JP2011035300A - Cleaning apparatus and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、洗浄装置、及び洗浄方法に関する。 The present invention relates to a cleaning apparatus and a cleaning method.
従来、電解イオン水(還元水や酸素など)、溶解ガス制御水(オゾン水、炭酸ガス水、水素水など)、希薄アンモニア水などの洗浄水のうちいずれか一つの洗浄水を供給しながら半導体基板の端面をブラシ洗浄する洗浄方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a semiconductor is supplied while supplying any one of electrolyzed ion water (reduced water, oxygen, etc.), dissolved gas control water (ozone water, carbon dioxide gas, hydrogen water, etc.) and dilute ammonia water. A cleaning method for brush cleaning the end face of a substrate is known (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、上述した洗浄方法はブラシ洗浄するものであり、洗浄対象物によってはブラシが洗浄対象物を傷つけるなどの好ましくない影響を与える虞がある。 However, the above-described cleaning method performs brush cleaning, and depending on the object to be cleaned, there is a possibility that the brush may adversely affect the object to be cleaned.
本発明は、上記のような事情に基づいて完成されたものであって、洗浄対象物への好ましくない影響を低減できる洗浄装置、及び洗浄方法を提供することを目的とする。 The present invention has been completed based on the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a cleaning apparatus and a cleaning method that can reduce an undesirable influence on an object to be cleaned.
第1の発明は、洗浄装置であって、純水にオゾンガスを溶解させたオゾン水を洗浄対象物に向けて噴射する第1の噴射手段と、純水に水素ガスを溶解させた水素水を前記洗浄対象物に向けて噴射する第2の噴射手段と、前記第1の噴射手段、及び前記第2の噴射手段を制御して、前記オゾン水、及び前記水素水の噴射態様を制御する制御手段と、を備える。
この発明によると、噴射したオゾン水、及び水素水の勢いによって洗浄対象物を洗浄するので、ブラシを用いずに洗浄することができる。これにより、ブラシ洗浄に比べて洗浄対象物への好ましくない影響を低減できる。
1st invention is a washing | cleaning apparatus, Comprising: The 1st injection means which injects the ozone water which melt | dissolved ozone gas in the pure water toward the washing | cleaning target, and the hydrogen water which melt | dissolved hydrogen gas in the pure water Control for controlling the injection mode of the ozone water and the hydrogen water by controlling the second injection means for injecting the cleaning object, the first injection means, and the second injection means. Means.
According to the present invention, the object to be cleaned is cleaned with the momentum of the injected ozone water and hydrogen water, so that it can be cleaned without using a brush. Thereby, the unfavorable influence on the cleaning object can be reduced as compared with the brush cleaning.
ところで、オゾン水は洗浄対象物を過度に酸化(腐食)して洗浄対象物に好ましくない影響を与える虞がある。しかしながら、オゾン水は有機物や金属などの特定の付着物に対して水素水にはない高い洗浄効果を有しており、そのためオゾン水を使用せざるを得ない場合も多い。 By the way, ozone water may excessively oxidize (corrode) the object to be cleaned, and may adversely affect the object to be cleaned. However, ozone water has a high cleaning effect not found in hydrogen water for specific deposits such as organic substances and metals, and therefore ozone water must be used in many cases.
この発明によると、オゾン水、及び水素水の噴射態様を制御して噴射することにより、洗浄対象物上においてオゾン水と水素水とを反応させて中和することが可能になる。これにより洗浄対象物の表面を中性にすることができ、洗浄対象物への好ましくない影響を低減できる。 According to the present invention, it is possible to neutralize the ozone water and the hydrogen water by reacting them on the object to be cleaned by controlling the injection mode of the ozone water and the hydrogen water. As a result, the surface of the object to be cleaned can be neutralized, and undesirable effects on the object to be cleaned can be reduced.
第2の発明は、第1の発明の洗浄装置であって、前記制御手段は、前記第1の噴射手段、及び前記第2の噴射手段を制御して、前記オゾン水と前記水素水とを交互に噴射させる。
この発明によると、オゾン水と水素水とを交互に噴射するので、オゾン水と水素水とが短時間のうちに反応して中和され、オゾン水による洗浄対象物の過度な酸化を低減できる。これにより、オゾン水が有する水素水にはない特定の付着物に対する高い洗浄効果を得つつ洗浄対象物への好ましくない影響を低減できる。
A second invention is the cleaning apparatus according to the first invention, wherein the control means controls the first injection means and the second injection means, and supplies the ozone water and the hydrogen water. Inject alternately.
According to this invention, since ozone water and hydrogen water are alternately injected, ozone water and hydrogen water react and neutralize in a short time, and excessive oxidation of the object to be cleaned by ozone water can be reduced. . Thereby, it is possible to reduce an unfavorable influence on the object to be cleaned while obtaining a high cleaning effect on specific deposits that are not included in the hydrogen water of ozone water.
第3の発明は、第1の発明の洗浄装置であって、前記制御手段は、前記第1の噴射手段、及び前記第2の噴射手段を制御して、前記オゾン水と前記水素水とを同時に噴射させる。
この発明によると、洗浄対象物上においてオゾン水と水素水とが反応して中和されるので、洗浄対象物の表面を中性にすることができ、洗浄対象物への好ましくない影響を低減できる。
3rd invention is the washing | cleaning apparatus of 1st invention, Comprising: The said control means controls the said 1st injection means and the said 2nd injection means, The said ozone water and the said hydrogen water are carried out Inject at the same time.
