JP2739926B2 - エアロゾルを生成するための装置 - Google Patents
エアロゾルを生成するための装置Info
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- JP2739926B2 JP2739926B2 JP6120991A JP12099194A JP2739926B2 JP 2739926 B2 JP2739926 B2 JP 2739926B2 JP 6120991 A JP6120991 A JP 6120991A JP 12099194 A JP12099194 A JP 12099194A JP 2739926 B2 JP2739926 B2 JP 2739926B2
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
- H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
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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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
- B24C3/00—Abrasive blasting machines or devices; Plants
- B24C3/32—Abrasive blasting machines or devices; Plants designed for abrasive blasting of particular work, e.g. the internal surfaces of cylinder blocks
- B24C3/322—Abrasive blasting machines or devices; Plants designed for abrasive blasting of particular work, e.g. the internal surfaces of cylinder blocks for electrical components
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は全般的には低温エアロゾ
ルの作成に関し、具体的には低温エアロゾルを使用する
表面洗浄に関する。
ルの作成に関し、具体的には低温エアロゾルを使用する
表面洗浄に関する。
【０００２】
関連特許 本発明は本願の譲受人に譲渡された下記米国特許に関連
する。 ・米国特許第5400603号 ・米国特許第5486132号 ・米国特許第5377911号。
する。 ・米国特許第5400603号 ・米国特許第5486132号 ・米国特許第5377911号。
【０００３】表面汚染は多くの業界で幅広い関心を集め
ている問題である。このような汚染は低品質の又は役に
立たない製品をもたらしたり製造歩どまりをかなり低下
させる可能性がある。例えば、具体的な例として、表面
汚染はマイクロエレクトロニクス加工業界の一般的な問
題であり、望ましくない粒子、被膜、分子などの形をと
る可能性がある。また、汚染される可能性のある表面に
は、半導体ウェハ、表示装置、マイクロエレクトロニク
ス部品などが含まれる。これらの表面の汚染はさまざま
な種類の欠陥、とりわけ短絡、開路、積層欠陥などの原
因となり得る。これらの欠陥は回路に悪影響を及ぼし、
最終的にチップ全体を故障させる可能性がある。
ている問題である。このような汚染は低品質の又は役に
立たない製品をもたらしたり製造歩どまりをかなり低下
させる可能性がある。例えば、具体的な例として、表面
汚染はマイクロエレクトロニクス加工業界の一般的な問
題であり、望ましくない粒子、被膜、分子などの形をと
る可能性がある。また、汚染される可能性のある表面に
は、半導体ウェハ、表示装置、マイクロエレクトロニク
ス部品などが含まれる。これらの表面の汚染はさまざま
な種類の欠陥、とりわけ短絡、開路、積層欠陥などの原
因となり得る。これらの欠陥は回路に悪影響を及ぼし、
最終的にチップ全体を故障させる可能性がある。
【０００４】除去する必要のある汚染を有する別のタイ
プの表面はプラズマ・エッチングや化学気相成長の反応
炉など加工装置や加工チャンバや壁である。半導体加工
中に生成される反応残留物やポリマはチャンバ壁に堆積
する傾向がある。これらの残留物又はポリマはその後加
工中の製品や後で加工される製品の上にはがれ落ちる可
能性がある。この機構に起因する歩どまり損失を防ぐた
めに、製造加工チャンバを周期的に分解して洗浄又は
「ぬぐい落とす」必要がある。現在は週に1回チャンバ
内の治具を分解し、アルコールと水の混合物を用いてす
べての表面をぬぐい落とすことが行われている。この周
期的な機械分解、ぬぐい落とし及び再組立てと、表面乾
燥のため洗浄の後に必要な長いポンプダウン時間のため
に加工設備の生産量と信頼性が大きく低下する。さらに
堆積した材料が水と反応する時に形成される酸性煙霧が
洗浄担当者の健康上危険となる場合も多い。
プの表面はプラズマ・エッチングや化学気相成長の反応
炉など加工装置や加工チャンバや壁である。半導体加工
中に生成される反応残留物やポリマはチャンバ壁に堆積
する傾向がある。これらの残留物又はポリマはその後加
工中の製品や後で加工される製品の上にはがれ落ちる可
能性がある。この機構に起因する歩どまり損失を防ぐた
めに、製造加工チャンバを周期的に分解して洗浄又は
「ぬぐい落とす」必要がある。現在は週に1回チャンバ
内の治具を分解し、アルコールと水の混合物を用いてす
べての表面をぬぐい落とすことが行われている。この周
期的な機械分解、ぬぐい落とし及び再組立てと、表面乾
燥のため洗浄の後に必要な長いポンプダウン時間のため
に加工設備の生産量と信頼性が大きく低下する。さらに
堆積した材料が水と反応する時に形成される酸性煙霧が
洗浄担当者の健康上危険となる場合も多い。
【０００５】米国特許第5108512号明細書は二酸化炭素
ペレットの衝撃による多結晶シリコンの製造に使用され
る化学気相成長反応炉の洗浄に関する。同明細書にはペ
レタイザに気体二酸化炭素を供給して気体二酸化炭素を
圧縮し固体二酸化炭素ペレットに形成する方法が開示さ
れている。このペレットはペレットの速度を増すための
加速気体と共にノズルに供給される。このノズルは「ベ
ンチュリ」ノズルであり、ペレットがそこから出る時に
速度が最大になる。さらにこのノズルはコンベヤ・アー
ムに取り付けられ、これによってノズルが移動できるよ
うになっている。同明細書の装置に伴う短所としてペレ
タイザが必要であること及びノズルの移動のためにコン
ベヤ・アームにノズルを取り付けることが含まれる。具
体的に言うと、このコンベヤ・アーム配置ではノズルを
コンベヤ・アームの構成に従って移動することしかでき
ないのでノズルの移動度が制限される。
ペレットの衝撃による多結晶シリコンの製造に使用され
る化学気相成長反応炉の洗浄に関する。同明細書にはペ
レタイザに気体二酸化炭素を供給して気体二酸化炭素を
圧縮し固体二酸化炭素ペレットに形成する方法が開示さ
れている。このペレットはペレットの速度を増すための
加速気体と共にノズルに供給される。このノズルは「ベ
ンチュリ」ノズルであり、ペレットがそこから出る時に
速度が最大になる。さらにこのノズルはコンベヤ・アー
ムに取り付けられ、これによってノズルが移動できるよ
うになっている。同明細書の装置に伴う短所としてペレ
タイザが必要であること及びノズルの移動のためにコン
ベヤ・アームにノズルを取り付けることが含まれる。具
体的に言うと、このコンベヤ・アーム配置ではノズルを
コンベヤ・アームの構成に従って移動することしかでき
ないのでノズルの移動度が制限される。
【０００６】洗浄のもう1つの形としてウェハや基板な
どの表面から粒子又は被膜の汚染物を洗浄するのに使用
される化学洗浄が含まれる。化学洗浄には溶剤又は液体
洗浄剤を使用して洗浄すべき表面から汚染物を除去又は
溶解することが含まれる。化学洗浄に伴う短所は洗浄剤
を高い清浄度と純度に保たなければならないことであ
る。従って、高品質の溶剤が必要であり、この溶剤は洗
浄中に徐々に汚染されるので、定期的に交換しなければ
ならない。交換された化学薬品は処分を必要とし環境汚
染の原因となる。従って、化学洗浄方法を適切かつ有効
に実施することは困難であり高価につく。
どの表面から粒子又は被膜の汚染物を洗浄するのに使用
される化学洗浄が含まれる。化学洗浄には溶剤又は液体
洗浄剤を使用して洗浄すべき表面から汚染物を除去又は
溶解することが含まれる。化学洗浄に伴う短所は洗浄剤
を高い清浄度と純度に保たなければならないことであ
る。従って、高品質の溶剤が必要であり、この溶剤は洗
浄中に徐々に汚染されるので、定期的に交換しなければ
ならない。交換された化学薬品は処分を必要とし環境汚
染の原因となる。従って、化学洗浄方法を適切かつ有効
に実施することは困難であり高価につく。
【０００７】本願の譲受人に譲渡された米国特許第5062
898号明細書は洗浄すべき表面に当たる少なくとも実質
的に固体のアルゴン粒子のエアロゾルを使用してマイク
ロエレクトロニクス表面を洗浄する方法に関する。本願
の譲受人に譲渡された米国特許第5294261号明細書は洗
浄すべき表面に当たる少なくとも実質的に固体のアルゴ
ン又は窒素の粒子のエアロゾルを使用してマイクロエレ
クトロニクス表面を洗浄する方法に関する。本願の譲受
人に譲渡された米国特許第5209028号は米国特許第50628
98号又は米国特許第5294261号に記載の低温エアロゾル
を用いる洗浄処理を実行することのできる装置に関す
る。
898号明細書は洗浄すべき表面に当たる少なくとも実質
的に固体のアルゴン粒子のエアロゾルを使用してマイク
ロエレクトロニクス表面を洗浄する方法に関する。本願
の譲受人に譲渡された米国特許第5294261号明細書は洗
浄すべき表面に当たる少なくとも実質的に固体のアルゴ
ン又は窒素の粒子のエアロゾルを使用してマイクロエレ
クトロニクス表面を洗浄する方法に関する。本願の譲受
人に譲渡された米国特許第5209028号は米国特許第50628
98号又は米国特許第5294261号に記載の低温エアロゾル
を用いる洗浄処理を実行することのできる装置に関す
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は表面洗
浄用の低温エアロゾルを生成するためのノズル装置を提
供することにある。
浄用の低温エアロゾルを生成するためのノズル装置を提
供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は全般的には物質
からエアロゾルを生成するための装置に関する。この装
置は物質を受け取り冷却するための熱交換機を含む。熱
交換機はハウジングと、ハウジング内に取り付けられた
固体材料からなる低温タンクと、低温タンクを制御可能
に冷却するための温度制御手段と、タンクと物質との間
での熱的接触を可能にして低温タンクから物質への冷却
エネルギーの伝達を実施し物質を制御可能に冷却するた
めのエネルギー交換手段とを含む。送出し管路は第１の
圧力で熱交換機から物質を受け取るための入口を有す
る。ノズルを送出し管路に接続して、送出し管路から物
質を受け取る。ノズルは少なくとも１つの出口開口を有
し、これによって物質がそこを通過して第１の圧力から
それより低い第２の圧力へ物質を膨張させて、物質を凝
固させエアロゾルを生成することができるようになって
いる。送出し管路またはノズルに凝縮が形成されないよ
うに凝縮防止手段を設ける。
からエアロゾルを生成するための装置に関する。この装
置は物質を受け取り冷却するための熱交換機を含む。熱
交換機はハウジングと、ハウジング内に取り付けられた
固体材料からなる低温タンクと、低温タンクを制御可能
に冷却するための温度制御手段と、タンクと物質との間
での熱的接触を可能にして低温タンクから物質への冷却
エネルギーの伝達を実施し物質を制御可能に冷却するた
めのエネルギー交換手段とを含む。送出し管路は第１の
圧力で熱交換機から物質を受け取るための入口を有す
る。ノズルを送出し管路に接続して、送出し管路から物
質を受け取る。ノズルは少なくとも１つの出口開口を有
し、これによって物質がそこを通過して第１の圧力から
それより低い第２の圧力へ物質を膨張させて、物質を凝
固させエアロゾルを生成することができるようになって
いる。送出し管路またはノズルに凝縮が形成されないよ
うに凝縮防止手段を設ける。
【００１０】
【実施例】一般に汚染された表面のエアロゾル洗浄は洗
浄すべき表面に低温粒子を高速で衝突させる処理によっ
て達成される。低温エアロゾル粒子は表面上の汚染粒
子、汚染薄膜及び汚染分子をたたく。この衝突によって
汚染物を表面から解放するのに十分なエネルギーが汚染
物に与えられる。解放された汚染物は気体の流れに巻き
込まれ、排出される。エアロゾルの気相はこの表面に当
たり表面を横切って流れ、従って薄い境界層を形成す
る。汚染材料は通常はこの低速の境界層の中に存在す
る。従って、気相だけではせん断力が不十分なので小さ
な汚染物を除去できない。しかし、低温エアロゾル粒子
