出ポートの距離
を有する本発明の装置の斜視図、第２図は相互に固定さ
れる板を示す第１図の装置の一部断面の側面図、第３図
は出口ポートを示す第１図の装置の正面図、第４図は板
の間の所定の位置のフィルム状部材を示す第１図の実施
例の斜視図、第5A図は単一の横方向溝を有する上側板を
備え下側板上のフィルム状部材の設置を示す開放された
板の平面図、第5B図は２本の横方向溝を有する上側板を
備え第5A図に類似する開放された板の平面図、第６図は
第１図の線６−６に沿う部分的な断面図、第７図は第１
チャンバの中央の流体受取り溜めを示す本発明の他の実
施例の斜視図である。 ２……装置、12……上側板、 13……上側板の底面、14……下側板、 16……ねじ、24,26,28,30……横方向溝、 32……放出ポート、33……孔、 34……フィルム状部材、35……開口部、 40……指、42……チャンネル、 52……オリフィス、54,56……対向壁、 Ｘ……指の距離、Ｙ……放出ポートの距離
Claims (20)
- 【請求項１】基板から小粒の粒子を除去する装置であっ
て、 （ａ）飽和状態の液体の時に10kg/cm2（150psia）の圧
力で加圧されるとエンタルピ値が０になるとして、エン
タルピ値が約75kcal/kg（135BTU/1b）以下となるように
加圧され、膨張した時に基材の周辺圧力まで圧力変化し
て固体の小片となる二酸化炭素の流体を供給する二酸化
炭素供給源と、 （ｂ）前記二酸化炭素供給源から送られてくる二酸化炭
素の流体を取り入れる第１開口部と、ドライアイスと炭
酸ガスの混合物を前記基板に向けて吹き出す第２開口部
とを有するノズルとを具備し、 前記ノズルが、 （１）重ね合わされた時に、前記第１開口部に連通する
第１チャンバと、該第１チャンバから離れた位置にある
第２チャンバとを画成する一対の板と、 （２）重ね合わされた前記一対の板の間に挿着され、前
記第１チャンバと前記第２チャンバとの間に延在し且つ
重ね合わされた前記一対の板と協働して前記第１チャン
バと前記第２チャンバを連通させる少なくとも一本の第
１流路と、前記第２チャンバと前記第２開口部との間に
延在する第２流路とを形成する指状突起が突設された箔
状の部材とを備えて成り、 前記少なくとも一本の第１流路は流量を制限する大きさ
に形成され、もって、前記流体を膨張させて炭酸ガスと
小滴の液体二酸化炭素とから成る第１混合物とし、前記
第２チャンバは該第１混合物を炭酸ガスと大滴の液体二
酸化炭素とから成る第２混合物に変化させ、前記第２流
路は前記第２混合物を膨張させてドライアイスと炭酸ガ
スとから成る第３混合物にすると共に、該第３混合物を
前記第２開口部から前記基板に向けて吹き出すことを特
徴とする装置。 - 【請求項２】前記第２チャンバは、前記一対の板の略々
全幅に亙って略々平行に延在する横溝が重ね合わされて
形成された請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】前記第１チャンバは、前記一対の板の一方
に形成された横溝と、該一方の板に重ね合わされた、表
面が平坦な他方の板との間に形成された請求項２に記載
の装置。 - 【請求項４】前記第１チャンバは、前記一対の板の略々
全幅に亙って略々平行に延在する横溝が重ね合わされて
形成された請求項２に記載の装置。 - 【請求項５】前記第２チャンバの長さは、前記第２開口
部の幅に略々等しい長さである請求項２に記載の装置。 - 【請求項６】前記第１流路の幅の合計が前記第２開口部
の幅の約10パーセント以上である請求項１に記載の装
置。 - 【請求項７】前記第１流路の幅の合計が前記第２開口部
の幅の約10乃至20パーセントである請求項６に記載の装
置。 - 【請求項８】前記第１流路は複数本ある請求項１に記載
の装置。 - 【請求項９】前記第２開口部は、外側に向けて最大15度
の角度で拡開している請求項１に記載の装置。 - 【請求項１０】前記拡開角度は約４乃至８度である請求
項９に記載の装置。 - 【請求項１１】前記箔状の部材の幅は、約0.025ミリ
（0.001インチ）以上である請求項１に記載の装置。 - 【請求項１２】前記箔状の部材の幅は、約0.025乃至0.5
08ミリ（0.001乃至0.020インチ）である請求項11に記載
の装置。 - 【請求項１３】前記第２チャンバ内の圧力を5.63乃至1
1.25kg/cm2（80-160psia）に維持する手段を更に含んで
成る請求項１に記載の装置。 - 【請求項１４】前記一対の板を重ね合わせた状態に維持
する手段を更に含んで成る請求項１に記載の装置。 - 【請求項１５】基材から小粒の粒子を除去する装置であ
って、 （ａ）飽和状態の液体の時に10kg/cm2（150psia）の圧
力で加圧されるとエンタルピ値が０になるとして、エン
タルピ値が約75kcal/kg（135BTU/1b）以下となるように