According to the present invention, the ozone water and the hydrogen water react and neutralize on the object to be cleaned, so that the surface of the object to be cleaned can be neutralized and the undesirable influence on the object to be cleaned is reduced. it can.
第4の発明は、洗浄装置であって、純水にオゾンガスを溶解させたオゾン水を洗浄対象物に向けて噴射する噴射手段を備える。
この発明によると、噴射したオゾン水の勢いによって洗浄対象物を洗浄するので、ブラシを用いずに洗浄することができる。これにより、ブラシ洗浄に比べて洗浄対象物への好ましくない影響を低減できる。
また、オゾン水を用いるので、有機物や金属などの特定の付着物に対してアルカリ性の洗浄水にはない高い洗浄効果を得ることができる。
4th invention is a washing | cleaning apparatus, Comprising: The injection means which injects the ozone water which melt | dissolved ozone gas in the pure water toward the washing | cleaning target object is provided.
According to the present invention, the object to be cleaned is cleaned by the momentum of the injected ozone water, so that it can be cleaned without using a brush. Thereby, the unfavorable influence on the cleaning object can be reduced as compared with the brush cleaning.
Moreover, since ozone water is used, it is possible to obtain a high cleaning effect that is not found in alkaline cleaning water for specific deposits such as organic substances and metals.
第5の発明は、洗浄装置であって、純水に水素ガスを溶解させた水素水を洗浄対象物に向けて噴射する噴射手段を備える。
この発明によると、噴射した水素水の勢いによって洗浄対象物を洗浄するので、ブラシを用いずに洗浄することができる。これにより、ブラシ洗浄に比べて洗浄対象物への好ましくない影響を低減できる。
また、水素水を用いるので、酸性の洗浄水が望ましくない洗浄対象物の洗浄に適している。
5th invention is a washing | cleaning apparatus, Comprising: The injection means which injects the hydrogen water which melt | dissolved hydrogen gas in the pure water toward the washing | cleaning target object is provided.
According to the present invention, the object to be cleaned is cleaned by the momentum of the injected hydrogen water, so that it can be cleaned without using a brush. Thereby, the unfavorable influence on the cleaning object can be reduced as compared with the brush cleaning.
Further, since hydrogen water is used, acidic cleaning water is suitable for cleaning an object to be cleaned that is not desirable.
第6の発明は、洗浄装置であって、純水にオゾンガスを溶解させたオゾン水を洗浄対象物に向けて噴射することにより静電気による前記洗浄対象物の損傷を防止する噴射手段を備える。
この発明によると、噴射したオゾン水の勢いによって洗浄対象物を洗浄するので、ブラシを用いずに洗浄することができる。これにより、ブラシ洗浄に比べて洗浄対象物への好ましくない影響を低減できる。
6th invention is a washing | cleaning apparatus, Comprising: The injection means which prevents the damage of the said washing | cleaning target object by static electricity by injecting the ozone water which melt | dissolved ozone gas in the pure water toward the washing | cleaning target object is provided.
According to the present invention, the object to be cleaned is cleaned by the momentum of the injected ozone water, so that it can be cleaned without using a brush. Thereby, the unfavorable influence on the cleaning object can be reduced as compared with the brush cleaning.
ところで、オゾン水ではなく純水を洗浄水として噴射すると、以下に挙げる要因などにより洗浄水が帯電することが知られている。
1)純水が高圧マイクロジェットポンプユニット内で移動する際、純水とシステムの配管等との流動帯電
2)噴射された飛行水液滴が、微粒化されるときの分裂帯電
3)分裂した飛行水液滴の空気との摩擦帯電
4)飛行水液滴と電子デバイス表面での飛行水液滴の流れによる摩擦帯電
例えば帯電した洗浄水で半導体を洗浄した場合、配線が静電気により破壊され、半導体が損傷する虞がある。
これに対し、オゾン水は帯電防止機能を有しているので、静電気による洗浄対象物の損傷を低減できる。
By the way, it is known that when pure water is injected as cleaning water instead of ozone water, the cleaning water is charged due to the following factors.
1) When the pure water moves in the high-pressure micro jet pump unit, the flow charge between the pure water and the piping of the system, etc. 2) The split charge when the injected flying water droplet is atomized 3) The split charge Frictional charging of flying water droplets with air 4) Frictional charging by flying water droplets and the flow of flying water droplets on the surface of electronic devices For example, when a semiconductor is cleaned with charged cleaning water, wiring is destroyed by static electricity, The semiconductor may be damaged.
On the other hand, since ozone water has an antistatic function, damage to the object to be cleaned due to static electricity can be reduced.