は十分な慣性を有し、従って境界層を貫通して表面に達
することができる。
浄すべき表面に低温粒子を高速で衝突させる処理によっ
て達成される。低温エアロゾル粒子は表面上の汚染粒
子、汚染薄膜及び汚染分子をたたく。この衝突によって
汚染物を表面から解放するのに十分なエネルギーが汚染
物に与えられる。解放された汚染物は気体の流れに巻き
込まれ、排出される。エアロゾルの気相はこの表面に当
たり表面を横切って流れ、従って薄い境界層を形成す
る。汚染材料は通常はこの低速の境界層の中に存在す
る。従って、気相だけではせん断力が不十分なので小さ
な汚染物を除去できない。しかし、低温エアロゾル粒子
は十分な慣性を有し、従って境界層を貫通して表面に達
することができる。
【００１１】低温エアロゾル粒子は境界層を通過して表
面に向かう際に減速する傾向がある。洗浄作用を発生さ
せるためには、エアロゾル粒子が境界層を通過し、表面
をたたかなければならない。気流によって厚さ"h"で速
度の法線成分が無視できる境界層が生成されるという単
純なモデルを仮定する。表面をたたくためには凝固した
低温エアロゾル粒子が少なくとも"h/t"に等しい法線成
分を有する速度で境界層に入らなければならない。粒子
の緩和時間"t"は次式によって与えられる。
面に向かう際に減速する傾向がある。洗浄作用を発生さ
せるためには、エアロゾル粒子が境界層を通過し、表面
をたたかなければならない。気流によって厚さ"h"で速
度の法線成分が無視できる境界層が生成されるという単
純なモデルを仮定する。表面をたたくためには凝固した
低温エアロゾル粒子が少なくとも"h/t"に等しい法線成
分を有する速度で境界層に入らなければならない。粒子
の緩和時間"t"は次式によって与えられる。
【００１２】
【数１】 t ＝ 2a2ρpC/9μ 上式で"a"は低温エアロゾル粒子の半径、"ρp"は粒子密
度、"μ"は気体の動粘性、"C"は次式によって与えられ
るストークス・カニンガムのすべり補正係数である。
度、"μ"は気体の動粘性、"C"は次式によって与えられ
るストークス・カニンガムのすべり補正係数である。
【００１３】
【数２】 C ＝ 1 ＋ 1.246(λ/a) ＋ 0.42(λ/a)exp[−0.87(a/λ)］ 上式で"λ"は気体分子の平均自由行程であり、気体の圧
力に反比例する。
力に反比例する。
【００１４】上記の分析から洗浄処理の有効度が低温エ
アロゾル粒子の寸法に依存することが示される。洗浄処
理の効率は大きな質量又は高い初期速度を有する低温エ
アロゾル粒子の場合に高くなる。しかし、大きいエアロ
ゾル粒子は洗浄すべき表面の微妙な構造に損傷を与える
可能性が高く、この損傷には点食、亀裂、転位又は応力
が含まれる。さらに、大きい寸法の低温エアロゾル粒子
は構造のくぼみ区域やトレンチに進入して有効に汚染物
を除去することができない。
アロゾル粒子の寸法に依存することが示される。洗浄処
理の効率は大きな質量又は高い初期速度を有する低温エ
アロゾル粒子の場合に高くなる。しかし、大きいエアロ
ゾル粒子は洗浄すべき表面の微妙な構造に損傷を与える
可能性が高く、この損傷には点食、亀裂、転位又は応力
が含まれる。さらに、大きい寸法の低温エアロゾル粒子
は構造のくぼみ区域やトレンチに進入して有効に汚染物
を除去することができない。
【００１５】低温エアロゾル粒子は膨張過程の間に形成
される。この膨張に伴う温度低下が気体種又は液体種を
核生成させ、少なくとも実質的に固体の粒子に凝縮させ
る。核生成が発生するのは気体又は液体蒸気が飽和し分
圧が平衡蒸気圧を越える状態になった時である。この過
程の間に形成される核の安定寸法は次式によって与えら
れる。
される。この膨張に伴う温度低下が気体種又は液体種を
核生成させ、少なくとも実質的に固体の粒子に凝縮させ
る。核生成が発生するのは気体又は液体蒸気が飽和し分
圧が平衡蒸気圧を越える状態になった時である。この過
程の間に形成される核の安定寸法は次式によって与えら
れる。
【００１６】
【数３】 a ＝ 2σv1/kT ln S 上式で"σ"は表面張力、"v1"は核生成種の分子量、"k"
はボルツマン定数、"T"は核生成が発生する温度であ
る。"S"は膨張冷却の間に達した凝縮可能種の飽和度で
ある。迅速な凝縮と蒸気分子の拡散から核への成長が同
時に発生して低温エアロゾル粒子の寸法が大きくなる。
はボルツマン定数、"T"は核生成が発生する温度であ
る。"S"は膨張冷却の間に達した凝縮可能種の飽和度で
ある。迅速な凝縮と蒸気分子の拡散から核への成長が同
時に発生して低温エアロゾル粒子の寸法が大きくなる。
【００１７】上の分析から損傷なしの洗浄実行を達成す
るために所望の低温エアロゾル粒子を生成するには、膨
張の前と後に気体種又は液体種の圧力と温度などの膨張
パラメータを制御することが不可欠であることが実証さ
れる。
るために所望の低温エアロゾル粒子を生成するには、膨
張の前と後に気体種又は液体種の圧力と温度などの膨張
パラメータを制御することが不可欠であることが実証さ
れる。
【００１８】さまざまな表面を洗浄するための低温エア
ロゾルを生成するのに有効なことがわかっている不活性
物質には二酸化炭素、アルゴン及び窒素が含まれる。
ロゾルを生成するのに有効なことがわかっている不活性
物質には二酸化炭素、アルゴン及び窒素が含まれる。
【００１９】まず図1を参照すると、汚染された表面の
洗浄又は「サンドブラスト」用の低温エアロゾルを生成
することのできる装置はエアロゾルを生成する元になる
気体、液体又は気体と液体の混合物(以下気液混合物と
略す)の供給源5を含む。供給源5によって供給される物
質は洗浄すべき表面20に無害な物質でなければならず、
表面20の必要とされる清浄度に見合った純度を有するエ
アロゾルをもたらさなければならない。例えば、マイク
ロエレクトロニクス加工では、ウェハが非常に清浄であ
ることが要求され、従ってそのようなウェハを洗浄する
ためには非常に純度の高いエアロゾルが必要になる。と
ころが、プラズマ加工チャンバはそれほど高い清浄度を
必要としないことがあり、従ってプラズマ加工チャンバ
の洗浄に使用されるエアロゾルの純度はウェハの洗浄に
使用されるものほど高くなくても十分なことがある。
洗浄又は「サンドブラスト」用の低温エアロゾルを生成
することのできる装置はエアロゾルを生成する元になる
気体、液体又は気体と液体の混合物(以下気液混合物と
略す)の供給源5を含む。供給源5によって供給される物
質は洗浄すべき表面20に無害な物質でなければならず、
表面20の必要とされる清浄度に見合った純度を有するエ
アロゾルをもたらさなければならない。例えば、マイク
ロエレクトロニクス加工では、ウェハが非常に清浄であ
ることが要求され、従ってそのようなウェハを洗浄する
ためには非常に純度の高いエアロゾルが必要になる。と
ころが、プラズマ加工チャンバはそれほど高い清浄度を
必要としないことがあり、従ってプラズマ加工チャンバ
の洗浄に使用されるエアロゾルの純度はウェハの洗浄に
使用されるものほど高くなくても十分なことがある。
【００２０】一般に、気体、液体又は気液混合物から生
成するエアロゾルはどれもさまざまな汚染された表面の
洗浄を行うことができるが、高純度エアロゾルが必要な
時には気体からエアロゾルを生成することが好ましく、
比較的低純度のエアロゾルが必要な時には液体又は気液
混合物からエアロゾルを生成することが好ましい。これ
に関して熱交換機10は気体からエアロゾルを作る時には
必要であるが、低温の液体又は気液混合物からエアロゾ
ルを生成する時には不要であり、従って一般に低温の液
体又は気液混合物からエアロゾルを生成するほうが安価
である。
成するエアロゾルはどれもさまざまな汚染された表面の
洗浄を行うことができるが、高純度エアロゾルが必要な
時には気体からエアロゾルを生成することが好ましく、
比較的低純度のエアロゾルが必要な時には液体又は気液
混合物からエアロゾルを生成することが好ましい。これ
に関して熱交換機10は気体からエアロゾルを作る時には
必要であるが、低温の液体又は気液混合物からエアロゾ
ルを生成する時には不要であり、従って一般に低温の液
体又は気液混合物からエアロゾルを生成するほうが安価
である。
【００２１】上で述べたように、さまざまな表面を洗浄
するためのエアロゾルを生成するのに有効なことがわか
っている不活性物質には二酸化炭素、アルゴン及び窒素
が含まれる。例えば、気体アルゴンから生成された少な
くとも実質的に固体のアルゴン粒子を含むエアロゾルは
シリコン・ウェハの洗浄に有効なことがわかっている。
気体アルゴンは単独で使用するか超清浄気体窒素と混合
して使用でき、後者の場合、窒素を気相のままに留めて
生成される固体アルゴン粒子に高い速度を与えるキャリ
アとして働かせることができる。アルゴンに窒素を混合
すると、より高い膨張率が可能になり、ジュール・トン
プソン効果を強化し、冷却を強めることができる。気体
窒素は膨張の前にアルゴンと混合する時、異なる寸法の
アルゴン・エアロゾル粒子を生成するための希釈剤とし
て働かせることもできる。これらの気体を混合し、任意
選択である程度までろ過又は冷却もしくはその両方を行
った後に熱交換機10へ送り出してさらに冷却することが
できる。
するためのエアロゾルを生成するのに有効なことがわか
っている不活性物質には二酸化炭素、アルゴン及び窒素
が含まれる。例えば、気体アルゴンから生成された少な
くとも実質的に固体のアルゴン粒子を含むエアロゾルは
シリコン・ウェハの洗浄に有効なことがわかっている。
気体アルゴンは単独で使用するか超清浄気体窒素と混合
して使用でき、後者の場合、窒素を気相のままに留めて
生成される固体アルゴン粒子に高い速度を与えるキャリ
アとして働かせることができる。アルゴンに窒素を混合
すると、より高い膨張率が可能になり、ジュール・トン
プソン効果を強化し、冷却を強めることができる。気体
窒素は膨張の前にアルゴンと混合する時、異なる寸法の
アルゴン・エアロゾル粒子を生成するための希釈剤とし
て働かせることもできる。これらの気体を混合し、任意
選択である程度までろ過又は冷却もしくはその両方を行
った後に熱交換機10へ送り出してさらに冷却することが
できる。
【００２２】もう1つの例として、液体二酸化炭素、液
体アルゴン又は液体窒素から生成されるエアロゾルはプ
ラズマ加工チャンバの洗浄に有効なことがわかってい
る。液体又は気液混合物からエアロゾルを生成する時
に、物質をノズル15に直接供給する、即ち熱交換機10を
通過させないことを強調する必要がある。
体アルゴン又は液体窒素から生成されるエアロゾルはプ
ラズマ加工チャンバの洗浄に有効なことがわかってい
る。液体又は気液混合物からエアロゾルを生成する時
に、物質をノズル15に直接供給する、即ち熱交換機10を
通過させないことを強調する必要がある。
【００２３】気体からエアロゾルを生成する時には、気
体を供給源5から熱交換機10に供給するが、以下でこの
場合について詳細に説明する。一般に熱交換機10は気体
をその液化点又は凝固点付近、即ち気体から液体又は固
体への遷移温度より約2.8〜11℃高い温度にまで冷却す
る。しかし、気体の大部分が熱交換機10中で気相に保た
れることが重要である。熱交換機10は不純物トラップと
しても働き、そこを通過する気体から凝縮可能な不純物
を除去する。通常、冷却された気体、例えば気体アルゴ
ンはおよそ−123℃乃至−184℃程度の温度とおよそ1380
00Pa乃至4760000Pa程度のゲージ圧力を有し、好ましく
はおよそ−157℃乃至−184℃程度の温度とおよそ138000
Pa乃至689000Pa程度のゲージ圧力を有する。
体を供給源5から熱交換機10に供給するが、以下でこの
場合について詳細に説明する。一般に熱交換機10は気体
をその液化点又は凝固点付近、即ち気体から液体又は固
体への遷移温度より約2.8〜11℃高い温度にまで冷却す
る。しかし、気体の大部分が熱交換機10中で気相に保た
れることが重要である。熱交換機10は不純物トラップと
しても働き、そこを通過する気体から凝縮可能な不純物
を除去する。通常、冷却された気体、例えば気体アルゴ
ンはおよそ−123℃乃至−184℃程度の温度とおよそ1380
00Pa乃至4760000Pa程度のゲージ圧力を有し、好ましく
はおよそ−157℃乃至−184℃程度の温度とおよそ138000
Pa乃至689000Pa程度のゲージ圧力を有する。
【００２４】その後熱交換機10からの冷却された気体あ
るいは供給源5からの液体又は気液混合物である物質を
ノズル15に供給し、そこでこの物質をより低い圧力へ断
熱膨張させ、それによってこの物質の少なくともかなり
の部分を凝固させ、洗浄すべき表面20に向ける。ノズル
15については、後で詳細に説明する。膨張した物質の圧
力は高真空から大気圧以上までの範囲にわたる。この膨
張がこの物質のジュール・トンプソン冷却をもたらし
て、好ましくはその凝固を引き起こし、その結果、エア
ロゾルを生成する。ただし、物質の凝固が発生すること
が好ましいが物質の一部がその代わりに液化するか液体
のままに留まってもよい。なお、物質のうち少なくとも
かなりの部分が固体粒子になり、物質の残りが液体とし
て残るのであれば、表面20を有効に洗浄できる。
るいは供給源5からの液体又は気液混合物である物質を
