JP3209426B2 - 複雑な形状を有するマイクロパーツの洗浄 - Google Patents

複雑な形状を有するマイクロパーツの洗浄

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JP3209426B2 JP50708993A JP50708993A JP3209426B2 JP 3209426 B2 JP3209426 B2 JP 3209426B2 JP 50708993 A JP50708993 A JP 50708993A JP 50708993 A JP50708993 A JP 50708993A JP 3209426 B2 JP3209426 B2 JP 3209426B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 精密部品、精密パーツ（Sensitive component）、例
えば航宙機パーツ、ベアリング、電子機器などを洗浄す
ることについての数多くの適用例がある。電子パーツ
（electronic又はelectric components）や電気パーツ
は、使用中に例えば煙、塵、空気中の汚染物質あるいは
油や潤滑油によって汚染される。油は、その低い表面張
力と高い粘性のために他の多くの汚染物質に比べて置換
されにくく、多くの溶媒や洗浄剤あるいはその両者を用
いて取り除くことが困難である。
多くのアルコール、弗素化アルコールや他のハロゲン
化化合物が汚染物質、特に油による汚染物質に対する置
換剤として有効であることが知られている。たとえば、
塩素化炭化水素、フレオン（FreonsTM）などのクロロフ
ルオロカーボン類（CFCs）がともに使用されている。濃
腐食性酸あるいはこれを基剤にしたものも洗浄剤として
使用されている。これらの洗浄剤は、時として値段が張
り、取扱いに危険で現在の環境や廃棄問題となる。
内科、歯科、外科や食品加工においての機器類の浄
化、殺菌にソニック又は音波洗浄（sonic cleaning）が
用いられている。この方法は、機器類を水槽内に置いて
ウルトラソニックエネルギーで処理することを一般に伴
う。ウルトラソニックエネルギーを用いた処理は液体中
に浮遊している微生物の殺菌にとっては効果的であるこ
とは、バァウチャによる米国特許第4211744号明細書（1
980年）などに記載されていて、これまでに認識されて
いることである。コンタクトレンズ（米国特許第438282
4号明細書ハレック（1983年））、外科用具（米国特許
第4193818号明細書ヤング他（1980年））米国特許第444
8750号明細書（1984年））医師の手（米国特許第419381
8号明細書フィシュマン（1969年））など身体の一部分
などの洗浄、殺菌にもウルトラソニックエネルギーが使
用されている。
流体処理の後に、パーツは通常乾燥される。濯ぎ液の
蒸発は、点や筋を残すので好ましくない。超純粋水の蒸
発であってもパーツの表面を乾燥させるときに問題を引
き起こすことになる。例えば、この水が半導体ウェファ
ー表面の微量のシリコンおよび二酸化シリコンを溶か
し、その後の蒸発によりウェファー表面には溶融物質の
余物が残る。
スピン−リンサードライヤとして知られる装置は、水
の蒸発を伴なわずに物体を乾燥するのに有用である。こ
の種の装置は、水を物体の表面から“投げる”（thro
w）ために遠心力を利用している。この力は物体に加わ
る機械的応力により、特に大きな物や脆い物の破壊を引
き起こす。さらに、スピン−リンサードライヤの機械的
な複雑さ故に汚染の制御に問題もはらんでいる。通常、
物体は乾燥した窒素の中を高速で通過するので、その対
象物体の表面に静電気が発生する。乾燥機を開けたとき
に、反対の極性に帯電している空気中の微粒子はその物
質に急速に引き付けられて、微粒子による汚染を結果と
して引き起こす。回転中に、上記欠点を伴う物の表面か
ら水が蒸発するのを防ぐことは難しい。
最近、精密パーツの蒸気あるいは化学的乾燥による方
法や装置が開発されてきた。化学的乾燥は２つの工程を
有している。第１の工程は、濯ぎ流体を流し去って非水
性乾燥流体に置換することである。第２の工程は、非水
性乾燥流体を窒素などのあらかじめ乾燥させたガスを用
いて蒸発させることである。イソプロパノールを用いた
半導体ウェファーの化学的乾燥の方法が米国特許第4778
532号明細書や米国特許第4911761号明細書に記載されて
いる。
本発明の目的は、精密パーツ、特に複雑な形状を有す
るパーツの脱脂、洗浄および乾燥に使用することができ
る方法および装置を提供することにある。
発明の要旨 本発明は、囲まれた容器に物体を置き、洗浄および／
あるいは濯ぎ流体を容器中を順次通過させ、次にその物
体の表面に残余物を付着させない条件下で乾燥すること
により物体の表面を洗浄する方法および装置に関する。
洗浄および濯ぎ流体は、除去すべき汚染の種類に応じて
選定されるもので、水性、非水性の流体を含むものであ
る。好ましい実施例においては、容器の中の流体の少な
くとも１つに音波エネルギーが与えられている。
この方法は、たとえばディスク上の情報を読み出しお
よび／あるいは記録するためのコンピュータシステムに
使用される読み取りヘッドなどの複雑なパーツのような
精密電子パーツの洗浄に有用である。この方法は、ハー
ドディスク、航宙機パーツ（ジャイロスコープ、ボール
ベアリングなど）、医用機器や他の精密パーツの洗浄に
有用である。この方法は、デフラックスプリント配線基
板にも使用することができ、マイクロパーツの脱脂、特
に伝統的なフレオン（FreonsTM）処理の代替として使用
することが出来る。多くの境界や面を有するつまり複雑