第7の発明は、洗浄装置であって、純水に水素ガスを溶解させた水素水を洗浄対象物に向けて噴射することにより静電気による前記洗浄対象物の損傷を防止する噴射手段を備える。
この発明によると、噴射した水素水の勢いによって洗浄対象物を洗浄するので、ブラシを用いずに洗浄することができる。これにより、ブラシ洗浄に比べて洗浄対象物への好ましくない影響を低減できる。
また、水素水は帯電防止機能を有しているので、静電気による洗浄対象物の損傷を低減できる。
7th invention is a washing | cleaning apparatus, Comprising: The injection means which prevents the damage to the said washing | cleaning target object by static electricity by injecting the hydrogen water which melt | dissolved hydrogen gas in the pure water toward the washing | cleaning target object is provided.
According to the present invention, the object to be cleaned is cleaned by the momentum of the injected hydrogen water, so that it can be cleaned without using a brush. Thereby, the unfavorable influence on the cleaning object can be reduced as compared with the brush cleaning.
Further, since hydrogen water has an antistatic function, damage to the object to be cleaned due to static electricity can be reduced.
第8の発明は、洗浄方法であって、純水にオゾンガスを溶解させたオゾン水と純水に水素ガスを溶解させた水素水とを同一の洗浄対象物に向けて交互に噴射する。
この発明によると、噴射したオゾン水、及び水素水の勢いによって洗浄対象物を洗浄するので、ブラシを用いずに洗浄することができる。これにより、ブラシ洗浄に比べて洗浄対象物への好ましくない影響を低減できる。
更に、この発明によると、オゾン水が有する水素水にはない高い洗浄効果を得つつ洗浄対象物への好ましくない影響を低減できる。
The eighth invention is a cleaning method, wherein ozone water in which ozone gas is dissolved in pure water and hydrogen water in which hydrogen gas is dissolved in pure water are alternately jetted toward the same object to be cleaned.
According to the present invention, the object to be cleaned is cleaned with the momentum of the injected ozone water and hydrogen water, so that it can be cleaned without using a brush. Thereby, the unfavorable influence on the cleaning object can be reduced as compared with the brush cleaning.
Furthermore, according to the present invention, it is possible to reduce an unfavorable influence on the object to be cleaned while obtaining a high cleaning effect that the ozone water does not have in the hydrogen water.
第9の発明は、洗浄方法であって、純水にオゾンガスを溶解させたオゾン水と純水に水素ガスを溶解させた水素水とを同一の洗浄対象物に向けて同時に噴射する。
この発明によると、噴射したオゾン水、及び水素水の勢いによって洗浄対象物を洗浄するので、ブラシを用いずに洗浄することができる。これにより、ブラシ洗浄に比べて洗浄対象物への好ましくない影響を低減できる。
更に、この発明によると、洗浄対象物の表面を中性にすることができ、洗浄対象物への好ましくない影響を低減できる。
9th invention is a washing | cleaning method, Comprising: The ozone water which melt | dissolved ozone gas in the pure water, and the hydrogen water which melt | dissolved hydrogen gas in the pure water are simultaneously injected toward the same washing | cleaning target object.
According to the present invention, the object to be cleaned is cleaned with the momentum of the injected ozone water and hydrogen water, so that it can be cleaned without using a brush. Thereby, the unfavorable influence on the cleaning object can be reduced as compared with the brush cleaning.
Furthermore, according to the present invention, the surface of the object to be cleaned can be neutralized, and undesirable effects on the object to be cleaned can be reduced.
本発明によれば、洗浄対象物への好ましくない影響を低減できる。 According to the present invention, it is possible to reduce an undesirable influence on an object to be cleaned.
<実施形態1>
本発明の実施形態1を図1ないし図6によって説明する。
(1)洗浄装置の構成
図1は、本発明の実施形態1に係る洗浄装置1の模式図である。洗浄装置1はアンモニア水素水(水素水の一例)、及びオゾン水を高圧噴射することによって液晶パネル、半導体基板、電気回路などの洗浄対象物15を洗浄する装置である。以下の説明ではアンモニア水素水、及びオゾン水を総称して機能水という。
<
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
(1) Configuration of Cleaning Device FIG. 1 is a schematic diagram of a
洗浄装置1は、機能水生成装置10、高圧マイクロジェットポンプユニット11(11a、11b)、噴射タイミング制御装置12、一流体ノズル13(13a、13b)を備えて構成されている。
The
機能水生成装置10は、アンモニア水素水、及びオゾン水を生成する装置である。
図2は、機能水生成装置10の構成を示す模式図である。ただし、図2では機能水生成装置10においてアンモニア水素水の生成にかかわる部分のみを示している。機能水生成装置10は、脱気部10a、ミキサー10b、ミキサー10cなどを備えて構成されている。アンモニア水素水は、脱気部10aで脱気した純水にミキサー10bで水素ガスを溶解させ、更に水質をアルカリ性に傾けるためのアンモニア液をミキサー10cにより混ぜ合わせることによって生成される。
The
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the configuration of the functional
アンモニア水素水は微小なゴミ(所謂パーティクル)を除去する効果を有している。例えば約1.5ppmの飽和濃度水素水に約1ppmのアンモニアを添加すると、SC−1(過酸化水素水)以上の微粒子除去性能を得られるといわれている。 Ammonia hydrogen water has an effect of removing minute dust (so-called particles). For example, when about 1 ppm of ammonia is added to about 1.5 ppm of saturated hydrogen water, it is said that fine particle removal performance higher than SC-1 (hydrogen peroxide solution) can be obtained.