加圧され、膨張した時に基材の周辺圧力まで圧力変化し
て固体の小片となる二酸化炭素の流体を供給する二酸化
炭素供給源と、 （ｂ）前記二酸化炭素供給源から送られてくる二酸化炭
素の流体を取り入れる第１開口部と、最大15度の角度で
外側へ拡開する壁を備え、ドライアイスと炭酸ガスの混
合物を該壁の間から前記基板に向けて吹き出す第２開口
部とを有するノズルとを具備し、 前記ノズルが一対の板と、箔状の部材とを備えて成り、 （１）該一対の板は、重ね合わされた時に、前記第１開
口部に連通する第１チャンバと、対応する形状の横溝に
よって該第１チャンバから離れた位置に第２チャンバを
画成し、前記第１チャンバ及び前記第２チャンバは各々
長さが該一対の板の全幅の20乃至60パーセントの範囲内
にあり、 （２）前記箔状の部材は、前記一対の板の間に挿着され
ると共に、前記第１チャンバと前記第２チャンバとの間
に延在し且つ、重ね合わされた前記一対の板と協働し
て、合わせた幅の合計が前記第２開口部の幅の10パーセ
ント以上で、前記第１チャンバと前記第２チャンバとを
連通させる少なくとも二本の第１流路と、前記第２チャ
ンバと前記第２開口部との間に延在する第２流路とを形
成する少なくとも三本の指状突起を有し、 前記少なくとも二本の第１流路は流量を制限する大きさ
に形成され、もって、前記流体を膨張させて炭酸ガスと
小滴の液体二酸化炭素とから成る第１混合物にし、前記
第２チャンバは該第１混合物を炭酸ガスと大滴の液体二
酸化炭素とから成る第２混合物に変化させ、前記第２流
路は前記第２混合物を膨張させてと炭酸ガスとドライア
イスとから成る第３混合物にすると共に、該第３混合物
を前記第２開口部から前記基板に向けて吹き出すことを
特徴とする装置。 - 【請求項１６】前記第１流路の幅の合計が前記第２開口
部の幅の約10乃至20パーセントである請求項15に記載の
装置。 - 【請求項１７】外側に向けて拡開した壁を有する前記第
２開口部の拡開角度は、４乃至８度である請求項15に記
載の装置。 - 【請求項１８】前記箔状の部材の肉厚は0.025ミリ（0.0
01インチ）以上である請求項15に記載の装置。 - 【請求項１９】前記第２チャンバ内の圧力を5.63乃至1
1.25kg/cm2（80-160psia）に維持する手段を更に含んで
成る請求項15に記載の装置。 - 【請求項２０】前記一対の板を重ね合わせた状態に維持
する手段を更に含んで成る請求項15に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/280,775 US4962891A (en) | 1988-12-06 | 1988-12-06 | Apparatus for removing small particles from a substrate |
| US280775 | 1999-03-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03114227A JPH03114227A (ja) | 1991-05-15 |
| JPH079899B2 true JPH079899B2 (ja) | 1995-02-01 |
Family
ID=23074588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1317435A Expired - Fee Related JPH079899B2 (ja) | 1988-12-06 | 1989-12-06 | 基板から小さい粒子を除去する装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4962891A (ja) |
| EP (1) | EP0372902A1 (ja) |
| JP (1) | JPH079899B2 (ja) |
| AU (1) | AU616083B2 (ja) |
| ZA (1) | ZA899287B (ja) |
Families Citing this family (52)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5165601A (en) * | 1990-04-11 | 1992-11-24 | Terronics Development Corporation | Nozzle for low resistivity flowable material |
| JPH0435872A (ja) * | 1990-05-30 | 1992-02-06 | Mitsubishi Electric Corp | 凍結粒子を使用した研磨装置 |
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