な形状を持つパーツは本方法を用いることで十分に洗浄
および乾燥がなされる。本プロトコルは、金属、セラミ
ックあるいはプラスチックの表面において使用すること
が出来る。
本装置は、洗浄すべき物体（対象物）を収容する容器
と、液体の流れがこの容器中を通過し、容器内部に配置
される対象物の周囲を通過するようにする手段を具備す
る。洗浄および濯ぎ液体は、容器の底部に位置するポー
トを介してその容器に導入することが好ましい。本装置
は、すべての表面の洗浄および濯ぎが申し分なく行える
ように液体を撹拌する手段を有してもよい。好ましく
は、ウルトラソニックあるいはメガソニックエネルギー
となる音波を発生する手段がこの目的に使用される。本
装置は、総体的な汚染を除去するために液体の飛沫によ
って対象物を予備洗浄するスプレーヘッドを選択的に備
えることが出来る。本装置は、容器の上部に位置する第
２のポートから液体を取り除く手段、有機乾燥溶剤ある
い蒸気を容器封入して対象物を乾燥する手段を具備す
る。
本発明の好ましい実施例において、不活性ガスあるい
は空気を導入する手段や洗浄および濯ぎ液体を容器を介
して循環させる手段が本装置に含まれている。容器は、
好ましくはその上部に上部ポートを有していて液体はこ
の上部ポートから排出され、一方、第２の液体は底部ポ
ートを介して容器に導入される。蒸気あるいはガスは上
方の入口から導入され液体を底部に移す。これにより、
空気に対象物をさらすことなく、ひとつの液体を他の液
体に直接に置換することを可能とする。液体を容器を通
過して循環できるよう２つのポートを管路を介して接続
してもよい。本装置は、空気にさらされずに洗浄あるい
は濯ぎ液体を容器に供給する手段を有している。実施例
にあっては、液体を蓄える貯蔵タンクが管路を介して容
器と接続されている。この貯蔵タンクに、例えば不活性
ガスを用いてこのタンクを加圧する手段を備えてもよ
い。洗浄液体あるいは濯ぎ液体は使用後にタンクに戻さ
れる。他の実施例においては、このシステム内において
再利用のために、本装置は液体を濾過し、蒸留あるいは
リサイクリングする手段を有する。
本発明の方法は、一般的に以下の工程を含んでいる。
洗浄対象物を収容して容器を密閉する工程；対象物を
流体に浸し、その対象物のすべての表面が流体と接触す
るよう容器内に洗浄流体を充填する工程；好ましくは、
ソニックエネルギーあるいは他の撹拌手段により流体を
撹拌する工程；洗浄流体を濯ぎ流体と置換し、対象物を
濯ぎ流体に浸すために濯ぎ流体を容器に充填する工程；
濯ぎ流体を除去した後に実質的に濯ぎ流体の飛沫、洗浄
剤あるいは汚染物質が対象物の表面に残らないような条
件で、有機乾燥溶液を用いて対象物の表面から濯ぎ流体
を除去する工程。
対象物を容器から取り出す前に、この容器は窒素や空
気あるいはその両方を用いて浄化されることが出来る。
本方法による一実施例においては、洗浄される物体
（対象物）が水性あるいはセミ水性（Semi−aqueous）
プロトコルを使用して洗浄される。この実施例では、容
器の中で対象物は不動にされていて、選択的に、水をこ
の対象物に噴射して予備濯ぎがなされる。機械的につい
た表面汚染あるいは大きな粒子を除去するために容器に
濯ぎ水が充填される。この水性プロトコルでは、水／表
面活性剤の混合液からなる洗浄溶剤に対象物が漬けられ
る。セミ水性プロトコルでは、洗浄液体は好ましくは炭
化水素溶剤／表面活性剤の混合液である。ウルトラソニ
ックあるいはメガソニックエネルギーは、希望もしくは
必要により、液媒体を介して与えられることが出来る。
撹拌の結果として、複雑で届き難いパーツ表面が十分に
洗浄される。パーツは静止し、一方洗浄および濯ぎ流体
はその周りを移動する。表面活性剤を除去するためにパ
ーツは水で再び濯がれる。好ましい実施例においては、
最終濯ぎのあとに親水性有機蒸気、例えばアルコールあ
るいはアセトン蒸気を容器内に注入する乾燥工程が続
く。有機蒸気はパーツのすべての表面から水を取り去
る。アルコールで乾燥されたパーツを収容している容器
を、パーツを容器から取り去る前に、選択的に、窒素お
よび／又は空気を用いて浄化することができる。このこ
とにより、パーツのすべての表面は十分乾燥され残留物
なしとされる。
方法の他の実施例においては、非水性プロトコルを用
いて対象物が洗浄される。容器の中でその対象物は不動
にされていて、大きな粒子を除去するために、選択的に
水あるいは有機溶剤で予備濯ぎがなされる。対象物は次
に有機溶剤、好ましくはテルペンあるいはテルペンの混
合物に浸される。テルペン溶剤は、選択的に表面活性剤
を含むことが出来る。ウルトラソニックあるいはメガソ
ニックエネルギーが必要もしくは希望により与えられ
る。洗浄溶剤を容器から排出し、残留洗浄溶剤を溶解す
る濯ぎ溶剤を容器に満たして対象物の表面から残留洗浄
剤を取り除く。この濯ぎ工程の後に高温の有機蒸気によ
る乾燥が続く。空気にさらされる前に対象物を十分に乾
燥させる不活性ガスで容器が浄化される。
可能な限り汚染から解放なければならない対象物の超
洗浄に本方法および装置が有用である。溶剤、洗浄およ
び濯ぎ試薬、水力的に十分な流量、ウルトラソニックあ
るいはメガソニックによる活性化の正確な管理と乾燥溶
剤あるいは蒸気による濯ぎ飛沫および／又は汚染の除去
との組合わせが驚くほど完璧な洗浄および濯ぎを可能と
して本質的に汚染物質なしをもたらす。本発明の装置お
よび方法を使用することにより得られた結果は、以後
“超洗浄”（ultracleaning）と称される。
本装置および方法は、精密電子パーツ、ボールベアリ
ング、プリント配線基板、医用機器、コンピュータのハ
ードディスク、精密パーツを洗浄するために多くの望ま
しい特徴を含んでいる。本装置および方法は、多くの小