また、アンモニア水素水は還元作用を有しており、半導体基板(洗浄対象物の一例)の基盤表面や基盤表面材料の腐食防止に効果がある。
また、アンモニア水素水は洗浄対象物15から剥離したパーティクルが洗浄対象物15に再付着することを防止する効果も有している。
Ammonia hydrogen water has a reducing action and is effective in preventing corrosion of the substrate surface and substrate surface material of the semiconductor substrate (an example of an object to be cleaned).
Ammonia hydrogen water also has an effect of preventing particles detached from the cleaning
また、アンモニア水素水は帯電防止機能を持つことが発明者らにより実験的に確認されている。
図3は、アンモニア水素水の帯電防止機能を確認するために、アンモニア水素水のpH(ペーハー)を可変させたときの、噴射圧力に対する発生電荷量を示すグラフである。発生電荷量はファラディーケージを使用して測定した結果であり、単位時間におけるファラディーケージに溜る帯電から発生電荷量(静電気)を算出する方法である。単位時間あたりの電荷量が多いほど静電気が発生し易く、デバイスにダメージが生じ易くなる。発生電荷量は純水の噴射に比べて、約1/10以下であった。炭酸ガス注入条件と比べて、ほぼ同じ帯電量であった。つまりアンモニア水素水を用いて噴射すれば、炭酸ガスを注入させる場合と同程度で静電気の発生を抑えることができる。
Further, the inventors have experimentally confirmed that ammonia hydrogen water has an antistatic function.
FIG. 3 is a graph showing the generated charge amount with respect to the injection pressure when the pH of the ammonia hydrogen water is varied in order to confirm the antistatic function of the ammonia hydrogen water. The generated charge amount is a result of measurement using a Faraday cage, and is a method of calculating the generated charge amount (static electricity) from the charge accumulated in the Faraday cage per unit time. As the amount of charge per unit time increases, static electricity is more likely to occur, and the device is more likely to be damaged. The amount of generated charges was about 1/10 or less compared to the injection of pure water. Compared with carbon dioxide injection conditions, the charge amount was almost the same. In other words, if the ammonia hydrogen water is used for injection, the generation of static electricity can be suppressed to the same extent as when carbon dioxide gas is injected.
pH値6.7から8.3の範囲において、噴射圧力を5MPaから12MPaで可変させて噴射すると、帯電量が0.6μC/sから1μC/sとなった。しかしpH9.5の時のみ、噴射圧力を挙げると0.4μC/sから0.29μC/sに帯電量が低下した。 When the injection pressure was varied from 5 MPa to 12 MPa in the pH value range of 6.7 to 8.3, the charge amount was changed from 0.6 μC / s to 1 μC / s. However, the charge amount decreased from 0.4 μC / s to 0.29 μC / s when the injection pressure was raised only at pH 9.5.
アンモニア水素水の注入で帯電量が減少したメカニズムはまだ明らかではないが、水素を純水に注入することで、純水中に水素イオンが発生し、純水が導電性を持ったためであると推測される。水素が純水に溶解すると、水素はイオン化し、それにアンモニアを溶かし込むとアンモニア水素水となる。 The mechanism by which the charge amount decreased due to the injection of ammonia hydrogen water is not yet clear, but it is because hydrogen ions are generated in pure water by injecting hydrogen into pure water, and pure water has conductivity. Guessed. When hydrogen is dissolved in pure water, hydrogen is ionized, and when ammonia is dissolved therein, ammonia hydrogen water is obtained.
まず、アンモニア水溶液は、式1となる。
NH3+H2O ⇔ NH4 ++OH− ・・・ 式1
更に、水素をアンモニアに注入すると、式2となる。
NH4 ++OH−+H2 ⇔ NH4 ++H2O+H+・・・ 式2
つまり、発生電荷は純水中のアンモニアイオン、水素イオンの比によって、純水に溶け込んでいるイオン量で決定する。
First, the aqueous ammonia solution is represented by
NH 3 + H 2 O ⇔ NH 4 + + OH - ···
Further, when hydrogen is injected into ammonia, Equation 2 is obtained.
NH 4 + + OH − + H 2 NH NH 4 + + H 2 O + H + ... Formula 2
That is, the generated charge is determined by the amount of ions dissolved in the pure water according to the ratio of ammonia ions to hydrogen ions in the pure water.
図1に戻り、オゾン水は、純水にオゾンガスを溶解させることによって生成される。機能水生成装置10においてオゾン水の生成にかかわる部分の構成は水素ガスやアンモニア液に替えてオゾンガスが溶解される点を除いてアンモニア水素水の生成にかかわる部分の構成と実質的に同一であるので図は省略する。オゾン水濃度としては約20ppmが普及しているが、100ppm以上の高濃度オゾン水が用いられることもある。
Returning to FIG. 1, ozone water is generated by dissolving ozone gas in pure water. In the
オゾン水はアンモニア水素水と同様にパーティクルを除去する効果を有している他、洗浄対象物15の表面に付着した有機物や金属イオン(所謂金属汚染)を除去する効果を有している。
具体的には、オゾンガスは徐々に分解して酸素になる際に反応性が極めて高い1原子の酸素(活性酸素)を放出する。放出された活性酸素が有機物や金属を酸化することにより、アンモニア水素水では除去できない有機物や金属汚染を除去することができる。
Ozone water has the effect of removing particles as well as ammonia hydrogen water, and has the effect of removing organic substances and metal ions (so-called metal contamination) adhering to the surface of the object to be cleaned 15.