ノズル15に供給し、そこでこの物質をより低い圧力へ断
熱膨張させ、それによってこの物質の少なくともかなり
の部分を凝固させ、洗浄すべき表面20に向ける。ノズル
15については、後で詳細に説明する。膨張した物質の圧
力は高真空から大気圧以上までの範囲にわたる。この膨
張がこの物質のジュール・トンプソン冷却をもたらし
て、好ましくはその凝固を引き起こし、その結果、エア
ロゾルを生成する。ただし、物質の凝固が発生すること
が好ましいが物質の一部がその代わりに液化するか液体
のままに留まってもよい。なお、物質のうち少なくとも
かなりの部分が固体粒子になり、物質の残りが液体とし
て残るのであれば、表面20を有効に洗浄できる。
【００２５】気体はその三重点より下の点まで加圧され
た場合に液滴を形成せずに直接に固体粒子を形成する。
気体がその三重点より下の点まで加圧されない場合、そ
の気体は凝縮して液滴になる可能性があり、液体のまま
に留まるか圧力低下が十分な場合にはその後凍結して固
体粒子になる。例えば、気体アルゴンの三重点はゲージ
圧68900Pa、−189.4℃である。さらに液体は十分に冷却
されれば固体粒子を形成する。
た場合に液滴を形成せずに直接に固体粒子を形成する。
気体がその三重点より下の点まで加圧されない場合、そ
の気体は凝縮して液滴になる可能性があり、液体のまま
に留まるか圧力低下が十分な場合にはその後凍結して固
体粒子になる。例えば、気体アルゴンの三重点はゲージ
圧68900Pa、−189.4℃である。さらに液体は十分に冷却
されれば固体粒子を形成する。
【００２６】ここで図2を参照すると、上記で概略を示
した冷却要件を実現できる熱交換機10が示されている。
熱交換機10はハウジング30内に取り付けた低温タンク25
を含む。低温タンク25は複数の通常の手段のいずれかに
よってハウジング30に取り付けることができるので、そ
のような通常の手段は本明細書では説明も図示もしな
い。しかし、効率を最大にするため、低温タンク25はハ
ウジング30の内壁に接触しないことが好ましい。なお、
低温タンク25とハウジング30の内壁の間に適当な断熱材
を置くことによって、低温タンク25をハウジング30の内
壁から分離することができる。
した冷却要件を実現できる熱交換機10が示されている。
熱交換機10はハウジング30内に取り付けた低温タンク25
を含む。低温タンク25は複数の通常の手段のいずれかに
よってハウジング30に取り付けることができるので、そ
のような通常の手段は本明細書では説明も図示もしな
い。しかし、効率を最大にするため、低温タンク25はハ
ウジング30の内壁に接触しないことが好ましい。なお、
低温タンク25とハウジング30の内壁の間に適当な断熱材
を置くことによって、低温タンク25をハウジング30の内
壁から分離することができる。
【００２７】低温タンク25は固体材料を含むことが好ま
しく、熱交換機10が効率的かつ効果的に気体の温度を正
確に、例えば所望の温度から1.1℃乃至1.7℃以内に制御
できるようにするために、低温タンク25は高い熱伝導
率、比較的大きな比熱値及び十分な寸法又は質量を有す
る材料を含まなければならない。また、製造性に関する
問題、例えばろう付けなども検討しなければならない。
使用する材料の種類と必要な質量はエアロゾルの生成中
の低温タンク25の冷却エネルギー要件と許容可能な温度
変動によって決定される。例えば、約108Kgの質量を有
する銅ブロックが特定の応用例での低温タンク25として
働くために必要な特性を有することがわかっている。低
温タンク25を維持しなければならない温度は気体の動作
圧力の関数である。通常、低温タンク25は約−162℃と
−184℃の間の温度に維持される。気体の動作圧力が高
いほど、低温タンク25を維持しなければならない温度も
高くなり、逆も同様である。4つの熱センサ31〜34を低
温タンク25の長さ方向に沿って配置して低温タンク25の
温度を監視し、これらの温度の読みを使って気体の温度
を制御又は調節する。
しく、熱交換機10が効率的かつ効果的に気体の温度を正
確に、例えば所望の温度から1.1℃乃至1.7℃以内に制御
できるようにするために、低温タンク25は高い熱伝導
率、比較的大きな比熱値及び十分な寸法又は質量を有す
る材料を含まなければならない。また、製造性に関する
問題、例えばろう付けなども検討しなければならない。
使用する材料の種類と必要な質量はエアロゾルの生成中
の低温タンク25の冷却エネルギー要件と許容可能な温度
変動によって決定される。例えば、約108Kgの質量を有
する銅ブロックが特定の応用例での低温タンク25として
働くために必要な特性を有することがわかっている。低
温タンク25を維持しなければならない温度は気体の動作
圧力の関数である。通常、低温タンク25は約−162℃と
−184℃の間の温度に維持される。気体の動作圧力が高
いほど、低温タンク25を維持しなければならない温度も
高くなり、逆も同様である。4つの熱センサ31〜34を低
温タンク25の長さ方向に沿って配置して低温タンク25の
温度を監視し、これらの温度の読みを使って気体の温度
を制御又は調節する。
【００２８】冷却される気体は入口40から入り、配管45
を通過し冷却されて、冷却された気体が出口50から出
る。配管45はそれを通過する気体が出口50に達した際に
必要とされる温度まで適当に冷却されるのに適した長さ
と直径にしなければならない。一例として、配管45はス
テンレス鋼又は他の適当な材料を含み、外径9.525mm、
長さ約9.75mとすることができる。この場合、配管45の
最初の7.32mで低温タンク25の温度から約1.1℃乃至1.7
℃以内の温度に気体を冷却できることがわかっている。
この気体は配管45の残りの長さを通過する間、この温度
に保たれる。
を通過し冷却されて、冷却された気体が出口50から出
る。配管45はそれを通過する気体が出口50に達した際に
必要とされる温度まで適当に冷却されるのに適した長さ
と直径にしなければならない。一例として、配管45はス
テンレス鋼又は他の適当な材料を含み、外径9.525mm、
長さ約9.75mとすることができる。この場合、配管45の
最初の7.32mで低温タンク25の温度から約1.1℃乃至1.7
℃以内の温度に気体を冷却できることがわかっている。
この気体は配管45の残りの長さを通過する間、この温度
に保たれる。
【００２９】さらに配管45の内側表面はそこを通る気体
が汚染されないようにするのに適切な清浄度を有する必
要がある。例えば、配管45の内側表面を普通の処理によ
って化学的に洗浄し電解研摩することができる。
が汚染されないようにするのに適切な清浄度を有する必
要がある。例えば、配管45の内側表面を普通の処理によ
って化学的に洗浄し電解研摩することができる。
【００３０】配管45は低温タンク25と適当に熱的に接触
し、その結果配管45を介して低温タンク25の冷却エネル
ギーを効率的かつ効果的に気体に伝達できるようになっ
ていなければならない。なお、冷却エネルギーの伝達を
もたらすためには配管45の少なくとも一部がその全長に
沿って低温タンク25と物理的に接触するか少なくとも物
理的に非常に近接し、従って配管45を通過する気体も低
温タンク25に物理的に非常に近接するようになっている
ことが好ましい。従ってこの気体の熱エネルギーは配管
45を介して低温タンク25の冷エネルギーと交換され、そ
の結果気体が冷却される。
し、その結果配管45を介して低温タンク25の冷却エネル
ギーを効率的かつ効果的に気体に伝達できるようになっ
ていなければならない。なお、冷却エネルギーの伝達を
もたらすためには配管45の少なくとも一部がその全長に
沿って低温タンク25と物理的に接触するか少なくとも物
理的に非常に近接し、従って配管45を通過する気体も低
温タンク25に物理的に非常に近接するようになっている
ことが好ましい。従ってこの気体の熱エネルギーは配管
45を介して低温タンク25の冷エネルギーと交換され、そ
の結果気体が冷却される。
【００３１】図3は低温タンク25との適切な熱的接触を
もたらすように配管45を配置する方法の一例を示す図で
ある。具体的に言うと、低温タンク25内部とその周囲に
らせん状で半径方向の溝55を機械加工する。溝55は配管
45を受けるのに適した寸法でなければならず、その結
果、配管45のかなりの部分が溝55の中で低温タンク25と
接触又はろう付け接触できるようになることが好まし
い。任意選択で溝55内で溝55の全長に沿って切欠60を設
けることもできる。
もたらすように配管45を配置する方法の一例を示す図で
ある。具体的に言うと、低温タンク25内部とその周囲に
らせん状で半径方向の溝55を機械加工する。溝55は配管
45を受けるのに適した寸法でなければならず、その結
果、配管45のかなりの部分が溝55の中で低温タンク25と
接触又はろう付け接触できるようになることが好まし
い。任意選択で溝55内で溝55の全長に沿って切欠60を設
けることもできる。
【００３２】組立てのため、ろう付けワイヤを切欠60内
に置き、配管45を低温タンク25の周囲の溝55内にすえ込
む。その後、溝55の外側に配管45の長さ方向に沿ってさ
らにろう付けワイヤを置く。その後、低温タンク25を配
管45及びろう付けワイヤと共に、例えば真空硬化炉に入
れ、ろう付けワイヤを溶かして、配管45と低温タンク25
の間にボンドを形成することができる。具体的に言う
と、切欠60内のろう付けワイヤは溶融して切欠60を満た
し、配管45用のボンドをもたらす。また、溝55の外側に
配管45の長さ方向に沿って置かれたろう付けワイヤは溶
融し、溝55の内側と配管45の間を流れて、その間にボン
ドを形成する。配管45は低温タンク25との間に十分な熱
的接触が生じ、従って配管45を通って低温タンク25から
気体への冷却エネルギーの効率的な交換又は伝達が可能
になるように低温タンク25に十分に接合しなければなら
ない。
に置き、配管45を低温タンク25の周囲の溝55内にすえ込
む。その後、溝55の外側に配管45の長さ方向に沿ってさ
らにろう付けワイヤを置く。その後、低温タンク25を配
管45及びろう付けワイヤと共に、例えば真空硬化炉に入
れ、ろう付けワイヤを溶かして、配管45と低温タンク25
の間にボンドを形成することができる。具体的に言う
と、切欠60内のろう付けワイヤは溶融して切欠60を満た
し、配管45用のボンドをもたらす。また、溝55の外側に
配管45の長さ方向に沿って置かれたろう付けワイヤは溶
融し、溝55の内側と配管45の間を流れて、その間にボン
ドを形成する。配管45は低温タンク25との間に十分な熱
的接触が生じ、従って配管45を通って低温タンク25から
気体への冷却エネルギーの効率的な交換又は伝達が可能
になるように低温タンク25に十分に接合しなければなら
ない。
【００３３】上記で指定した必要な温度と安定性を達成
するために、低温タンク25と配管45ならびに配管45内の
気体を適当な断熱手段によって断熱したハウジング30内
に置くことによって対流及び伝導による熱入力と放射熱
負荷又はそれらからの冷エネルギー損失から絶縁する。
例えば、この断熱手段はハウジング30内の構成要素又は
ハウジング30自体あるいはその両方を囲む積層断熱手段
を含むことができ、さらにハウジング30から分子を真空
排気する真空断熱手段を含むこともできる。
するために、低温タンク25と配管45ならびに配管45内の
気体を適当な断熱手段によって断熱したハウジング30内
に置くことによって対流及び伝導による熱入力と放射熱
負荷又はそれらからの冷エネルギー損失から絶縁する。
例えば、この断熱手段はハウジング30内の構成要素又は
ハウジング30自体あるいはその両方を囲む積層断熱手段
を含むことができ、さらにハウジング30から分子を真空
排気する真空断熱手段を含むこともできる。
【００３４】一例を挙げると、積層断熱手段はハウジン
グ30を囲む又はハウジング30の周囲に巻き付けられた材
料を含む。このような材料は放射熱負荷を低下させ、伝
導を妨害する障壁として働くことができなければならな
い。好ましい実施例ではJ.D.Gonczy, W.N.Boroski及び
R.C.Niemannの年3月に開示され、1989年2月8日〜10日に
米国ルイジアナ州ニューオリンズで開催された1989 Int
ernational Industrial Symposium on the Super Colli
derでJ.D.Gonczyによって発表された概念を使用して本
発明の積層断熱手段を構成する。これらの概念によれば
積層断熱手段は多層ブランケット85を含むことができ
る。この多層ブランケット85の部分平面断面図を図4に
示す。多層ブランケット85は反射層90とスペーサ層95を
交互に有し、多層ブランケット85はスペーサ層95から始
まりスペーサ層95で終わる。反射層90はそれぞれ伝導に
対する障壁として機能するために低い放射率を有する材
料を含む中央部分92を有する。各反射層90の中央部分92
は2つの末端層93と94の間に「挟まれ」ている。末端層9
3と94はそれぞれ熱エネルギーを反射する能力を有す
る。スペーサ層95は反射層90を互いに隔てるよう機能
し、従って末端層93及び94をカプセル封じして、熱があ
る反射層90から次の反射層90へ直接伝達されないように