さいパーツや複雑な表面を具備しあるいは非常に複雑な
形状を持つ物体の表面を完璧に洗浄および／又は汚染除
去するために使用される。反応容器は、全体的に閉じら
れた環境であり、それゆえに操作員が活性的な洗浄溶剤
あるいは強い臭いを持つ溶剤、たとえばテルペンと接触
するのが避けられる。テルペンの使用は、テルペンが天
然に出現するもので腐敗して土に還元でき、殆どの汚染
物質にとっての優れた溶剤であるので、特に利点があ
る。テルペンは、高価で、環境に害のあるフレオン（Fr
eonsTM）の使用が伝統的に必要とされていた汚染物質の
洗浄に使用することができる。大部分のテルペンが伴う
匂いは、システムが完全に閉じられたものであり問題と
なるものではない。
取り扱われる物体は容器の中で固定されており、壊れ
やすいものあるいは精密パーツを移動させずに洗浄する
ことが出来る。本装置と方法は、組合わされた洗浄と乾
燥手段を提供して、これにより装置価格の低廉化、製品
移動および化学薬品の露出を極小化する。本方法は、瞬
間腐食及び／又はしみを起こす有害なガス−液体接触を
避け、外部汚染源から洗浄された製品を保護する。この
方法は、オートメーションによる化学薬品の取扱や処理
の包括的コンピュータ統合に向けて適応させることがで
きる。
図面の簡単な説明 本発明は、前記発明の要旨および目的および発明の種
々の態様とともに、次の記載を添付図面を参照して読む
ことにより、十分に理解される。
図１は、水性処理による本発明の装置の実施例の概略
断面図を示す。
図２は、水性処理による本発明の装置の実施例の概略
断面図を示すもので、容器から流体を除去するためのド
レインバルブを示す。
図３は、非水性処理による本発明の装置の実施例の概
略図を示すもので、化学薬品の貯蔵タンク、配管、バル
ブおよび高価な溶剤を再使用するための関連装置を示
す。
図４は、容器に有機乾燥蒸気を供給する装置の概略図
を示す。
発明の詳細な説明 本発明は物体の超洗浄に係り、特に複雑な形状の物体
の洗浄に関する。本発明の装置及び方法は、ここでは複
雑なマイクロパーツの超洗浄の例について述べるが、本
発明の一般的な原理は他の物体の洗浄に適用できる。
以下図面について述べる。水性プロトコルを使用する
本発明の超洗浄方法を実施するに適する装置を図１に示
す。容器12は適切な洗浄及び濯ぎ流体、水親和性の有機
ガス及び乾燥蒸気で処理される洗浄対象の物体を保持す
る。容器12は、例えばバスケット、ラック、トレイ又は
他の装置である洗浄されるべき対象物を支持又は保持す
る室14がその内に配置されている。室14の形状は洗浄さ
れるべき対象物の寸法、型、及び形状に一部依存する。
密閉ハッチドア28は容器12の内部に接近できるようにし
てある。容器12は容器から洗浄及び濯ぎ流体の排出を容
易にするためテーパーの付いた底からなる。容器12は対
象物の処理のため容器12に出入りする濯ぎ又は洗浄する
水を制御するバルブ70と72を備える。
水はバルブ70を介して管路84,82そしてポート22を介
して処理用流体が充填される。流体は容器12内を上方に
流れる。水に表面活性剤を添加するためのポート74を設
ける。容器12を充填した後、水供給を制御するバルブ70
が閉鎖される。好ましい実施例では容器12は処理用流体
にウルトラソニック又はメガソニックを誘導するため容
器12の両側に装着された少なくとも一つのソニック変換
器を備える。
容器12は容器の両側に装着されたスプレーヘッド26を
選択的に備えることができる。スプレーヘッドは大きな
ごみおよび汚染物を除去するため対象物を予め濯ぐため
容器内の対象物に水又は他の流体をスプレーする。予備
濯ぎ流体は開放バルブ30により導管86を介してスプレー
ヘッド26に導かれる。
処理工程で使用される洗浄及び濯ぎ流体は、ポート24
およびポート22を介して排出されることにより容器から
取り除かれる。バルブ72が開放すると使用済み流体は管
路82を介して排出除去される。容器12内の第１の流体は
第２の流体を入口22、ポート24及び開口ポート32を介し
て噴射することにより交互に置換され、それにより第１
の流体を容器の上部にポート32及び管路24を介して押し
出す。この方法は容器内の対象物を空気にさらすことな
くある流体を他の流体に直接置換することを可能にす
る。管路34は排出口、又は流体の保存タンクに繋がって
いる。
本発明の他の実施例では、流体は管路84と管路34とを
連結することによりできるループを介して循環すること
ができる。このため図１では、管路34,84は管路86によ
り連結される。バルブ88,90は、容器12と管路34、86,84
そして82を含む完全ループを形成するため開放する。本
実施例では閉流体ループを設けることにより処理用流体
の純度を保つことができ、このループの中で処理用流体
は制御された流れと温度条件により循環させることがで
き、ループ内の流体の効率的かつ完全な交換を達成でき
る。複数の異なる流体が必要なバルブと導管より以外の
他の機械的パーツを汚染する又は汚染されることなく、
効率的に流体を保存しつつループに混合又は引き込むこ
とができる。
本発明の他の実施例を図２に示す。この実施例では、
容器12は容器から洗浄及び濯ぎ流体を除去するため１つ
又はそれ以上のドレイン36を設ける。かかる観点から、
洗浄対象物は前述のように容器12内に置かれる。容器は
管路82と弁70を介して水性洗浄又は濯ぎ流体で充填され
る。流体は弁38を開放することによりドレイン36から排
出される。
有機溶剤の使用に適する容器を図３に示す。図３に示
すように、洗浄、濯ぎ又は乾燥溶剤を貯蔵する一つ又は
それ以上の貯蔵タンク58と60が管路66と64を介して容器
12に接続される。各貯蔵タンクは窒素供給バルブ44,54