Specifically, ozone gas releases oxygen of one atom (active oxygen) having extremely high reactivity when it gradually decomposes into oxygen. The released active oxygen oxidizes organic matter and metal, so that organic matter and metal contamination that cannot be removed with aqueous ammonia hydrogen can be removed.
また、オゾン水は溶解したオゾンガスが徐々に分解することにより水に戻るので、環境への負荷を低減できる。
ただし、オゾン水は洗浄対象物15上に長時間滞留すると洗浄対象物15を過度に酸化させるなどの洗浄対象物15にとって好ましくない影響を及ぼす虞もある。
Moreover, since ozone water returns to water when the dissolved ozone gas decomposes gradually, the burden on the environment can be reduced.
However, if ozone water stays on the
ところで、オゾンガスは長時間安定して存在できないので、オゾン水を生成する場合は機能水生成装置10の直近で発生させることが望ましい。オゾンガスを発生させる方法としては、例えば純水を電気分解することによりオゾンガスを発生させる電気分解式や、酸素ガス中で放電することにより酸素ガスの一部をオゾンガスに変化させる放電式が知られている。
By the way, since ozone gas cannot exist stably for a long time, when generating ozone water, it is desirable to generate in the immediate vicinity of the
電気分解式では副産物として対極の電極から水素が発生するので、本実施形態のようにアンモニア水素水を生成するための水素ガスとオゾン水を生成するためのオゾンガスとが必要な場合には電気分解式を用いると都合がよい。なお、純水を電気分解するための構成を機能水生成装置10に設けてもよい。
In the electrolysis type, hydrogen is generated from the counter electrode as a by-product. Therefore, when hydrogen gas for generating ammonia hydrogen water and ozone gas for generating ozone water are required as in this embodiment, electrolysis is performed. It is convenient to use a formula. In addition, you may provide the structure for electrolyzing a pure water in the functional water production |
高圧マイクロジェットポンプユニット11(11a、11b)は、機能水生成装置10から供給される機能水を加圧する装置である。
図4は、高圧マイクロジェットポンプユニット11a(第2の噴射手段、純水に水素ガスを溶解させた水素水を噴射する噴射手段の一例)の構成を示す模式図である。高圧マイクロジェットポンプユニット11aは、機能水生成装置10から供給されるアンモニア水素水を3〜15MPaなどの高圧に加圧する高圧ポンプ20、高圧ポンプ20により加圧されたアンモニア水素水の圧力脈動を除去するアキュムレーター21、アキュムレーター21から供給されるアンモニア水素水中の微小粒子を除去する高圧フィルタ22などを備えて構成されている。高圧マイクロジェットポンプユニット11b(第1の噴射手段、純水にオゾンガスを溶解させたオゾン水を噴射する噴射手段の一例)の構成も同じである。
The high pressure micro jet pump unit 11 (11 a, 11 b) is a device that pressurizes the functional water supplied from the functional
FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the high-pressure micro
図1に戻り、噴射タイミング制御装置12は、エアオペレートバルブ12a(第2の噴射手段、純水に水素ガスを溶解させた水素水を噴射する噴射手段の一例)、及びエアオペレートバルブ12b(第1の噴射手段、純水にオゾンガスを溶解させたオゾン水を噴射する噴射手段の一例)、並びにエアオペレートバルブ12a、及び12bへの電流供給を制御する制御回路12cを備えて構成されている。
Returning to FIG. 1, the injection
エアオペレートバルブ12a、12bは、高圧マイクロジェットポンプユニット11によって加圧された機能水を一流体ノズル13(13a、13b)に供給する流路14(14a、14b)に設けられている。
The air operated
制御回路12c(制御手段の一例)は、エアオペレートバルブ12a、及びエアオペレートバルブ12bへの電流供給を制御して、オゾン水、及びアンモニア水素水の噴射態様を制御する回路である。
制御回路12cからエアオペレートバルブ12aに電流が供給されていないときは、エアオペレートバルブ12aが閉弁して流路14aが遮断される。一方、制御回路12cからエアオペレートバルブ12aに電流が供給されると、エアオペレートバルブ12aが開弁して流路14aが開放され、一流体ノズル13aにアンモニア水素水が供給される。エアオペレートバルブ12bについても同様である。なお、エアオペレートバルブに替えて電磁弁を用いてもよい。
The
When no current is supplied from the