する。多層ブランケット85が有効に機能するのに必要な
交互の反射層とスペーサ層の具体的な総数はそれが使用
される特定の応用例によって変わる。一般に多層ブラン
ケット85を通る熱流束は実施された反射層90の数に反比
例して変化し多層ブランケット85の単位厚さあたりの反
射層90の密度又は個数の関数である。具体的な例として
上記で指定した温度範囲でエアロゾルを生成するための
積層断熱手段として機能するのに有効な多層ブランケッ
ト85を提供するには、21個のスペーサ層95の間に20個の
反射層90を交互に挟み、各反射層90が約0.03未満の放射
率と約6.35μmの厚さを有し、その中央部分92がポリエ
ステルからなり、その末端層93及び94がそれぞれ約350
Åの厚さを有するアルミめっき金属コーティングを含
み、各スペーサ層95が約0.1mmの厚さと約17g/m2の密度
を有し、ポリエチレンテレフタラート又はスパン接合ポ
リエステルを含むと十分であることがわかっている。
グ30を囲む又はハウジング30の周囲に巻き付けられた材
料を含む。このような材料は放射熱負荷を低下させ、伝
導を妨害する障壁として働くことができなければならな
い。好ましい実施例ではJ.D.Gonczy, W.N.Boroski及び
R.C.Niemannの年3月に開示され、1989年2月8日〜10日に
米国ルイジアナ州ニューオリンズで開催された1989 Int
ernational Industrial Symposium on the Super Colli
derでJ.D.Gonczyによって発表された概念を使用して本
発明の積層断熱手段を構成する。これらの概念によれば
積層断熱手段は多層ブランケット85を含むことができ
る。この多層ブランケット85の部分平面断面図を図4に
示す。多層ブランケット85は反射層90とスペーサ層95を
交互に有し、多層ブランケット85はスペーサ層95から始
まりスペーサ層95で終わる。反射層90はそれぞれ伝導に
対する障壁として機能するために低い放射率を有する材
料を含む中央部分92を有する。各反射層90の中央部分92
は2つの末端層93と94の間に「挟まれ」ている。末端層9
3と94はそれぞれ熱エネルギーを反射する能力を有す
る。スペーサ層95は反射層90を互いに隔てるよう機能
し、従って末端層93及び94をカプセル封じして、熱があ
る反射層90から次の反射層90へ直接伝達されないように
する。多層ブランケット85が有効に機能するのに必要な
交互の反射層とスペーサ層の具体的な総数はそれが使用
される特定の応用例によって変わる。一般に多層ブラン
ケット85を通る熱流束は実施された反射層90の数に反比
例して変化し多層ブランケット85の単位厚さあたりの反
射層90の密度又は個数の関数である。具体的な例として
上記で指定した温度範囲でエアロゾルを生成するための
積層断熱手段として機能するのに有効な多層ブランケッ
ト85を提供するには、21個のスペーサ層95の間に20個の
反射層90を交互に挟み、各反射層90が約0.03未満の放射
率と約6.35μmの厚さを有し、その中央部分92がポリエ
ステルからなり、その末端層93及び94がそれぞれ約350
Åの厚さを有するアルミめっき金属コーティングを含
み、各スペーサ層95が約0.1mmの厚さと約17g/m2の密度
を有し、ポリエチレンテレフタラート又はスパン接合ポ
リエステルを含むと十分であることがわかっている。
【００３５】例を示すと、ポンプ65を設けて、例えば約
1.33×10-2Pa程度の高真空をハウジング30内で達成する
ために、ハウジング30から気体分子を真空排気すること
ができる。具体的な例として、ポンプ65は米国マイアミ
州LexingtonのVarian VacuumProducts社から市販されて
いるTurbo-V60 Turbomolecular Pump、No.969-9002とす
ることができる。しかし、他の市販ポンプを使用して所
望の真空レベルを達成することもできる。さらに、冷却
効率を高めるためポンプ65を90°エルボ70に取り付けて
ポンプ65の口がハウジング30の内側に直接向かわないよ
うにすることができる。なお、90°エルボ70によって動
作中にポンプ65が生成する熱のハウジング30への伝達が
最小になる。
1.33×10-2Pa程度の高真空をハウジング30内で達成する
ために、ハウジング30から気体分子を真空排気すること
ができる。具体的な例として、ポンプ65は米国マイアミ
州LexingtonのVarian VacuumProducts社から市販されて
いるTurbo-V60 Turbomolecular Pump、No.969-9002とす
ることができる。しかし、他の市販ポンプを使用して所
望の真空レベルを達成することもできる。さらに、冷却
効率を高めるためポンプ65を90°エルボ70に取り付けて
ポンプ65の口がハウジング30の内側に直接向かわないよ
うにすることができる。なお、90°エルボ70によって動
作中にポンプ65が生成する熱のハウジング30への伝達が
最小になる。
【００３６】ハウジング30内に延び、好ましくは低温タ
ンク25内に延び又はこれと接触する冷却要素77を有する
コールド・ヘッドなどの冷却手段75を設けて低温タンク
25を所望の温度まで冷却する。冷却手段75は所望の温度
に達するまで低温タンク25を一定速度で冷却できるもの
であれば市販のどんな冷却ユニットでもよい。例えば、
米国ニューハンプシャー州HudsonのBalzers社から市販
されているBalzers Model VHC 150 Cryogenic Refriger
atorは77°Kで200Wの出力を供給できる閉サイクル冷凍
機である。これを用いると、108.4Kgの銅ブロックを含
む低温タンク25を室温から77°Kまで約9時間で冷却で
き、最低温度は約24°Kになる。この熱交換機10を用い
ると、気体の大きな熱負荷を所望の低温の小さな変動範
囲内に保つことができる。例えば、工程熱負荷が毎分約
1200Ｗの場合、気体の出力温度を所望の温度から±0.56
℃以内に保ち、制御できることがわかっている。
ンク25内に延び又はこれと接触する冷却要素77を有する
コールド・ヘッドなどの冷却手段75を設けて低温タンク
25を所望の温度まで冷却する。冷却手段75は所望の温度
に達するまで低温タンク25を一定速度で冷却できるもの
であれば市販のどんな冷却ユニットでもよい。例えば、
米国ニューハンプシャー州HudsonのBalzers社から市販
されているBalzers Model VHC 150 Cryogenic Refriger
atorは77°Kで200Wの出力を供給できる閉サイクル冷凍
機である。これを用いると、108.4Kgの銅ブロックを含
む低温タンク25を室温から77°Kまで約9時間で冷却で
き、最低温度は約24°Kになる。この熱交換機10を用い
ると、気体の大きな熱負荷を所望の低温の小さな変動範
囲内に保つことができる。例えば、工程熱負荷が毎分約
1200Ｗの場合、気体の出力温度を所望の温度から±0.56
℃以内に保ち、制御できることがわかっている。
【００３７】さらに、低温タンク25を所望の温度に正確
に維持するため、ハウジング30内に延び、好ましくは低
温タンク25内に延び又はこれと接触する加熱棒80を有す
る通常の熱源(図示せず)などの加熱手段を設けることも
可能である。コールド・ヘッドと熱源をそのような目的
のために循環的にオン・オフすることができる。なお、
コールド・ヘッドを適当に循環的にオン・オフすること
によって加熱手段なしで低温タンク25を所望の温度に保
つことも可能である。
に維持するため、ハウジング30内に延び、好ましくは低
温タンク25内に延び又はこれと接触する加熱棒80を有す
る通常の熱源(図示せず)などの加熱手段を設けることも
可能である。コールド・ヘッドと熱源をそのような目的
のために循環的にオン・オフすることができる。なお、
コールド・ヘッドを適当に循環的にオン・オフすること
によって加熱手段なしで低温タンク25を所望の温度に保
つことも可能である。
【００３８】さらに、本発明の熱交換機10は冷却手段75
の代わりに加熱手段を実施するならば、冷却装置ではな
く加熱装置として使用できることが明白である。現在市
販されている熱源をそのような目的に使用することがで
きる。その場合、低温タンク25は低温タンクではなく熱
タンクと呼ぶことができる。
の代わりに加熱手段を実施するならば、冷却装置ではな
く加熱装置として使用できることが明白である。現在市
販されている熱源をそのような目的に使用することがで
きる。その場合、低温タンク25は低温タンクではなく熱
タンクと呼ぶことができる。
【００３９】さらに、本発明の装置は熱交換機又は清浄
器(又は不純物トラップ)あるいはその両方として機能す
ることができる。配管45内で気体の温度を下げている間
にその気体に含まれる保持温度を越える遷移温度を有す
る不純物はすべて配管45の内壁上に凝縮する。これは配
管45を通過する液体の場合にもあてはまる。なお、不純
物トラップとして機能する時には、配管45の内壁に凝縮
した不純物を脱着させるための再生手段を含めなければ
ならないことにも留意されたい。また、ハウジング30内
に延びる加熱棒80を有する通常の熱源(図示せず)などの
加熱手段を使用して低温タンク25をその不純物の遷移温
度以上の温度にし、その後脱着された不純物を配管45か
ら「追い出す」ことができる。
器(又は不純物トラップ)あるいはその両方として機能す
ることができる。配管45内で気体の温度を下げている間
にその気体に含まれる保持温度を越える遷移温度を有す
る不純物はすべて配管45の内壁上に凝縮する。これは配
管45を通過する液体の場合にもあてはまる。なお、不純
物トラップとして機能する時には、配管45の内壁に凝縮
した不純物を脱着させるための再生手段を含めなければ
ならないことにも留意されたい。また、ハウジング30内
に延びる加熱棒80を有する通常の熱源(図示せず)などの
加熱手段を使用して低温タンク25をその不純物の遷移温
度以上の温度にし、その後脱着された不純物を配管45か
ら「追い出す」ことができる。
【００４０】気体は熱交換機10によって冷却された後に
ノズル15に供給され、そこでエアロゾルが生成され、洗
浄すべき表面20に送られる。ノズル15はエアロゾルを生
成するために気体の少なくともかなりの部分を凝固させ
るのに必要なジュール・トンプソン冷却を効率的に実現
できなければならない。本発明によれば、ノズル15を取
り付けるためのさまざまな手段は具体的な応用例及び洗
浄すべき表面に応じて実施することができる。
ノズル15に供給され、そこでエアロゾルが生成され、洗
浄すべき表面20に送られる。ノズル15はエアロゾルを生
成するために気体の少なくともかなりの部分を凝固させ
るのに必要なジュール・トンプソン冷却を効率的に実現
できなければならない。本発明によれば、ノズル15を取
り付けるためのさまざまな手段は具体的な応用例及び洗
浄すべき表面に応じて実施することができる。
【００４１】図5乃至図8を参照すると、1実施例ではノ
ズル102を含むノズル装置を洗浄すべき表面20、例えば
ウェハを置いた加工チャンバ105に固定して取り付け
る。表面20はノズル102の下で例えば表面20をその上に
置いたチャック110を使用して操作することができる。
従って、生成されるエアロゾルを表面20に向け、表面20
をノズル102の下で操作しながら洗浄する。さらに、表
面20の洗浄中に例えば窒素のカーテン気体又はキャリア
気体を矢印115で示すように処理チャンバ105中に流すこ
とができる。表面20から洗い落とされた粒子をこのカー
テン気体によって運び去ることができる。さらに、この
カーテン気体はエアロゾルが表面20に送られたことによ
って生じ、表面20上での水滴、氷又は不純物凝縮の形成
を最小にする働きをする。このような水滴又は氷が形成
されると、表面20の洗浄が不十分になる可能性がある。
また、表面20を乾燥状態に保つために通常の加熱手段に
よって表面20を加熱することもできる。
ズル102を含むノズル装置を洗浄すべき表面20、例えば
ウェハを置いた加工チャンバ105に固定して取り付け
る。表面20はノズル102の下で例えば表面20をその上に
置いたチャック110を使用して操作することができる。
従って、生成されるエアロゾルを表面20に向け、表面20
をノズル102の下で操作しながら洗浄する。さらに、表
面20の洗浄中に例えば窒素のカーテン気体又はキャリア
気体を矢印115で示すように処理チャンバ105中に流すこ
とができる。表面20から洗い落とされた粒子をこのカー
テン気体によって運び去ることができる。さらに、この
カーテン気体はエアロゾルが表面20に送られたことによ
って生じ、表面20上での水滴、氷又は不純物凝縮の形成
を最小にする働きをする。このような水滴又は氷が形成
されると、表面20の洗浄が不十分になる可能性がある。
また、表面20を乾燥状態に保つために通常の加熱手段に
よって表面20を加熱することもできる。
【００４２】図からわかるように、ノズル102は送出し
管路120の一端に接続される。送出し管路120の他端は熱
交換機10からの配管45に接続されるが、ノズル102に供