と排出バルブ46,56を備えることが好ましい。作動を説
明すると、窒素が中身を加圧するようにタンク58または
60に供給され、バルブ40又は42が開放され、タンク内の
溶剤が入口62を介して容器12に流れ込む。一旦、洗浄又
は濯ぎサイクルが完了すると、溶剤は管路62を介して排
出され、再使用又はリサイクルのためタンクに戻され
る。装置は容器内の溶剤のレベルを示すためケージ68を
設けることができる。
装置は液体又は蒸気の状態の乾燥溶剤を用いる対象物
を乾燥のための手段を含むことができる。好ましい実施
例では、乾燥溶剤は高温有機蒸気である。この目的のた
めに、図1,2と３に示す各装置は容器12内に高温有機乾
燥蒸気を導入する入口を備えている。
図１、２と３に示すように、有機乾燥蒸気はバルブ78
と76を介して容器12に導入される。有機蒸気は有機溶剤
を蒸発する装置から容器に供給される。乾燥蒸気を用い
る装置及び方法は、米国特許第4911761号明細書に記載
されており、この技術は参考例としてここに取り込む。
この装置に使用される適切な装置120を図４に示す。
図４に示すように、装置120は有機乾燥蒸気を発生さ
せるボイラー124を有する。ボイラー124は、入口126と
出口128を備え、前記乾燥流体を沸騰点以上に迅速に加
熱する熱バンド130又は他の適切な熱変換装置を備え
る。圧力指示器132は熱範囲を制御する情報を提供し、
温度指示器134は流体排出出口128の温度を監視する。ボ
イラー124は常に十分な乾燥流体を維持すべきで、それ
により熱伝達サービスが連続的に維持できる。この目的
のために、流体レベル検出器135とスイッチが設けられ
る。安全救済弁136がボイラー124の上部に設けられる。
弁138は分配管路122へのアクセスを制御する。管路122
には好ましくは濾過された窒素であるガス貯蔵源に接続
される。バルブ137は、ガスの管路122にアクセスするた
めに設けられる。
容器内のマイクロパーツの乾燥を効果的にするため、
加圧有機蒸気が管路78,76を介して容器12に導入され
る。内面を含むパーツの表面に何らかの飛沫又は残留湿
気が残ることなくマイクロパーツを乾燥することが望ま
しい。飛沫および残留湿気は溶質の汚染残留物を含む。
すべての残留濯ぎ溶剤の除去は、容器の上部に蒸気を導
入したとき、濯ぎ流体が口24と出口22を介して底部から
排出されるように容器に高温の有機蒸気を流し込むこと
によって達成できる。有機蒸気は濯ぎ流体と親和できる
ものを選択する。好ましい実施例では、濯ぎ流体が下方
に移動する時、加熱されたイソプロピルアルコール（IP
A）又はアセトン蒸気が容器12に導入される。マイクロ
パーツの表面に残る飛沫は有機蒸気により運び去られ
る。
IPA又はアセトン層蒸気は、通常は水又はテルペン溶
剤である濯ぎ液体と結合され、前記濯ぎ液体又は有機乾
燥溶剤のどちらかより低い温度で蒸発する共沸する層を
形成する。媒体の温度が置換されることが重要である。
好ましくは約55ないし60℃の温度である。もし温度がよ
り高ければ共沸層は破壊される。有機溶剤と水は親和す
るといえ、溶剤と水の間の表面張力および温度差により
共沸層は別個に残る。一旦、濯ぎ液体が完全に排出され
ると、容器12は好ましくは窒素である浄化ガスの流れで
乾燥蒸気をパージする。窒素はバルブ80と76を介して容
器12に導入される。共沸残留物はガスの流れで運び去ら
れる。生成マイクロパーツは、この処理後に高度に洗浄
され、複雑に入り込んだ表面の全てが乾燥される。
本装置はバネ装填装置を含むことができるので、各種
のバルブ及び装置の制御が故障しても、処理用流体は装
置外にドレインとして無害に溢れ出し過剰な圧力増加も
起こらない。適切な機構は、例えば米国特許第4899767
号明細書に記載され、この技術は参考としてここに取り
込む。
本方法は一般的に次の手順で実施される。洗浄される
べき対象物は、少なくとも一つのポート24に支持された
その中に室を持つ容器12に設置される。容器の室は好ま
しくは密閉される。対象物を濯ぎ及び／又は洗浄するた
めに使用される流体は、対象物の表面が流体に浸漬され
るまで口24を介して容器に注入される。ウルトラソニッ
ク又はメガソニックエネルギーが容器内の少なくとも一
つの流体に加えられる。濯ぎ流体は共沸層の完全状態の
維持を助けるためゆっくりと排出される。降下の比率は
共沸層の表面張力を破壊する乱流を避け、残留飛沫を避
けるため、一般的には分当たり２インチ又はそれ以下の
比率である。前記置換工程は約１ないし2PSIG（ポンド
力／平方インチゲージ）の圧力で実施される。
もし水性洗浄プロトコルが使用されたときには、処理
用流体は濯ぎのために一般的に温水又は冷水であり、洗
浄のためには水と表面活性剤の混合物である。水性洗浄
は塩とイオン汚染物を除去する好ましい方法である。セ
ミ水性洗浄プロトコルにおいては、一種又はそれ以上の
表面活性剤を含む炭化水素溶剤が洗浄溶剤として使用さ
れる。有効に使用される溶剤は、例えば水親和性アルコ
ールとテルペンが含まれる。セミ水性洗浄はイオンと有
機汚染物共に除去するために使用できる。両プロトコル
は水を使用する濯ぐべき汚染物に適用できる。水性とセ
ミ水性プロトコルの洗浄工程で有効な表面活性剤は陰イ
オン、非イオン又はカチオン表面活性剤の大半の型を含
む。
非水性プロトコルが使用されたときには、有機溶剤が
濯ぎと洗浄工程で使用される。例えばアセトン、アルコ
ール及びトリクロロエタンを含む炭化水素溶剤がこの目
的のために使用される。精密電子パーツを洗浄するため
の有機溶剤は、例えばテルペン溶剤が特に有益である。
テルペンは天然には多くの植物の必須オイルに見られる