一流体ノズル13(13a、13b)は、高圧マイクロジェットポンプユニット11(11a、11b)から供給された機能水を微粒化して霧状に噴射する噴射ノズルである。一流体ノズル13a(第2の噴射手段、純水に水素ガスを溶解させた水素水を噴射する噴射手段の一例)、及び一流体ノズル13b(第1の噴射手段、純水にオゾンガスを溶解させたオゾン水を噴射する噴射手段の一例)は、洗浄対象物15の同一箇所に向けて機能水を噴射するように噴射方向が設定されている。
The one-fluid nozzle 13 (13a, 13b) is an injection nozzle that atomizes the functional water supplied from the high-pressure microjet pump unit 11 (11a, 11b) and injects it into a mist. One
図5は、一流体ノズル13aの構成を簡略化して示す模式図である。一流体ノズル13aと一流体ノズル13bとは同構造であるのでここでは一流体ノズル13aを例に説明する。一流体ノズル13aは略筒状に形成されたノズル本体16を備えている。ノズル本体16の内周壁17においてアンモニア水素水の出口側には流路を絞るオリフィス18が設けられている。オリフィス18の形状はノズル本体16の内周部に導入された高圧のアンモニア水素水が洗浄対象物15に最適な速度、及び液滴径の飛行液滴として噴射されるように調整されている。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a simplified configuration of the one-
なお、一流体ノズル13aと一流体ノズル13bとは必ずしも洗浄対象物の同一箇所に向けて機能水を噴射しなくてもよく、例えば同一の洗浄対象物の異なる個所に向けてそれぞれ機能水を噴射してもよい。この場合は、例えばターンテーブルに洗浄対象物を載せて回転させることによりオゾン水及びアンモニア水素水がそれぞれ洗浄対象物の表面にムラなく噴射されるようにするとよい。
Note that the one-
また、本実施形態では機能水毎に一つの一流体ノズル13を用いる場合を示しているが、一流体ノズル13の数は適宜選択可能であり、一種類の機能水について2つあるいは3つの一流体ノズル13を用いてもよい。
Moreover, although the case where the one
(2)洗浄装置の作動
図6は、制御回路12cからエアオペレートバルブ12a、12bに供給される電流の波形を示す波形図である。図示する例はエアオペレートバルブ12aとエアオペレートバルブ12bとに交互に電流を供給する場合を示している。
図示する例ではエアオペレートバルブ12aへの1回当たりの通電時間とエアオペレートバルブ12bへの1回当たりの通電時間との比(デューティ比)を5対1とした場合を示している。なお、ディーティ比は5対1以外であってもよく、洗浄対象物15の性質や機能水の濃度などに応じて適宜に選択可能である。
(2) Operation of Cleaning Device FIG. 6 is a waveform diagram showing waveforms of currents supplied from the
In the illustrated example, the ratio (duty ratio) of the energization time per one time to the air operated
エアオペレートバルブ12aへの1回当たりの通電時間は、具体的には例えば10ミリ秒[ms]〜1秒[s]である。なお、エアオペレートバルブ12aやエアオペレートバルブ12bへの1回当たりの通電時間についても洗浄対象物15の性質や機能水の濃度などに応じて適宜に選択可能である。
Specifically, the energization time per time to the air operated
例えばディーティ比を5対1とし、エアオペレートバルブ12aへの1回当たりの通電時間を500msとしたとすると、制御回路12cはエアオペレートバルブ12aに500ms通電(図中のON)し、その間、エアオペレートバルブ12bへの通電を停止(図中のOFF)する。そして、制御回路12cはエアオペレートバルブ12bに100ms通電し、その間、エアオペレートバルブ12aへの通電を停止する。これにより、アンモニア水素水とオゾン水とが5対1の時間比で洗浄対象物15に向けて交互に噴射される。
For example, assuming that the duty ratio is 5 to 1 and the energization time per one time to the air operated
オゾン水が噴射されると、洗浄対象物15の表面に付着しているパーティクル、有機物、金属汚染がオゾン水によって除去される。一方、アンモニア水素水が噴射されると、洗浄対象物15の表面に付着しているパーティクルがアンモニア水素水によって除去されるとともに、オゾン水とアンモニア水素水とが反応して中和される。
When ozone water is injected, particles, organic matter, and metal contamination adhering to the surface of the
また、前述したようにアンモニア水素水はパーティクルの再付着を防止する効果を有しているので、オゾン水によって除去されたパーティクルとアンモニア水素水自身が除去したパーティクルとはアンモニア水素水によって再付着が防止される。 In addition, as described above, ammonia hydrogen water has the effect of preventing the reattachment of particles, so the particles removed by the ozone water and the particles removed by the ammonia hydrogen water itself are reattached by the ammonia hydrogen water. Is prevented.