給する前に物質を冷却する必要がない場合には、この他
端を物質供給源に直接に接続することができる。送出し
管路120は真空フィードスルー・アセンブリ125内に格納
される。真空フィードスルー・アセンブリ125の一端は
熱交換機10に取り付けられ、真空フィードスルー・接続
アセンブリ125の他端は加工チャンバ105のチャンバ・カ
バー130に取り付けられる。チャンバ・カバー130は処理
チャンバ105内に延びるノズル・ハウジング135を有す
る。真空フィードスルー・アセンブリ125が熱交換機10
に通じており、チャンバ・カバー130のノズル・ハウジ
ング135が真空フィードスルー・アセンブリ125に通じて
おり、熱交換機10のハウジング30内で達成された真空が
真空フィードスルー・アセンブリ125内で実現され、さ
らにノズル・ハウジング135内でも実現されることが好
ましい。従って、真空フィードスルー・アセンブリ125
はハウジング30と共に取り付け密閉する必要があり、加
工チャンバ105のチャンバ・カバー130は真空フィードス
ルー・アセンブリ125と共に取り付け密閉する必要があ
り、そうするとポンプ65を使用してハウジング30内なら
びに真空フィードスルー・アセンブリ125及びノズル・
ハウジング135内で真空を達成することができるように
なる。このような取付けと密閉は通常の手段によって達
成でき、従って本明細書では詳細に説明しない。従っ
て、真空フィードスルー・アセンブリ125及びノズル・
ハウジング135内の真空レベルはハウジング30内の真空
レベルとほぼ等しいレベル、例えば約1.33×10-2Paに維
持することができる。真空フィードスルー・アセンブリ
125内及びノズル・ハウジング135内で真空を実現して送
出し管路120とノズル102を大気から断熱又は分離するこ
とにより、熱交換機10の配管45から送出し管路120を経
てノズル102に送り出される気体の温度をその遷移温度
に比較的近い温度に維持できるようになる。
管路120の一端に接続される。送出し管路120の他端は熱
交換機10からの配管45に接続されるが、ノズル102に供
給する前に物質を冷却する必要がない場合には、この他
端を物質供給源に直接に接続することができる。送出し
管路120は真空フィードスルー・アセンブリ125内に格納
される。真空フィードスルー・アセンブリ125の一端は
熱交換機10に取り付けられ、真空フィードスルー・接続
アセンブリ125の他端は加工チャンバ105のチャンバ・カ
バー130に取り付けられる。チャンバ・カバー130は処理
チャンバ105内に延びるノズル・ハウジング135を有す
る。真空フィードスルー・アセンブリ125が熱交換機10
に通じており、チャンバ・カバー130のノズル・ハウジ
ング135が真空フィードスルー・アセンブリ125に通じて
おり、熱交換機10のハウジング30内で達成された真空が
真空フィードスルー・アセンブリ125内で実現され、さ
らにノズル・ハウジング135内でも実現されることが好
ましい。従って、真空フィードスルー・アセンブリ125
はハウジング30と共に取り付け密閉する必要があり、加
工チャンバ105のチャンバ・カバー130は真空フィードス
ルー・アセンブリ125と共に取り付け密閉する必要があ
り、そうするとポンプ65を使用してハウジング30内なら
びに真空フィードスルー・アセンブリ125及びノズル・
ハウジング135内で真空を達成することができるように
なる。このような取付けと密閉は通常の手段によって達
成でき、従って本明細書では詳細に説明しない。従っ
て、真空フィードスルー・アセンブリ125及びノズル・
ハウジング135内の真空レベルはハウジング30内の真空
レベルとほぼ等しいレベル、例えば約1.33×10-2Paに維
持することができる。真空フィードスルー・アセンブリ
125内及びノズル・ハウジング135内で真空を実現して送
出し管路120とノズル102を大気から断熱又は分離するこ
とにより、熱交換機10の配管45から送出し管路120を経
てノズル102に送り出される気体の温度をその遷移温度
に比較的近い温度に維持できるようになる。
【００４３】さらに、真空フィードスルー・アセンブリ
125内及びノズル・ハウジング135で真空を実現すると、
送出し管路120又はノズル102での凝縮物、水滴その他の
不純物が形成されなくなる。送出し管路120又はノズル1
02での凝縮物の形成はエアロゾル作成にとって有害であ
り、不安定なエアロゾル・ジェットを引き起こす可能性
がある。送出し管路120とノズル102の冷却の後に凝縮物
が形成される場合、その凝縮過程によって熱が解放さ
れ、温度が上昇する。このように温度が上昇すると、気
体を所望の温度に保てなくなる可能性があり、従って、
エアロゾルを形成できなくなくなる可能性がある。従っ
て、処理条件が不安定になったり、待機温度から動作温
度までの処理時間が長くなりあるいは動作温度が達成で
きなくなる可能性がある。
125内及びノズル・ハウジング135で真空を実現すると、
送出し管路120又はノズル102での凝縮物、水滴その他の
不純物が形成されなくなる。送出し管路120又はノズル1
02での凝縮物の形成はエアロゾル作成にとって有害であ
り、不安定なエアロゾル・ジェットを引き起こす可能性
がある。送出し管路120とノズル102の冷却の後に凝縮物
が形成される場合、その凝縮過程によって熱が解放さ
れ、温度が上昇する。このように温度が上昇すると、気
体を所望の温度に保てなくなる可能性があり、従って、
エアロゾルを形成できなくなくなる可能性がある。従っ
て、処理条件が不安定になったり、待機温度から動作温
度までの処理時間が長くなりあるいは動作温度が達成で
きなくなる可能性がある。
【００４４】図6乃至図8に具体的に示すように、ノズル
102は上部送出しマニホルド140と下部送出しマニホルド
145を含む。上部送出しマニホルド140と下部送出しマニ
ホルド145は特定の応用例に適した寸法を有する。例え
ば、203.2mmのウェハを洗浄する場合、上部送出しマニ
ホルド140は約206.4mmの長さL1を有することができ、下
部送出しマニホルド145は約218.7mmの長さL2を有するこ
とができる。
102は上部送出しマニホルド140と下部送出しマニホルド
145を含む。上部送出しマニホルド140と下部送出しマニ
ホルド145は特定の応用例に適した寸法を有する。例え
ば、203.2mmのウェハを洗浄する場合、上部送出しマニ
ホルド140は約206.4mmの長さL1を有することができ、下
部送出しマニホルド145は約218.7mmの長さL2を有するこ
とができる。
【００４５】上部送出しマニホルド140と下部送出しマ
ニホルド145の形成に選択される材料はそこを通過する
気体の圧力に起因する浸食に耐える能力を有する必要が
あり、破壊なしに低い動作温度に耐える能力を有する必
要がある。材料を選択する際に検討すべき他の要因とし
ては機械加工の容易さ又は製造可能性と費用がある。使
用できる材料にはセラミック、ガラス、ステンレス鋼、
銅、アルミニウム、プラスチック、合金などが含まれ
る。
ニホルド145の形成に選択される材料はそこを通過する
気体の圧力に起因する浸食に耐える能力を有する必要が
あり、破壊なしに低い動作温度に耐える能力を有する必
要がある。材料を選択する際に検討すべき他の要因とし
ては機械加工の容易さ又は製造可能性と費用がある。使
用できる材料にはセラミック、ガラス、ステンレス鋼、
銅、アルミニウム、プラスチック、合金などが含まれ
る。
【００４６】複数のバランス開口又はバランス穴150及
び152を上部送出しマニホルド140と下部送出しマニホル
ド145の境界面155に設けて、その中に低圧点が生成され
ないようにする。バランス穴150及び152は気体の均等な
分布を実現して上部送出しマニホルド140から下部送出
しマニホルド145に渡される気体の圧力を等しくする。
意図せずに低圧点が生成された場合、その圧力の変化が
気体の遷移温度の変化を引き起こし、その結果、ノズル
102の下流側に不均等なエアロゾルが生成される可能性
がある。ノズル内の不均等な圧力分布はノズル内部の気
体の液化又は凝固を引き起こす可能性があり、従って不
安定なエアロゾル・ジェットを引き起こす可能性があ
る。上記で指定した長さを有するマニホルド内でのこれ
らの低圧点の生成を防ぐには、次の隣接するバランス穴
150及び152から約33.9mmの中心間距離で等間隔に配置さ
れた約6個のバランス穴150及び152の列を設けると、低
圧点の生成を防止できることがわかっている。ノズル10
2に供給された気体はバランス穴150に向かい、その結果
これらのバランス穴150は境界面155の端に最も近い位置
にあるバランス穴152よりも高い気圧を受ける。従っ
て、より高い気圧を受けるバランス穴150をより低い圧
力を受けるバランス穴152より小さくする。例えば、バ
ランス穴150及び152はそれぞれ2.54mm乃至6.35mmの直径
にすることができる。具体例を挙げると、バランス穴15
0がそれぞれ約3.18mmの直径を有し、バランス穴152がそ
れぞれ約4.76mmの直径を有する。
び152を上部送出しマニホルド140と下部送出しマニホル
ド145の境界面155に設けて、その中に低圧点が生成され
ないようにする。バランス穴150及び152は気体の均等な
分布を実現して上部送出しマニホルド140から下部送出
しマニホルド145に渡される気体の圧力を等しくする。
意図せずに低圧点が生成された場合、その圧力の変化が
気体の遷移温度の変化を引き起こし、その結果、ノズル
102の下流側に不均等なエアロゾルが生成される可能性
がある。ノズル内の不均等な圧力分布はノズル内部の気
体の液化又は凝固を引き起こす可能性があり、従って不
安定なエアロゾル・ジェットを引き起こす可能性があ
る。上記で指定した長さを有するマニホルド内でのこれ
らの低圧点の生成を防ぐには、次の隣接するバランス穴
150及び152から約33.9mmの中心間距離で等間隔に配置さ
れた約6個のバランス穴150及び152の列を設けると、低
圧点の生成を防止できることがわかっている。ノズル10
2に供給された気体はバランス穴150に向かい、その結果
これらのバランス穴150は境界面155の端に最も近い位置
にあるバランス穴152よりも高い気圧を受ける。従っ
て、より高い気圧を受けるバランス穴150をより低い圧
力を受けるバランス穴152より小さくする。例えば、バ
ランス穴150及び152はそれぞれ2.54mm乃至6.35mmの直径
にすることができる。具体例を挙げると、バランス穴15
0がそれぞれ約3.18mmの直径を有し、バランス穴152がそ
れぞれ約4.76mmの直径を有する。
【００４７】効率を高めるため、ノズル102の上部送出
しマニホルド140と下部送出しマニホルド145に、例えば
約0.76mm乃至約1.27mm程度の薄い壁、即ち断面積の小さ
い壁を備える。なお、壁を薄くすると、上部送出しマニ
ホルド140と下部送出しマニホルド145を所望の動作温度
に迅速に冷却できるようになる。これによってノズル10
2が待機温度から動作温度に移行するサイクル時間が最
小になり、膨張の前の気体の冷却損失も最小になる。
しマニホルド140と下部送出しマニホルド145に、例えば
約0.76mm乃至約1.27mm程度の薄い壁、即ち断面積の小さ
い壁を備える。なお、壁を薄くすると、上部送出しマニ
ホルド140と下部送出しマニホルド145を所望の動作温度
に迅速に冷却できるようになる。これによってノズル10
2が待機温度から動作温度に移行するサイクル時間が最
小になり、膨張の前の気体の冷却損失も最小になる。
【００４８】下部送出しマニホルド145の下壁160は傾斜
しており、この下壁160は出口開口165の列を有しこの出
口開口165を通じてエアロゾルが形成され、洗浄すべき
表面20に向かう。出口開口165はどのような形状でもよ
く、例えば円形の穴やスリットにすることができる。下
壁160の傾斜によりエアロゾルを表面20に斜めに向ける
ことによって、表面20を効果的に洗浄できるようにな
る。なお出口開口165から生成されるエアロゾル・ジェ
ットは表面20に対して0°乃至90°の角度、好ましくは4
5°に向けられる。さらに、出口開口165はエアロゾルが
表面20から所定の距離に固体「カーテン」として形成さ
れるように、気体がそこを通って出る際にオーバーラッ
プできる寸法で離隔させなければならない。これによっ
て、表面20全体がエアロゾルによって覆われ、洗浄すべ
きことが保証される。さらに、出口開口165の直径は物
質が低い圧力まで十分に膨張し、その結果物質の少なく
ともかなりの部分がエアロゾル生成用の物質のジュール
・トンプソン冷却によって凝固するように、十分に小さ
くしなければならない。なお出口開口165の直径は物質
がノズル102に供給される時の圧力の関数である。供給
される物質の圧力が高いほど、許容可能な出口開口165
が大きくなり、その逆も同様である。例えば、気体アル
ゴンをゲージ圧約483000Paで供給している場合、出口開
口165はそれぞれ約0.13mm乃至約2.54mm程度の直径を有
する穴とすることができる。さらに、これらの出口開口
165は次の隣接する出口開口165から約1.59mmの中心間距