有機材料である。テルペンはヘッドーツーテールの配列
に一体に結合されるイソプレン 単位からなるカーボンスケルトンを有する。前記テルペ
ン化合物は、例えばシトロネロール、Ｔ−テルピネン、
イソボルネオール、カンフェンとスクアレンを含む。テ
ルペンは、単環（例えばジペンチレン）、二環（例えば
ピネン）又は非環（例えばミルセン）である。特に有効
なテルペンはフロリダ州ファーナダイナビーチのペトロ
フェルム社（PETROFERMTMInc.）から市販されている。
テルペン溶剤は生物分解性があり、無害であるが、刺激
臭があるので多くのシステムへの適用は限定される。し
かしながら本装置は完全に密閉されているので、テルペ
ンのような刺激臭のある溶剤も使用できる。他の有効な
溶剤は、例えばＮ−メチルピリロリドンのような脂肪族
アミドと、アミンとの混合物であるフォトレジストスト
リッパを包含できる。有効なフォトレジストストリッパ
は、ペンシルベニア州ベツレヘムのアドバンスケミカル
テクノロジーで製造されるものである。これらの溶剤は
人間に有害なので、曝出は制限される。本発明では完全
に密閉された装置なので、これらの溶剤は安全に使用さ
れる。
テルペン溶剤は、好ましくは容器の底に弁40又は42と
ポート24（図３）を介して導入され、またポート24を介
して容器の底からリサイクル又は再使用のために貯蔵タ
ンク58又は60に排出される。例えばテルペンは汚染物を
除去し、そして再使用するため濾過されるか又は蒸留さ
れる。
一旦、非水性方法により洗浄化された対象物は、容器
に充填し洗浄溶剤と親和できる有機溶剤に対象物を浸漬
することにより残留物を残すこと無く同じ容器内で濯
ぎ、乾燥できる。有機溶剤は、例えば複雑な、触ること
が困難な表面であっても対象物からすべての残余洗浄溶
剤を除去できる。有機溶剤の濯ぎは、その後に前述した
高温有機蒸気を用いて乾燥することが好ましく、この蒸
気は超高圧、即ち一気圧より高い圧力下で容器に加えら
れる。この目的のため濯ぎかつ乾燥するために有用な有
機溶剤は、一般式Ｒ−Ｏ−Ｒ′、ここでＲとＲ′は約２
から10個の炭素原子の間にある有機置換基を持つ化合物
を含む。イソプロピルアルコールとアセトンは特に好ま
しい。非水性プロトコルでは、有機溶媒濯ぎ、続いて有
機蒸気乾燥が使用される。前記乾燥工程は、比較的不活
性のガス、例えば窒素ガスと、空気との混合ガスで容器
をパージした後に行なう。
洗浄又は濯ぎ工程に溶剤又は水を使用するかは、洗浄
されるべき対象物のタイプにより、及び除去すべき汚染
物のタイプによって決められる。例えば塩とイオン汚染
物は水性方法により最高に除去できる。イオンと有機汚
染物の混合物はセミ水性方法により除去でき、有機汚染
物は非水性方法により効果的に除去できる。さらにある
種のプラスチック素材はある種の溶剤によりアタックす
ることができ、水性液体を用いて洗浄することが最善で
ある。しかしながらある種の金属対象物では水の使用は
フラッシュ腐食を来たすので、有機溶剤を用いて洗浄す
ることが最善である。
例えばウルトラソニック又はメガソニックエネルギー
がウルトラソニック又はメガソニック変換器16により供
給される。ソニック変換器16は容器の内に位置し、又は
外壁に取り付けられているので、ソニックエネルギー
は、容器の内部に向かうことを可能にする。ソニックエ
ネルギーは容器の内部の溶液を攪乱させる。約20キロヘ
ルツ（khz）から40khzの周波数範囲のウルトラソニック
エネルギーが使用される。約0.8メガヘルツ（mhz）から
1.5mhzの周波数範囲のメガソニックエネルギーがこの目
的に使用される。本発明に有用なソニック変換器は、例
えばコネチカット州ブルームフィールド、ネイコーポレ
ーションから商品名“プロソニック”（PROSONICTM）で
市販されている。
水性プロトコルを使用する本発明の方法の好ましい実
施例では、次の工程の組み合わせからなる。湿式処理の
表面活性剤による対象物の洗浄工程及び、ソニックキャ
ビテーション、それに続くアルコール蒸気乾燥工程から
なる。一般的に、湿式処理の表面活性剤工程と、ソニッ
クキャビテーション工程とは同時に行われる。第一の工
程は、入口22と、流体出入口32を除いて完全に密閉され
た容器12内に洗浄されるべき一つ又は複数の対象物を設
置することからなる。前記装置は好ましくは容器内を流
れる流体にプラグ−フローを誘起するように設計されて
いる。用語“プラグ−フロー”は、界面で二つの流体を
混合することによって生成される濃縮グラディエントを
含む流体の一般的にディスク形状の大きさにより劃成さ
れる流れの方向に対し前面、横方向の流体流をさす。プ
ラグ−フローを伝える形状は、例えば米国特許第463389
3号明細書に詳細に記述され、ここでは参考としてその
技術を取り込む。容器は次いで閉鎖され、対象物は高温
の水によって濯がれる。表面活性剤は、水の中に噴射さ
れた表面活性剤と水の親和物を作り、ウルトラソニック
エネルギーが変換器16によって容器12に加えられ、それ
により表面活性剤と水の混合物のキャビテーションが起
こる。例えばこの目的のためにウルトラソニック変換器
が直接処理容器に装着される。ウルトラソニックエネル
ギーが容器内の溶剤に加えられたとき、溶剤内にキャビ
テーションが起こり、それが浸漬されたパーツを洗浄す
るのに役立つ。ウルトラソニックエネルギーは浸漬され
たパーツが完全に洗浄されるに十分な時間、例えば２な
いし10分間加えられる。この時間は、例えば対象物の形
状、除去すべき汚染物の特性のような各種のファクター
によって決まる。対象物は、次いで再び濯ぎ、好ましく
は低温水の濯ぎ、次いで高温水の濯ぎを受ける。対象物
を処理するために使用する流体は、底部から容器に水力