(3)実施形態の効果
以上説明した本発明の実施形態1に係る洗浄装置1によると、噴射したオゾン水、及びアンモニア水素水の勢いによって洗浄対象物15を洗浄するので、ブラシを用いずに洗浄することができる。これにより、ブラシ洗浄に比べて洗浄対象物15への好ましくない影響を低減できる。
(3) Effects of the Embodiment According to the
更に、洗浄装置1によると、オゾン水、及びアンモニア水素水の噴射態様を制御して噴射することにより、洗浄対象物15上においてオゾン水とアンモニア水素水とを反応させて中和することが可能になる。これにより洗浄対象物15の表面を中性にすることができ、洗浄対象物15を過度に酸化するといった洗浄対象物15への好ましくない影響を低減できる。
Furthermore, according to the
更に、洗浄装置1によると、オゾン水とアンモニア水素水とを交互に噴射するので、オゾン水とアンモニア水素水とが短時間のうちに反応して中和され、オゾン水による洗浄対象物15の過度な酸化を低減できる。これにより、オゾン水が有するアンモニア水素水にはない特定の付着物に対する高い洗浄効果を得つつ洗浄対象物15への好ましくない影響を低減できる。
Furthermore, according to the
また、オゾン水とアンモニア水素水とを交互に噴射すると、洗浄対象物15に付着している付着物が振動して洗浄対象物15から剥離し易くなる。それに加え、機能水が噴射される方向が交互に変わるので、付着物がより剥離し易くなる。これにより、洗浄効果をより向上させることができる。
Further, when ozone water and ammonia hydrogen water are alternately sprayed, the adhered matter adhering to the
更に、洗浄装置1によると、排水処理の工程を簡素化できるという効果もある。例えばアンモニア水素水のみを用いる場合には酸性の液体で中和して排水処理することが行われるが、洗浄装置1では洗浄対象物上においてオゾン水とアンモニア水素水とが反応して中和されるので、排水処理の工程を簡素化することができる。
Furthermore, according to the
<実施形態2>
次に、本発明の実施形態2を図7ないし図8によって説明する。
実施形態2では、オゾン水とアンモニア水素水とを同時に噴射する。
<Embodiment 2>
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the second embodiment, ozone water and ammonia hydrogen water are injected simultaneously.
図7は、実施形態2に係る電流の波形を示す波形図である。図示するように実施形態2ではエアオペレートバルブ12aとエアオペレートバルブ12bとに同時に電流が供給される。これにより、オゾン水とアンモニア水素水とが洗浄対象物15に同時に噴射される。
FIG. 7 is a waveform diagram showing a current waveform according to the second embodiment. As illustrated, in the second embodiment, current is simultaneously supplied to the air operated
図8は、実施形態2に係る他の例を示す波形図である。図8に示す例でもエアオペレートバルブ12aとエアオペレートバルブ12bとに電流を同時に供給するが、図7に示す例とは異なり電流を間欠的に供給する。電流を間欠的に供給すると機能水が間欠的に噴射されることによって付着物が洗浄対象物15から剥離し易くなり、洗浄効果をより向上させることができる。
FIG. 8 is a waveform diagram showing another example according to the second embodiment. In the example shown in FIG. 8, current is supplied simultaneously to the air operated
以上説明した本発明の実施形態2に係る洗浄装置によると、オゾン水とアンモニア水素水とを同時に噴射するので、洗浄対象物15上においてオゾン水とアンモニア水素水とが反応して中和される。これにより、洗浄対象物15の表面を中性にすることができ、洗浄対象物15への好ましくない影響を低減できる。
また、オゾン水やアンモニア水素水は帯電防止機能を有しているので、帯電した静電気による洗浄対象物の損傷を低減できる。
According to the cleaning apparatus according to the second embodiment of the present invention described above, ozone water and ammonia hydrogen water are simultaneously jetted, so that ozone water and ammonia hydrogen water react and are neutralized on the object to be cleaned 15. . Thereby, the surface of the
Further, since ozone water and ammonia hydrogen water have an antistatic function, damage to the object to be cleaned due to charged static electricity can be reduced.
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the embodiments described with reference to the above description and drawings. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
(1)上記実施形態では機能水として純水にオゾンガスを溶解させたオゾン水を例に説明したが、機能水はオゾン水以外であってもよく、例えば炭酸ガス水であってもよい。
例えば炭酸ガス水は純水に炭酸ガスを溶解させることによって生成できる。炭酸ガス水はパーティクルを除去する効果を有している。また、炭酸ガス水も帯電防止機能を有しており、静電気による洗浄対象物15の損傷を防止できる効果を有している。また、炭酸ガス水は洗浄対象物15から剥離したパーティクルが洗浄対象物15に再付着することを防止する効果も有している。
アルカリ性の機能水についても同様であり、アンモニア水素水以外を用いてもよい。
(1) In the above embodiment, ozone water in which ozone gas is dissolved in pure water has been described as an example of functional water. However, the functional water may be other than ozone water, for example, carbon dioxide water.
For example, carbon dioxide water can be generated by dissolving carbon dioxide in pure water. Carbon dioxide water has an effect of removing particles. Carbon dioxide water also has an antistatic function, and has an effect of preventing damage to the
The same applies to alkaline functional water, and other than ammonia hydrogen water may be used.
(2)上記実施形態では機能水として純水に水素ガスを溶解させた水素水を例に説明したが、機能水は水素水以外であってもよく、例えばヘリウム水、窒素水、酸素水、アルゴン水であってもよい。これらの機能水も高い洗浄能力や帯電防止機能を有している。 (2) In the above embodiment, hydrogen water in which hydrogen gas is dissolved in pure water has been described as an example of functional water, but the functional water may be other than hydrogen water, such as helium water, nitrogen water, oxygen water, Argon water may be used. These functional waters also have high cleaning ability and antistatic function.