離で離隔させることができ、その結果約218.7mmの長さ
を有する下部送出しマニホルド145内に約128個の出口開
口165を置くことができる。
しており、この下壁160は出口開口165の列を有しこの出
口開口165を通じてエアロゾルが形成され、洗浄すべき
表面20に向かう。出口開口165はどのような形状でもよ
く、例えば円形の穴やスリットにすることができる。下
壁160の傾斜によりエアロゾルを表面20に斜めに向ける
ことによって、表面20を効果的に洗浄できるようにな
る。なお出口開口165から生成されるエアロゾル・ジェ
ットは表面20に対して0°乃至90°の角度、好ましくは4
5°に向けられる。さらに、出口開口165はエアロゾルが
表面20から所定の距離に固体「カーテン」として形成さ
れるように、気体がそこを通って出る際にオーバーラッ
プできる寸法で離隔させなければならない。これによっ
て、表面20全体がエアロゾルによって覆われ、洗浄すべ
きことが保証される。さらに、出口開口165の直径は物
質が低い圧力まで十分に膨張し、その結果物質の少なく
ともかなりの部分がエアロゾル生成用の物質のジュール
・トンプソン冷却によって凝固するように、十分に小さ
くしなければならない。なお出口開口165の直径は物質
がノズル102に供給される時の圧力の関数である。供給
される物質の圧力が高いほど、許容可能な出口開口165
が大きくなり、その逆も同様である。例えば、気体アル
ゴンをゲージ圧約483000Paで供給している場合、出口開
口165はそれぞれ約0.13mm乃至約2.54mm程度の直径を有
する穴とすることができる。さらに、これらの出口開口
165は次の隣接する出口開口165から約1.59mmの中心間距
離で離隔させることができ、その結果約218.7mmの長さ
を有する下部送出しマニホルド145内に約128個の出口開
口165を置くことができる。
【００４９】この実施例ではノズル102はノズル102をチ
ャンバ・カバー130のノズル・ハウジング135に取り付け
るための取付けセグメント170及び175を含む。取付けセ
グメント170及び175は溶接などの通常の手段によって、
ノズル・ハウジング135に取り付け又は固定することが
できる。熱伝導を最小にするために図5に示すように、
取付セグメント170及び175をノズル・ハウジング135に
取り付けるだけでノズル102がノズル・ハウジング135内
に支持され、ノズル102の表面の大部分が真空に囲まれ
ることに留意されたい。さらに、熱伝導をさらに最小化
するため、取付けセグメント170及び175のノズル・ハウ
ジング135に固定される部分とノズル102との間の境界面
180及び185の断面積が最小になるように、境界面180及
び185を薄くすることができる。従って、境界面180及び
185はノズル102とノズル・ハウジング135の間の熱障壁
として機能する。例えば、境界面180及び185の厚さは約
0.13mmまで薄くすることができる。
ャンバ・カバー130のノズル・ハウジング135に取り付け
るための取付けセグメント170及び175を含む。取付けセ
グメント170及び175は溶接などの通常の手段によって、
ノズル・ハウジング135に取り付け又は固定することが
できる。熱伝導を最小にするために図5に示すように、
取付セグメント170及び175をノズル・ハウジング135に
取り付けるだけでノズル102がノズル・ハウジング135内
に支持され、ノズル102の表面の大部分が真空に囲まれ
ることに留意されたい。さらに、熱伝導をさらに最小化
するため、取付けセグメント170及び175のノズル・ハウ
ジング135に固定される部分とノズル102との間の境界面
180及び185の断面積が最小になるように、境界面180及
び185を薄くすることができる。従って、境界面180及び
185はノズル102とノズル・ハウジング135の間の熱障壁
として機能する。例えば、境界面180及び185の厚さは約
0.13mmまで薄くすることができる。
【００５０】図9乃至図12に示すもう1つの実施例では、
ノズル202が操作可能又は移動可能な形でノズル取付け
囲い壁、ノズル取付けハウジング又はノズル取付けチャ
ンバ205から延び又はそこからもしくはその中で懸垂さ
れるように、ノズル202を有するノズル装置が取り付け
られる。次いで、ノズル取付けチャンバ205を洗浄する
必要のある、加工チャンバ210又は何らかの処理装置も
しくはその一部に取り付けることができる。その後、例
えば、加工チャンバ210の内壁をノズル202から生成され
るエアロゾルで洗浄するために、ノズル202は加工チャ
ンバ210に向ける。この実施例のノズル202は上記で説明
した実施例のようにハウジングに固定されてはいないの
で、ノズル202には取付けセグメントが不要であり、ノ
ズル202と支持構造の間には境界面が存在しない。従っ
て上記の薄くした境界面180及び185などの熱障壁もこの
実施例では不要である。
ノズル202が操作可能又は移動可能な形でノズル取付け
囲い壁、ノズル取付けハウジング又はノズル取付けチャ
ンバ205から延び又はそこからもしくはその中で懸垂さ
れるように、ノズル202を有するノズル装置が取り付け
られる。次いで、ノズル取付けチャンバ205を洗浄する
必要のある、加工チャンバ210又は何らかの処理装置も
しくはその一部に取り付けることができる。その後、例
えば、加工チャンバ210の内壁をノズル202から生成され
るエアロゾルで洗浄するために、ノズル202は加工チャ
ンバ210に向ける。この実施例のノズル202は上記で説明
した実施例のようにハウジングに固定されてはいないの
で、ノズル202には取付けセグメントが不要であり、ノ
ズル202と支持構造の間には境界面が存在しない。従っ
て上記の薄くした境界面180及び185などの熱障壁もこの
実施例では不要である。
【００５１】少なくともノズル取付けチャンバ205の側
壁215は透明プラスチックなどの透明材料を含み、洗浄
中の加工チャンバ210の内部が使用者に見えるようにな
っており、またノズル取付けチャンバ205内のノズル装
置も使用者に見えるようになっていることが好ましい。
側壁215はカバー225とフランジ230の間に位置し、カバ
ー225とフランジ230は例えば、ノズル取付けチャンバ20
5中を通って延びカバー225及びフランジ230に固定され
た4本の鋼棒235などを使用して一緒に保持される。
壁215は透明プラスチックなどの透明材料を含み、洗浄
中の加工チャンバ210の内部が使用者に見えるようにな
っており、またノズル取付けチャンバ205内のノズル装
置も使用者に見えるようになっていることが好ましい。
側壁215はカバー225とフランジ230の間に位置し、カバ
ー225とフランジ230は例えば、ノズル取付けチャンバ20
5中を通って延びカバー225及びフランジ230に固定され
た4本の鋼棒235などを使用して一緒に保持される。
【００５２】フランジ230はボルト212を使用するなど通
常の手段によって加工チャンバ210に一時的に取外し可
能に取り付けることができる。具体的な例として、本発
明の装置は米国カリフォルニア州Santa ClaraのApplied
Materials,Inc.製のAME5000プラズマ加工チャンバに取
り付けその内壁を効果的に洗浄できることがわかってい
る。
常の手段によって加工チャンバ210に一時的に取外し可
能に取り付けることができる。具体的な例として、本発
明の装置は米国カリフォルニア州Santa ClaraのApplied
Materials,Inc.製のAME5000プラズマ加工チャンバに取
り付けその内壁を効果的に洗浄できることがわかってい
る。
【００５３】ノズル取付けチャンバ205には、さらにパ
ージ・ポート240と出口ポート245が含まれる。パージ・
ポート240にはパージ気体供給源242が接続されている。
パージ気体をノズル取付けチャンバ205に導入し、これ
によってノズル取付けチャンバ205、カバー225、フラン
ジ230及び加工チャンバ210の内側表面や洗浄中の表面を
含めてそこに格納される構成要素の表面に凝縮物又は不
純物が形成されないようにする。例えば、パージ気体は
少なくとも約99％の純度を有する必要があり、このパー
ジ気体は例えば乾燥した気体窒素とすることができる。
出口ポート245は排気ポンプ又は真空ポンプ247に接続さ
れる。このパージと真空排気は加工チャンバ210の表面
から洗い落された汚染物又は粒子を出口ポート245から
除去して、汚染物又は粒子が加工チャンバ210を再汚染
するのを防止するように配置される。例えば、ノズル取
付けチャンバ205と加工チャンバ210内で正圧を確立する
ようにパージと真空排気を配置することが、この課題を
達成するための技法の1つである。
ージ・ポート240と出口ポート245が含まれる。パージ・
ポート240にはパージ気体供給源242が接続されている。
パージ気体をノズル取付けチャンバ205に導入し、これ
によってノズル取付けチャンバ205、カバー225、フラン
ジ230及び加工チャンバ210の内側表面や洗浄中の表面を
含めてそこに格納される構成要素の表面に凝縮物又は不
純物が形成されないようにする。例えば、パージ気体は
少なくとも約99％の純度を有する必要があり、このパー
ジ気体は例えば乾燥した気体窒素とすることができる。
出口ポート245は排気ポンプ又は真空ポンプ247に接続さ
れる。このパージと真空排気は加工チャンバ210の表面
から洗い落された汚染物又は粒子を出口ポート245から
除去して、汚染物又は粒子が加工チャンバ210を再汚染
するのを防止するように配置される。例えば、ノズル取
付けチャンバ205と加工チャンバ210内で正圧を確立する
ようにパージと真空排気を配置することが、この課題を
達成するための技法の1つである。
【００５４】圧力調整機249をパージ配管又は真空排気
のいずれか又は両方に付加することができる。圧力調整
機249を用いると、ノズル取付けチャンバ205内の圧力を
調整できるようになり、エアロゾルを生成しているか否
かにかかわらず、その圧力を一定値に維持できるように
なる。圧力調整機249は圧力平衡設計に従ってパージ側
又は真空排気側もしくはその両方に接続することがで
き、図では真空排気側にある。さらに計器250を組み込
んでノズル取付けチャンバ205内の圧力を監視できるよ
うにすることも可能である。
のいずれか又は両方に付加することができる。圧力調整
機249を用いると、ノズル取付けチャンバ205内の圧力を
調整できるようになり、エアロゾルを生成しているか否
かにかかわらず、その圧力を一定値に維持できるように
なる。圧力調整機249は圧力平衡設計に従ってパージ側
又は真空排気側もしくはその両方に接続することがで
き、図では真空排気側にある。さらに計器250を組み込
んでノズル取付けチャンバ205内の圧力を監視できるよ
うにすることも可能である。
【００５５】エアロゾルを生成するのに使用される気体
又は液体の供給源をノズル取付けチャンバ205内の供給
管路260に供給するために、入口255に接続する。上記に
示したように、供給される具体的な物質とその形態、即
ち気体、液体又は気体と液体の混合物は洗浄すべき表面
と純度要件に応じて変わる。一般に物質を選択する際に
考慮すべき他の要因にはその物質によって引き起こされ
る表面の損傷、洗浄すべき粒子の種類、作業環境、その
物質の入手しやすさ、その物質によって引き起こされる
環境上の危険などが含まれる。例えば、液体二酸化炭素
は加工チャンバの洗浄に有効であることがわかってい
る。なお、二酸化炭素エアロゾルは有機性の堆積物の除
去に好ましい。
又は液体の供給源をノズル取付けチャンバ205内の供給
管路260に供給するために、入口255に接続する。上記に
示したように、供給される具体的な物質とその形態、即
ち気体、液体又は気体と液体の混合物は洗浄すべき表面
と純度要件に応じて変わる。一般に物質を選択する際に
考慮すべき他の要因にはその物質によって引き起こされ
る表面の損傷、洗浄すべき粒子の種類、作業環境、その
物質の入手しやすさ、その物質によって引き起こされる
環境上の危険などが含まれる。例えば、液体二酸化炭素
は加工チャンバの洗浄に有効であることがわかってい
る。なお、二酸化炭素エアロゾルは有機性の堆積物の除
去に好ましい。
【００５６】ノズル202による膨張の前に冷却が必要な
時、即ち気体からエアロゾルを生成する時には、上記に
指定した詳細に従って入口255を熱交換機10の配管45に
接続しなければならない。しかし、低温の液体又は気液
混合物を使用し、そのような冷却が不要な場合には入口
255を液体又は気液混合物の供給源に直接接続すること
ができる。
時、即ち気体からエアロゾルを生成する時には、上記に
指定した詳細に従って入口255を熱交換機10の配管45に
接続しなければならない。しかし、低温の液体又は気液
混合物を使用し、そのような冷却が不要な場合には入口
255を液体又は気液混合物の供給源に直接接続すること
ができる。
【００５７】供給管路260を介してノズル202へ物質を供
給して、加工チャンバ210の内側を洗浄するためのエア
ロゾルを生成する。供給管路260の一端はカバー225に固
定され、供給管路260の他端はステンレス鋼のカラー263