学的に充填されるので、乱流を生じさせないように対象
物を囲み、流体の渦の形成を避けることができる。ここ
でいう用語“水力学的に充填”は、ガスポケット又は界
面境界を作ることなく流体を充填することをいう。この
水力学的充填の機構については、例えば米国特許第4795
497号明細書に記載されており、ここでは参考としてそ
の技術を取り込む。
乾燥工程は次のようになされる。この方法の第一工程
では、イソプロピル（IPA）アルコール蒸気が管路122と
バルブ78と76を介して容器の上部に向られる。蒸気は最
後に残った濯ぎから高温水を除去したとき容器に充填さ
れるので、容器の上部からそれを置換できる。このアル
コール蒸気乾燥工程は外部に露出していない入り込んだ
表面を含むパーツの表面から実質的にすべての水の痕跡
を除去するように実施される。この工程で高温濯ぎ水
は、容器がIPA蒸気で充填されとき排出される。これに
より水のレベルが下がった時、対象物は水から暖かい乾
燥したIPA蒸気にさらされる。IPA層の低下率は好ましく
は毎分２インチ又はより以下である。原理に束縛される
ことを望まないから、水/IPA流体界面の表面張力は微粒
子を下へ駆動し、容器の外へ追い出すことが理解でき
る。IPA蒸気はIPAの浮遊層を作る退出冷却流体上に凝縮
される。IPAは水と親和するが、IPAと水との間の表面張
力と密度の差に基づき別個の層が維持される。IPA/水イ
ンタフェースが下方へ進行する時、強い表面張力がすべ
ての濯ぎ流体の痕跡と分子をはぎ取ってしまう。アルコ
ール蒸気は、例えば窒素のような不活性ガスをバルブ80
と76を介して導入することにより容器から追い出すこと
ができる。
もし必要か又は所望により、圧縮空気をバルブ80と76
を介して容器に噴射することでIPAの残余の痕跡を追い
出すことができる。本方法によれば、いまだ湿気のある
表面が空気と接触したとき起こりうる金属パーツのフラ
ッシュ酸化の問題を除くことができる。
本発明の方法の他の実施例は、セミ水性プロトコルを
使用するものである。この実施例では、被洗浄マイクロ
パーツは容器12の内に入れられ、容器は密閉される。選
択的にマイクロパーツはスプレーヘッド26を介して予め
水で濯がれる。容器は、次いで対象物を完全に浸漬する
ため管路82を介して溶剤で充填される。溶剤は表面活性
剤を含むことができ、また水親和溶剤でも良い。ソニッ
クエネルギーが一容器に加えられる。溶剤は、図１に示
す容器が使用されたときは、管路82とバルブ72を介し
て、又は図２に示す容器が使用されたときはドレイン36
とバルブ38を介して容器から排出される。対象物は、高
温水によって濯がれる。IPA蒸気は前述のように容器に
直接導入され、高温濯ぎ水を置換する。IPA蒸気は窒素
で容器からパージされ、その後、圧縮空気が加えられ
る。
非水性プロトコルを使用する本発明の方法の他の好ま
しい例は、次の工程からなる。テルペン又はテルペンの
混合物を用いて対象物を洗浄し、ソニックキャビテーシ
ョンを行ない、次いで好ましくはIPA又はアセトンであ
る親和性の有機濯ぎ流体でテルペン溶剤の除去を行な
う。最初の工程は、前記水性処理方法で説明したよう
に、容器12の内に対象物を設置することからなる。選択
的に、対象物は大きな汚染分子とオイルを除去するため
パーツ上に水又は有機ガス又は流体をスプレーすること
により予備洗浄ができる。
テルペン又はテルペンの混合物を、対象物が溶剤で浸
漬されるまで、バルブ40とポート24（図３）を介して容
器12内に導入する。テルペン溶剤は表面活性剤を含んで
いる。メガソニック又はウルトラメガソニックエネルギ
ーを容器内の流体に加える。一旦、洗浄工程が完了する
と、テルペン溶剤はポート24とバルブ40を介して貯蔵タ
ンク58に排出回収される。選択的に濯ぎ工程を行うこと
ができる。溶剤はテルペンと親和しかつ溶解するものを
選んであるので、対象物の表面から残余のテルペンを除
去できる。ある種の水親和性テルペンを濯ぐため水が使
用できる。しかしながらIPAとアセトンを含む溶剤はこ
の目的のため有効である。次いで溶剤は口24及び弁42を
介して容器から排出することにより容器から除去し、リ
サイクル又は再使用のため貯蔵タンク60に、又は弁48を
介して廃棄される。好ましくはIPAである高温有機蒸気
が、弁78と76を介して容器12の頂部に導入されるので、
容器はテルペン又は濯ぎ溶剤に置換される。容器12は、
次いですべての乾燥溶剤又は蒸気の痕跡を除去するた
め、窒素ガスで浄化される。選択的に容器12は圧縮空気
で浄化される。このプロトコルによって、対象物は超洗
浄、すなわちサブミクロン寸法の汚染物の実質的なすべ
ての痕跡が除去される。
本発明方法に使用する溶剤は繰り返し再使用される。
マイクロパーツを洗浄するために使用されるテルペン
は、それが何度使用しても洗浄力を一般に保っているの
で、貯蔵タンクに回収され、再使用される。テルペンは
装置内に濾過装置を設置することにより濾過でき、例え
ば装置外で蒸留することによりリサイクルされ、再使用
される。IPA又は他の濯ぎ又は乾燥溶剤もまた濾過され
て再使用され、リサイクルされる。濾過、蒸留装置又は
有機溶剤のリサイクルのための手段は、当業者では周知
である。
ソニックエネルギー適用中の対象物の洗浄及び／又は
濯ぎの組み合わせは、例えば対象物が、洗浄流体に直接
さらされていなくてもまた接近することが困難である複
雑な表面を有していても完全に洗浄できる。例えばコン
ピュター業界で使用されるハードディスクは、ハードデ
ィスク組み立てのヘッドが約0.5ミクロン又はそれ以下
の間隔でディスクの上を“浮遊”しているので、サブミ
クロン程度以下の汚染物がないことが要求される。ディ
スク上にサブミクロン分子があれば、組み立てを“破