(3)上記実施形態ではオゾン水とアンモニア水素水とを高圧で噴射する洗浄装置を例に説明したが、オゾン水、及びアンモニア水素水の一方のみを高圧で噴射してもよい。前述したようにブラシ洗浄ではブラシが洗浄対象物を傷つけるなどの好ましくない影響を与える虞があるが、機能水を噴射することによって洗浄するようにすると、そのような好ましくない影響を低減できる。
また、オゾン水やアンモニア水素水は帯電防止機能を有しているので、帯電した静電気による洗浄対象物の損傷を低減できる。
なお、例えば実施形態1の洗浄装置1において、洗浄対象物に応じてオゾン水又はアンモニア水素水のどちらか一方のみを噴射し、他方を噴射しないようにしてもよい。
(3) In the above embodiment, the cleaning apparatus that injects ozone water and ammonia hydrogen water at high pressure has been described as an example. However, only one of ozone water and ammonia hydrogen water may be injected at high pressure. As described above, in brush cleaning, there is a possibility that the brush may have an undesirable effect such as damaging the object to be cleaned. However, if the cleaning is performed by jetting functional water, such an undesirable effect can be reduced.
Further, since ozone water and ammonia hydrogen water have an antistatic function, damage to the object to be cleaned due to charged static electricity can be reduced.
For example, in the
(4)上記実施形態では高圧マイクロジェット洗浄方式を例に説明したが、洗浄方式はこれに限られるものではなく、内部混合型二流体スプレイ洗浄方式、回転噴霧型二流体スプレイ洗浄方式、超音波スプレイ洗浄方式などの他の洗浄方式を用いてもよい。
内部混合型二流体スプレイ洗浄方式とは、機能水と圧縮空気という二つの流体が供給される二流体ノズルを用いた方式であり、圧縮空気と機能水とをノズル内部で混合して噴射する方式である。
回転噴霧型二流体スプレイ洗浄方式とは、洗浄対象物を回転させるターンテーブルを備え、高速で回転する洗浄対象物に二流体ノズルを用いて機能水を噴射する方式である。なお、回転する洗浄対象物に一流体ノズル13を用いて機能水を噴射する構成であってもよい。
超音波スプレイ洗浄方式とは、噴射ノズルから噴射された機能水に超音波を照射することによって微粒化する方式である。
(4) In the above embodiment, the high-pressure microjet cleaning method has been described as an example. However, the cleaning method is not limited to this, and an internal mixing type two-fluid spray cleaning method, a rotary spray type two-fluid spray cleaning method, an ultrasonic wave Other cleaning methods such as a spray cleaning method may be used.
The internal mixing type two-fluid spray cleaning method is a method using a two-fluid nozzle to which two fluids, functional water and compressed air, are supplied, and a method in which compressed air and functional water are mixed and injected inside the nozzle It is.
The rotary spray type two-fluid spray cleaning method is a method that includes a turntable for rotating a cleaning object and jets functional water to the cleaning object that rotates at high speed using a two-fluid nozzle. In addition, the structure which inject | pours functional water using the 1
The ultrasonic spray cleaning method is a method of atomizing by irradiating the functional water jetted from the jet nozzle with ultrasonic waves.
1・・・洗浄装置
10・・・機能水生成装置
11a・・・高圧マイクロジェットポンプユニット(第1の噴射手段)
11b・・・高圧マイクロジェットポンプユニット(第2の噴射手段)
12a・・・エアオペレートバルブ(第1の噴射手段)
12b・・・エアオペレートバルブ(第2の噴射手段)
12c・・・制御回路(制御手段)
13a・・・一流体ノズル(第1の噴射手段)
13b・・・一流体ノズル(第2の噴射手段)
15・・・洗浄対象物
DESCRIPTION OF
11b... High pressure micro jet pump unit (second injection means)
12a ... Air operated valve (first injection means)
12b ... Air operated valve (second injection means)
12c ... Control circuit (control means)
13a... One fluid nozzle (first injection means)
13b ... One fluid nozzle (second injection means)
15 ... Object to be cleaned
Claims (9)
純水に水素ガスを溶解させた水素水を前記洗浄対象物に向けて噴射する第2の噴射手段と、
前記第1の噴射手段、及び前記第2の噴射手段を制御して、前記オゾン水、及び前記水素水の噴射態様を制御する制御手段と、
を備える洗浄装置。 First injection means for injecting ozone water, in which ozone gas is dissolved in pure water, toward the object to be cleaned;
Second injection means for injecting hydrogen water, in which hydrogen gas is dissolved in pure water, toward the object to be cleaned;
Control means for controlling the first jetting means and the second jetting means to control the jetting mode of the ozone water and the hydrogen water;
A cleaning apparatus comprising:
前記制御手段は、前記第1の噴射手段、及び前記第2の噴射手段を制御して、前記オゾン水と前記水素水とを交互に噴射させる、洗浄装置。 The cleaning apparatus according to claim 1,
The said control means is a washing | cleaning apparatus which controls the said 1st injection means and the said 2nd injection means, and injects the said ozone water and the said hydrogen water alternately.
前記制御手段は、前記第1の噴射手段、及び前記第2の噴射手段を制御して、前記オゾン水と前記水素水とを同時に噴射させる、洗浄装置。 The cleaning device according to claim 1,
The said control means is a washing | cleaning apparatus which controls the said 1st injection means and the said 2nd injection means, and injects the said ozone water and the said hydrogen water simultaneously.
A cleaning method in which ozone water in which ozone gas is dissolved in pure water and hydrogen water in which hydrogen gas is dissolved in pure water are simultaneously jetted toward the same object to be cleaned.
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