や溶接など通常の手段を使用してノズル202に接続され
る。従って、ノズル202は供給管路260によって吊るされ
る。供給管路260の長さは洗浄すべき加工チャンバ210の
寸法とエアロゾルを通じる必要のある加工チャンバ210
の面積とに応じて変わる。なお供給管路260は適宜図の
ようにノズル202がフランジ230を越えて延びる長さとし
てもよく、あるいはノズル202がノズル取付けチャンバ2
05内に留まるように短縮してもよい。
給して、加工チャンバ210の内側を洗浄するためのエア
ロゾルを生成する。供給管路260の一端はカバー225に固
定され、供給管路260の他端はステンレス鋼のカラー263
や溶接など通常の手段を使用してノズル202に接続され
る。従って、ノズル202は供給管路260によって吊るされ
る。供給管路260の長さは洗浄すべき加工チャンバ210の
寸法とエアロゾルを通じる必要のある加工チャンバ210
の面積とに応じて変わる。なお供給管路260は適宜図の
ようにノズル202がフランジ230を越えて延びる長さとし
てもよく、あるいはノズル202がノズル取付けチャンバ2
05内に留まるように短縮してもよい。
【００５８】この実施例のノズル202はその上に保護コ
ーティング265を含むことができ、出口開口270を一つだ
け有してもよい。保護コーティング265は誤ってノズル2
02を接触させた時に加工チャンバ210の内側表面を損傷
から保護する。保護コーティング265は例えばテフロン
(DuPont,Co.社のポリテトラフルオロエチレンの商標)な
どそのような目的に適した材料を含むことができる。
ーティング265を含むことができ、出口開口270を一つだ
け有してもよい。保護コーティング265は誤ってノズル2
02を接触させた時に加工チャンバ210の内側表面を損傷
から保護する。保護コーティング265は例えばテフロン
(DuPont,Co.社のポリテトラフルオロエチレンの商標)な
どそのような目的に適した材料を含むことができる。
【００５９】出口開口270はノズル202の端に接したもの
として図示してあるが、出口開口270はノズル202上で洗
浄のためエアロゾルの向きを定めるのに好都合などんな
場所に置いてもよい。例えば、出口開口270をノズル202
の側面に置くこともできる。さらに出口開口270は1つだ
け図示してあるが適切な洗浄に必要な任意の個数の出口
開口270を任意のパターンでノズル202内に置くことがで
きる。含まれる出口開口270の個数は洗浄すべき表面の
表面積に応じて変わる。ノズル202の先端にあり、約0.5
1mmの直径を有する単一の円形の開口が特定の加工チャ
ンバの洗浄に有効なエアロゾルを生成する能力を有する
ことが示されている。ノズル202用の出口開口270のさま
ざまな配置の例を図13乃至図15に示す。なお、ノズル20
2は多数の洗浄要件に合わせるために取外し可能かつ交
換可能にすることができる。
として図示してあるが、出口開口270はノズル202上で洗
浄のためエアロゾルの向きを定めるのに好都合などんな
場所に置いてもよい。例えば、出口開口270をノズル202
の側面に置くこともできる。さらに出口開口270は1つだ
け図示してあるが適切な洗浄に必要な任意の個数の出口
開口270を任意のパターンでノズル202内に置くことがで
きる。含まれる出口開口270の個数は洗浄すべき表面の
表面積に応じて変わる。ノズル202の先端にあり、約0.5
1mmの直径を有する単一の円形の開口が特定の加工チャ
ンバの洗浄に有効なエアロゾルを生成する能力を有する
ことが示されている。ノズル202用の出口開口270のさま
ざまな配置の例を図13乃至図15に示す。なお、ノズル20
2は多数の洗浄要件に合わせるために取外し可能かつ交
換可能にすることができる。
【００６０】比較的多数の出口開口270が必要な場合に
は、低圧点の問題が発生する可能性があるので、上記で
説明した上部送り出しマニホルドと下部送り出しマニホ
ルドの配置を実施する必要が生じることがある。もちろ
ん、出口開口270を1つだけ使用する時には、圧力平衡化
の問題は存在しない。また、上記で指定したように、出
口開口270の寸法は物質が供給される時の圧力に依存す
るが、エアロゾル生成に適した膨張が可能なように適度
に小さくしなければならない。従って、ノズル202は、
通常のねじ、ピン、クランプなどを用いて取り付けるこ
とによって、簡単に取外し可能にすることができ、その
結果さまざまな位置に開口を有する交換ノズルが交換し
て使用できるようになる。
は、低圧点の問題が発生する可能性があるので、上記で
説明した上部送り出しマニホルドと下部送り出しマニホ
ルドの配置を実施する必要が生じることがある。もちろ
ん、出口開口270を1つだけ使用する時には、圧力平衡化
の問題は存在しない。また、上記で指定したように、出
口開口270の寸法は物質が供給される時の圧力に依存す
るが、エアロゾル生成に適した膨張が可能なように適度
に小さくしなければならない。従って、ノズル202は、
通常のねじ、ピン、クランプなどを用いて取り付けるこ
とによって、簡単に取外し可能にすることができ、その
結果さまざまな位置に開口を有する交換ノズルが交換し
て使用できるようになる。
【００６１】エアロゾルを加工チャンバ210の汚染され
た表面のすべてに通じさせ、洗浄するために、ノズル20
2を操作してそのような汚染された表面にエアロゾルを
向けるための手段を設けなければならない。なお、供給
管路260は必要な低温での洗浄の間に適度な柔軟性を保
つ材料を含むことができる。その場合供給管路260を操
作して洗浄すべき表面にノズル202を向けることができ
る。例えば、プラスチックや特定の金属の構成を供給管
路260の構造に使用して必要な柔軟性を達成することが
できる。具体的な例として外径約3.18mmのステンレス鋼
編組み配管が、室温、ゲージ圧約5520000Paで液体二酸
化炭素からエアロゾルを生成するのに十分な柔軟性を保
つことがわかっている。
た表面のすべてに通じさせ、洗浄するために、ノズル20
2を操作してそのような汚染された表面にエアロゾルを
向けるための手段を設けなければならない。なお、供給
管路260は必要な低温での洗浄の間に適度な柔軟性を保
つ材料を含むことができる。その場合供給管路260を操
作して洗浄すべき表面にノズル202を向けることができ
る。例えば、プラスチックや特定の金属の構成を供給管
路260の構造に使用して必要な柔軟性を達成することが
できる。具体的な例として外径約3.18mmのステンレス鋼
編組み配管が、室温、ゲージ圧約5520000Paで液体二酸
化炭素からエアロゾルを生成するのに十分な柔軟性を保
つことがわかっている。
【００６２】操作性を提供するためのもう1つの手段
は、例えば供給管路260をカバー225に接続する自在型の
継手264を含むものである。この場合、供給管路260を継
手264のところで旋回させて洗浄すべき表面にノズル202
を向けることができる。
は、例えば供給管路260をカバー225に接続する自在型の
継手264を含むものである。この場合、供給管路260を継
手264のところで旋回させて洗浄すべき表面にノズル202
を向けることができる。
【００６３】操作を制御するためにロボット・アームな
どの通常の自動操作手段を設けることができ、また手動
操作手段を設けることもできる。図示のように、手動操
作の場合、ノズル取付けチャンバ205にアクセス開口275
を設けることができ、このアクセス開口275を介して例
えば1つ又は複数の手袋222をノズル取付けチャンバ205
内に導入することができる。アクセス開口275は例えば
ステンレス鋼からなり、ノズル取付けチャンバ205内の
大気からの十分な密閉を維持しながら手袋222を受ける
ように適合された枠280を有することができる。使用者
の手を手袋222に挿入してノズル202を手動操作する。さ
らに、より簡単な又はより便利な操作のためにノズル・
グリップ220を供給管路260に沿ってノズル202より前の
位置に設けてハンドルとして使用することができる。ノ
ズル・グリップ220は例えばテフロン(DuPont,Co.社のポ
リテトラフルオロエチレンの商標)を含むことができ
る。さらに便利かつ安全にするために供給管路260に沿
って弁223を設けてノズル202への物質の供給を制御又は
調節することもできる。
どの通常の自動操作手段を設けることができ、また手動
操作手段を設けることもできる。図示のように、手動操
作の場合、ノズル取付けチャンバ205にアクセス開口275
を設けることができ、このアクセス開口275を介して例
えば1つ又は複数の手袋222をノズル取付けチャンバ205
内に導入することができる。アクセス開口275は例えば
ステンレス鋼からなり、ノズル取付けチャンバ205内の
大気からの十分な密閉を維持しながら手袋222を受ける
ように適合された枠280を有することができる。使用者
の手を手袋222に挿入してノズル202を手動操作する。さ
らに、より簡単な又はより便利な操作のためにノズル・
グリップ220を供給管路260に沿ってノズル202より前の
位置に設けてハンドルとして使用することができる。ノ
ズル・グリップ220は例えばテフロン(DuPont,Co.社のポ
リテトラフルオロエチレンの商標)を含むことができ
る。さらに便利かつ安全にするために供給管路260に沿
って弁223を設けてノズル202への物質の供給を制御又は
調節することもできる。
【００６４】ここで図16及び図17を参照すると、本発明
のもう1つの実施例では、フランジ300が加工チャンバ30
5を洗浄するため加工チャンバ305に直接取り付けられる
よう適合されている。フランジ300は上記で説明したよ
うに従来通り加工チャンバ305に取り付けられ、永久的
に取り付けられるようにすることも洗浄の間だけ一時的
に取り付けるようにすることもできる。図からわかるよ
うに、フランジ300はパージ気体供給源315が接続された
パージ・ポート310と排気ポンプ又は真空ポンプ325が接
続された出口ポート320を含み、圧力調整機326が真空排
気管路に接続される。さらにノズル330がフランジ300に
取り付けられる。ノズル330は移動可能又は操作可能に
取り付けるることも固定的に取り付けることもでき、供
給源はノズル330の入口335に直接取り付けられる。上記
と同様に、自在型の継手340を設けてノズル330をフラン
ジ300に接続することができアクセス開口345をフランジ
300内に設けてノズル330を操作できるようにすることが
できる。さらに、このパージ及び真空排気手段は加工チ
ャンバ305内に正圧をもたらし、加工チャンバ305内面上
での凝縮物又は水分は不純物の形成を防止し、加工チャ
ンバ305の再汚染を防止する。
のもう1つの実施例では、フランジ300が加工チャンバ30
5を洗浄するため加工チャンバ305に直接取り付けられる
よう適合されている。フランジ300は上記で説明したよ
うに従来通り加工チャンバ305に取り付けられ、永久的
に取り付けられるようにすることも洗浄の間だけ一時的
に取り付けるようにすることもできる。図からわかるよ
うに、フランジ300はパージ気体供給源315が接続された
パージ・ポート310と排気ポンプ又は真空ポンプ325が接
続された出口ポート320を含み、圧力調整機326が真空排
気管路に接続される。さらにノズル330がフランジ300に
取り付けられる。ノズル330は移動可能又は操作可能に
取り付けるることも固定的に取り付けることもでき、供
給源はノズル330の入口335に直接取り付けられる。上記
と同様に、自在型の継手340を設けてノズル330をフラン
ジ300に接続することができアクセス開口345をフランジ
300内に設けてノズル330を操作できるようにすることが
できる。さらに、このパージ及び真空排気手段は加工チ
ャンバ305内に正圧をもたらし、加工チャンバ305内面上
での凝縮物又は水分は不純物の形成を防止し、加工チャ
ンバ305の再汚染を防止する。
【００６５】本発明を具体的な実施例に関して説明して
きたが、前述の説明を考慮すれば多数の代替案、修正及
び変形が当業者に明白になることは明らかである。従っ
て、本発明は本発明及び特許請求の範囲の趣旨及び範囲
に含まれるそのような代替案、修正及び変形のすべてを
包含するものである。
きたが、前述の説明を考慮すれば多数の代替案、修正及
び変形が当業者に明白になることは明らかである。従っ
て、本発明は本発明及び特許請求の範囲の趣旨及び範囲
に含まれるそのような代替案、修正及び変形のすべてを
包含するものである。
【図１】エアロゾル洗浄装置の全体概略図である。
【図２】本発明による熱交換機の部分断面図である。
【図３】図2の熱交換機の一部分の断面図である。
【図４】図2の熱交換機に使用される断熱材の断面図で
ある。
ある。
【図５】本発明による表面洗浄用装置の1実施例の断面
図である。
図である。
【図６】本発明によるノズル・チップの正面部分断面図
である。
である。
【図７】図6のノズル・チップを異なる角度から見た図
である。
である。
【図８】図6のノズル・チップを異なる角度から見た図
である。
である。
【図９】本発明による表面洗浄用装置のもう1つの実施
例の断面図である。
例の断面図である。
【図１０】図9の装置の平面図である。