壊”（crach）してしまう。本発明の方法によれば、実
質的にすべてのサブミクロン汚染物が除去できる。
装置の洗浄及び乾燥の有効性を試験するため、各種の
マイクロパーツが試験された。試験されたパーツは、ハ
ードディスクヘッド、複雑な形状の精密パーツ、ミニチ
ュアボールベアリングとねじが含まれた。前記パーツは
もし処理後に何らかの水又は他の流体が残存していない
かを決定するため、処理の前後に精密秤で秤量された。
流体の存在はパーツの正味重量を増加させる。本発明の
装置及び方法を使用した試験の結果、すべての流体は最
も複雑な機械的構造であっても除去されることがわかっ
た。
パーツが10リットルのステンレス容器に固定され設置
され、容器内で洗浄かつ乾燥操作が行われた。室に実質
的に充填された流体は室底部に位置した静止ヘリカルス
ピナーに入った。容器室の側壁に装着したウルトラソニ
ック変換器は、パーツを囲んでいる流体にキャビテーシ
ョンをせ生じせしめたので汚染物の除去を増進した。こ
れらの変換器は最高600ワットまで動作し、コネチカッ
ト州ブルムフイールドのジェイ．エム．ネイ社（J.M.Ne
y.,Co.）から市販されている。
入口22を介して容器12の底部から流入した流体は、頂
部へ流れ、図１に示すように出口32から流出する。室は
洗浄されるべきパーツを保持するに丁度よい大きさにし
てあり、底部から流入した水と化学物質の流体力学的な
力が室を充填し、前述したように洗浄されるべきパーツ
に一様なプラグと横方向に繰り返し流れるように設計さ
れている。
各種洗浄容器において、図１に示すように閉ループは
洗浄化学物質を一様かつ撹拌的に連続的に循環させる。
化学的噴射は、図２に示すように化学物質の加圧された
金属製容器に窒素ガスを適用することにより達成でき
る。室の高温水の濯ぎは、毎分約１ないし５グラムの流
速で行われる。こりに代わりセミ水性洗浄方法では、濯
ぎのために水は使用しない。その代わり乾燥溶剤が使用
される。
洗浄と濯ぎ工程に次いで、暖かいIPA蒸気が室の頂部
に入り、そこでクーラーの表面で凝縮され、流体を排除
し、前に詳細にのべたように流体IPAの測定層を形成す
る。同時に管路82又は84を介して、室の底から残留流体
をポンプでゆっくり排出する。室を開放するに先立ち、
窒素ガスで何らかの残留IPAガスをパージし、フラッシ
ュ酸化の可能性をなくする。
各種の多岐な市販物からの各種パーツが、本発明のプ
ロトコルを用いて洗浄される。すべてのパーツは、製造
場所か又は工場のどちらでも洗浄かつ試験される実際の
製品パーツである。パーツは、測定できる汚染物が除去
されることにより洗浄装置の効果があったことを示すた
めに試験される。
精密パーツの大部分から除去されるべき主たる汚染物
は、イオン、有機物、及び微粒子類である。例えば塩化
ナトリウムのようなイオンは陰イオン水で除去され、残
余のイオン性物質はNaClインミクログラム（μｇ）の全
等価数を決定するためイオノグラフで測定される。有機
物は、ある場合IPAである溶剤により除去できる水不溶
性フィルムである。これらはガスクロマトグラフィー／
質量分光測定（GC/MS）解析により測定できる。微粒子
の除去は水でパーツを濯ぎ、流体粒子カウンタ（LPC）
で溶質を測定することにより測定できる。乾燥度は洗浄
の前後に分析秤量でサンプルを秤量することにより測定
できる。パーツは測定に先立ち数分間冷却することがで
きる。
次の例は本発明の実施例を表示したものであるが、本
発明はこれのみに限定するものではない。
例１ ディスクドライブ ディスクドライブ市場は、より小さいライン幅で多数
の情報を圧縮するような圧力が高まっている。これはサ
ブミクロン寸法の粒子を無くするポテンシャルを持つす
べてのパーツを洗浄するためのニーズを持っている。多
くのパーツは、各種材料から作られた複雑な入り込んだ
表面を持つ小さくかつ複雑なものである。この問題に加
えて、洗浄は多くのサブパーツの組み立て後にしなけれ
ばならないことである。次は、ディスクドライブ組み立
てからなる若干の主要パーツのリストである。
ディスク アルミニュウム又はセラミック基体タン
グステン／コバル／ニッケルと燐の層 カバー エポキシを塗布したアルミニュウムキャス
ト フレックスケーブル アクリリック接着剤を持つキ
ャプテン（ポリアミド） アクチュエータ コーム アルミニューム、マグネ
シューム、又はプラスチック Ｅ−ブロック セラミックヘッドを持つアルミニュ
ーム アクチュエータ組み立て その他のハードウェア 316 SS ねじ切りパーツ 水性プロトコルがこれらのパーツを洗浄するために使
用される。使用される表面活性剤はカリフォルニア州の
ウイストミンスターのターボプロダクト社（Turco Prod
ucts Inc.）によって製造されているキャビクリーン
＃２の１％水溶液である。選ばれた理由はセラミックヘ
ッドに有害な影響を与える塩化物を含んでいないからで
ある。
洗浄されるべき３つのパーツ、即ちアクチュエータ組
み立て、Ｅ−ブロック組み立てとバンパー組み立ては、
それらが複雑なため選ばれた。パーツは洗浄処理の前後
に分析秤で秤量される。
他の洗浄装置の評価において、残留した水滴を残さず
にパーツを乾燥することは困難であった。
次の処理法が採用された。
ディスクドライブを洗浄する処理法 容器に水と45℃の１％表面活性剤を充填 １分 浸漬しウルトラソニックエネルギーを印加 ４分 50℃のDI水で水濯ぎ ５分 IPA乾燥 ５分 N2パージ １分 空気乾燥 １分 合計 17分 結果は次の表に示す。
例２ 他の例として、電気機械ワイヤのコイルとバネ装填鎖
錠装置からなる組み立てが、本発明の方法により洗浄さ
れた。装置はまたフレオン（FrenTM）蒸気脱脂剤を用い