【図１１】図9の装置の底面図である。
【図１２】本発明によるノズル・チップの断面図であ
る。
る。
【図１３】本発明に従って使用できるノズルの例を示す
図である。
図である。
【図１４】本発明に従って使用できるノズルの例を示す
図である。
図である。
【図１５】本発明に従って使用できるノズルの例を示す
図である。
図である。
【図１６】本発明による表面洗浄用装置のもう1つの実
施例の断面図である。
施例の断面図である。
【図１７】図16の装置の平面図である。
202 ノズル 205 ノズル取付けチャンバ 210 加工チャンバ 215 側壁 220 ノズル・グリップ 222 手袋 223 弁 225 カバー 230 フランジ 240 パージ・ポート 242 パージ気体供給源 245 出口ポート 247 真空ポンプ 249 圧力調整機 255 入口 260 供給管路 264 継手 265 保護コーティング 270 出口開口 275 アクセス開口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウィリアム・アルバート・キャヴァリエ ール アメリカ合衆国12585 ニューヨーク州 ヴァーバンク アール・アール２ ボッ クス15 (72)発明者 チャールズ・リチャード・ダート・ザセ カンド アメリカ合衆国33067 フロリダ州コー ラル・スプリングズ ウェストビュー・ ドライブ9701 アパートメント1419 (72)発明者 ティモシー・ハリソン・フリーバーン アメリカ合衆国12540 ニューヨーク州 ラグランジュヴィル エマンズ・ロード 55 (72)発明者 デーヴィッド・クライド・リネル アメリカ合衆国12601 ニューヨーク州 ポーキープシー ロックデール・ロード 172 (72)発明者 ジェームズ・エム・ミラー アメリカ合衆国12564 ニューヨーク州 ポーリング ヘンリー・ストリート14 (72)発明者 ジン・ジュワン・ウー アメリカ合衆国10562 ニューヨーク州 オスィニング クロトンアベニュー139 ナンバー・エフ (56)参考文献 特表 昭60−502166（ＪＰ，Ａ) 特公 昭64−7831（ＪＰ，Ｂ２) 米国特許5209028（ＵＳ，Ａ)
Claims (7)
- 【請求項１】 物質を受け取り冷却するための熱交換機
と、 前記熱交換機から前記物質を第1の圧力で受け取るため
の入口を有する送出し管路と、 前記送出し管路から前記物質を受取るためのノズルと、 前記送出し管路及び前記ノズル上への凝縮物の形成を防
止するための凝縮防止手段とを具備する、物質からエア
ロゾルを生成するための装置において、 前記熱交換機は、ハウジング、前記ハウジング内に取り
付けられた固体材料を有する低温タンク、前記低温タン
クを制御可能に冷却するための冷却手段及び温度の正確
な維持を行うために前記低温タンクを加熱するために熱
源を有する温度制御手段、並びに前記タンク及び前記物
質の間の熱的接触を可能にして前記低温タンクから前記
物質へ冷却エネルギーを伝達させ前記物質を制御可能に
冷却するためのエネルギー交換手段を含み、 前記ノズルは少なくとも１つの出口開口を有し、前記物
質の前記出口開口の通過により前記物質が前記第1の圧
力からこれより低い第2の圧力に膨張されて前記物質が
凝固されエアロゾルが生成されることを特徴とする、物
質からエアロゾルを生成するための装置。 - 【請求項２】 物質を受け取り冷却するための熱交換機
と、 前記熱交換機から前記物質を第1の圧力で受け取るため
の入口を有する送出し管路と、 前記送出し管路から前記物質を受取るためのノズルと、 前記送出し管路及び前記ノズル上への凝縮物の形成を防
止するための凝縮防止手段とを具備する、物質からエア
ロゾルを生成するための装置において、 前記熱交換機は、ハウジング、前記ハウジング内に取り
付けられた固体材料を有する低温タンク、前記低温タン
クを制御可能に冷却するために77゜Kで200Wの出力を供
給できる閉サイクル冷凍機を有する温度制御手段、並び
に前記タンク及び前記物質の間の熱的接触を可能にして
前記低温タンクから前記物質へ冷却エネルギーを伝達さ
せ前記物質を制御可能に冷却するためのエネルギー交換
手段を含み、 前記ノズルは少なくとも１つの出口開口を有し、前記物
質の前記出口開口の通過により前記物質が前記第1の圧
力からこれより低い第2の圧力に膨張されて前記物質が
凝固されエアロゾルが生成されることを特徴とする、物
質からエアロゾルを生成するための装置。 - 【請求項３】 物質を受け取り冷却するための熱交換機
と、 前記熱交換機から前記物質を第1の圧力で受け取るため
の入口を有する送出し管路と、 前記送出し管路から前記物質を受取るためのノズルと、 前記送出し管路及び前記ノズル上への凝縮物の形成を防
止するための凝縮防止手段とを具備する、物質からエア
ロゾルを生成するための装置において、 前記熱交換機は、ハウジング、前記ハウジング内に取り
付けられた固体材料を有する低温タンク、前記低温タン
クを制御可能に冷却するための冷却手段を有する温度制
御手段、並びに前記タンク及び前記物質の間の熱的接触
を可能にして前記低温タンクから前記物質へ冷却エネル
ギーを伝達させ前記物質を制御可能に冷却するためのエ
ネルギー交換手段を含み、 前記ノズルは少なくとも１つの出口開口を有し、前記物
質の前記出口開口の通過により前記物質が前記第1の圧
力からこれより低い第2の圧力に膨張されて前記物質が
凝固されエアロゾルが生成され、前記ノズルは内部に低
圧力点が存在しないように内部圧力をバランスさせる圧
力バランス手段を有することを特徴とする、物質からエ
アロゾルを生成するための装置。 - 【請求項４】 物質を受け取り冷却するための熱交換機
と、 前記熱交換機から前記物質を第1の圧力で受け取るため
の入口を有する送出し管路と、 前記送出し管路から前記物質を受取るためのノズルと、 前記送出し管路及び前記ノズル上への凝縮物の形成を防
止するための凝縮防止手段とを具備する、物質からエア
ロゾルを生成するための装置において、 前記熱交換機は、ハウジング、前記ハウジング内に取り
付けられた固体材料を有する低温タンク、前記低温タン
クを制御可能に冷却するための冷却手段を有する温度制
御手段、並びに前記タンク及び前記物質の間の熱的接触
を可能にして前記低温タンクから前記物質へ冷却エネル
ギーを伝達させ前記物質を制御可能に冷却するためのエ
ネルギー交換手段を含み、 前記ノズルは少なくとも１つの出口開口を有し、前記物
質の前記出口開口の通過により前記物質が前記第1の圧
力からこれより低い第2の圧力に膨張されて前記物質が
凝固されエアロゾルが生成され、 前記装置は更に前記ハウジングを断熱するための真空断
熱手段を含み、前記真空断熱手段は90゜エルボを介して
前記ハウジング上に取り付けられたポンプを有すること
を特徴とする、物質からエアロゾルを生成するための装
置。 - 【請求項５】 物質を受け取り冷却するための熱交換機
と、 前記熱交換機から前記物質を第1の圧力で受け取るため
の入口を有する送出し管路と、 前記送出し管路から前記物質を受取るためのノズルと、 前記送出し管路及び前記ノズル上への凝縮物の形成を防
止するための凝縮防止手段とを具備する、物質からエア
ロゾルを生成するための装置において、 前記熱交換機は、ハウジング、前記ハウジング内に取り
付けられた固体材料を有する低温タンク、前記低温タン
クを制御可能に冷却するための冷却手段を有する温度制
御手段、並びに前記タンク及び前記物質の間の熱的接触
を可能にして前記低温タンクから前記物質へ冷却エネル
ギーを伝達させ前記物質を制御可能に冷却するためのエ
ネルギー交換手段を含み、 前記ノズルは少なくとも１つの出口開口を有し、前記物
質の前記出口開口の通過により前記物質が前記第1の圧
力からこれより低い第2の圧力に膨張されて前記物質が
凝固されエアロゾルが生成され、 前記装置は更に前記ハウジングを断熱するための断熱手
段を含み、前記断熱手段は断熱材の層及び真空断熱手段
を有し、前記真空断熱手段は90゜エルボを介して前記ハ
ウジング上に取り付けられたポンプを有することを特徴
とする、物質からエアロゾルを生成するための装置。 - 【請求項６】 物質を受け取り冷却するための熱交換機
と、 前記熱交換機から前記物質を第1の圧力で受け取るため
の入口を有する送出し管路と、 前記送出し管路から前記物質を受取るためのノズルと、 前記送出し管路及び前記ノズル上への凝縮物の形成を防
止するための凝縮防止手段とを具備する、物質からエア
ロゾルを生成するための装置において、 前記熱交換機は、ハウジング、前記ハウジング内に取り
付けられた固体材料を有する低温タンク、前記低温タン
クを制御可能に冷却するための冷却手段を有する温度制
御手段、並びに前記タンク及び前記物質の間の熱的接触
を可能にして前記低温タンクから前記物質へ冷却エネル
ギーを伝達させ前記物質を制御可能に冷却するために前
記低温タンクにろう付けされたステンレス鋼の配管を有
するエネルギー交換手段を含み、 前記ノズルは少なくとも１つの出口開口を有し、前記物
質の前記出口開口の通過により前記物質が前記第1の圧
力からこれより低い第2の圧力に膨張されて前記物質が
凝固されエアロゾルが生成されることを特徴とする、物
質からエアロゾルを生成するための装置。 - 【請求項７】 物質を受け取り冷却するための熱交換機
と、 前記熱交換機から前記物質を第1の圧力で受け取るため
の入口を有する送出し管路と、 前記送出し管路から前記物質を受取るためのノズルと、 前記送出し管路及び前記ノズル上への凝縮物の形成を防
止するための凝縮防止手段とを具備する、物質からエア
ロゾルを生成するための装置において、 前記熱交換機は、ハウジング、前記ハウジング内に取り
付けられた固体材料を有し溝を持つ低温タンク、前記低
温タンクを制御可能に冷却するための冷却手段を有する
温度制御手段、並びに前記タンク及び前記物質の間の熱
的接触を可能にして前記低温タンクから前記物質へ冷却
エネルギーを伝達させ前記物質を制御可能に冷却するた
めに前記低温タンクの前記溝内に受け取られた配管を有
するエネルギー交換手段を含み、 前記ノズルは少なくとも１つの出口開口を有し、前記物
質の前記出口開口の通過により前記物質が前記第1の圧
力からこれより低い第2の圧力に膨張されて前記物質が
凝固されエアロゾルが生成されることを特徴とする、物
質からエアロゾルを生成するための装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/076,052 US5377911A (en) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | Apparatus for producing cryogenic aerosol |
| US076052 | 1993-06-14 | ||
| EP94480133A EP0712691B1 (en) | 1993-06-14 | 1994-11-15 | Apparatus for producing cryogenic aerosol |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0716510A JPH0716510A (ja) | 1995-01-20 |
| JP2739926B2 true JP2739926B2 (ja) | 1998-04-15 |
Family
ID=26137596
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6120991A Expired - Fee Related JP2739926B2 (ja) | 1993-06-14 | 1994-06-02 | エアロゾルを生成するための装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5377911A (ja) |
| EP (2) | EP0633098B1 (ja) |
| JP (1) | JP2739926B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6726777B1 (en) | 1999-06-24 | 2004-04-27 | Sumitomo Heavy Industries Ltd. | Cleaning method and apparatus using fluid spraying |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5512106A (en) * | 1993-01-27 | 1996-04-30 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Surface cleaning with argon |
| US5377911A (en) * | 1993-06-14 | 1995-01-03 | International Business Machines Corporation | Apparatus for producing cryogenic aerosol |
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