る通常の方法と比較するため洗浄された。次の処理法が
使用された。
洗浄に使用する処理法 電気機械コイル 容器に60℃のDI水を充填 ２分 1/2％濃縮した表面活性剤を射出 ２分 室内に化学物質を循環 １分 ウルトラソニックエネルギー ２分 60℃で10メガの高温DI水で濯ぎ 10分 IPA乾燥 15分 N2パージ ３分 合計 40分 次の結果が得られた。
パーツから濯ぎを受けた粒子の数は５つのサンプルに
ついて流体分子カウンタで測定された。
FreonTM蒸気脱脂剤 IPA乾燥される水性洗浄 23.2μｇ 3.4μｇ 各方法により洗浄された５つのパーツの平均洗浄レベ
ルはイオノグラフ500Mで測定された。
FreonTM蒸気脱脂剤 IPA乾燥される水性洗浄 34,050粒子＞５ミクロン 13,217分子＞５ミクロン 例３ ステンレススチールねじ 他の実施例として、すべての部分が緊密に接触してい
る“埋め込み”ねじの洗浄並びに乾燥ポレンシャルを決
定するため、200ステンレススチールねじがバスケット
内に設置された。このパーツは次の処理法を用いて洗浄
された。
洗浄ステンレススチールねじに使用される処理法 60℃の0.5％表面活性剤の水を充填 ２分 ウルトラソニックエネルギー ２分 60℃のDI水でウェファーを濯ぐ ５分 IPA乾燥 ５分 N2パージ １分 空気乾燥 １分 合計 16分 再びパーツは洗浄操作の前後に分析秤で秤量された。
結果は表Ｄに示す。
洗浄後の重量は著しく減少され、汚染物の測定可能な
数はねじから除去されていることが分かる。
例４ ジャイロスコープ 機械的ジャイロスコープが各種金属、プラスチック、
エポキシそして絶縁ワイヤから製造される。洗浄される
べきパーツは小さくて複雑であり、超ソニック脱脂剤内
でフレオンTMと１−１−１トリクロロエタンで通常のよ
うに洗浄される。実際のチャレンジはブラインドホール
に残留している洗浄液に敏感であるサブ組み立ての洗
浄、乾燥である。これらの組み立ては液体IPA、次いで
蒸気層IPA内で洗浄、乾燥される。組み立ては洗浄動作
の前後に分析秤で秤量される。ジャイロスコープは次の
処理法で洗浄された。
ジャイロスコープの洗浄に使用する処理法 60℃の流体IPAで容器を充填 ２分 100％のパワーのウルトラソニック ２分 IPA乾燥 ４分 N2パージ １分 空気乾燥 １分 合計 10分 結果は表Ｅに示す。
例６ ボールベアリング ステンレススチール構造からなるボールベアリング組
み立ては、蒸気脱脂剤内でフレオンTMと１−１−１トリ
クロロエタンを用いた通常の洗浄が行われる。ボールベ
アリング組み立ては、DI水と表面活性剤の水性溶剤、ペ
ンシルベェニア州フィラデルフィアのハリーミラー社
（Harry Miller Corp.）から売り出されている0.2％イ
ムムノールＳ−６からなる本発明のプロトコルを用いて
洗浄される。組み立ては、環状キャビティの中に一連の
ボールベアリングを含むリング状環状キャリアからな
る。
ベアリングは次の処理法によって洗浄された。
ボールベアリングの洗浄に使用される処理法 水と65℃の0.2％イムムノールとを容器に充填 １分 浸漬しウルトラソニックエネルギーを適用 19分 65℃のDI水でウェファーを濯ぐ ６分 IPA乾燥 １分 N2パージ ２分 空気乾燥 ４分 合計 24分 洗浄の程度は、洗浄された組み立てを取り付けた後ベ
アリングリングの内面を視覚で検査することにより決定
される。微粒子汚染がないことは20×の強力ビノキュラ
ー顕微鏡で分かる。
次いで洗浄されたベアリングレースを負荷状態で設置
され、汚染により生じたトルク測定をする。
表Ｆに示す結果より、100％の収量が得られたことが
分かる。
例７ ドリルビット 穿孔されるプリント回路板に使用される精密ドリルビ
ットが、本発明のプロトコルを用いて洗浄された。カッ
トオイルと金属彫屑は機械操作で残された表面から除去
されなければならない。精密ドリルビットは代表的にフ
レオンTM蒸気脱脂剤で洗浄される。本例においては、水
性ベースの洗浄が表面活性剤を用いて処理され、次いで
IPA蒸気乾燥、次いで、次の処理法を用いる。
精密ドリルビットの洗浄に用いる処理法 水と60℃の１％表面活性剤で容器を充填 ２分 ウルトラソニックエネルギー ２分 60℃のDI水でウェファーを濯ぐ ５分 IPA乾燥 ５分 N2パージ １分 空気乾燥 １分 合計 16分 非水性処理法において水濯ぎと処理時間を減少するた
め、濯ぎと乾燥剤としてIPA及び洗浄方法に使用する、
オレンジテルペン混合物の“バイオアクト"121（ペトロ
フェルム社）テルペン溶剤を用いた。カーバイトドリル
ビットのステンレススチームはバイオアクト121の槽に
５分間浸漬され、洗浄のため容器内のラックにただちに
設置される。流体IPAが容器内にポンプで押し込めら
れ、次いでウルトラソニックが溶液に適用される。流体
IPAが貯蔵層の内に排出回収されたとき、IPA蒸気の乾燥
がなされる。次の処理法が適用される。
ドリルビットのための非水性処理法 バイオアクト121に浸漬 ５秒 60℃の流体IPAで容器を充填 ２分 ウルトラソニックエネルギー ２分 IPA乾燥 ４分 N2パージ １分 空気乾燥 １分 合計 10分 洗浄度はドリルビットの彫り溝および柄に残された分
子を探すためビノキュラー顕微鏡を用いることによって
決定する。重要な配慮は、特にドリルビットとステンレ
スホルダーとの接触点ですべての残余オイルを完全に除
去することである。水性又は非水性どちらの処理法にお
いても、望ましいレベルの洗浄度が得られた。
例８ フォトレジストストリッピング シリコンウェファーのフォトレジストストリッピング
のために通常使用された溶剤は、可燃性が高く、非常に
活性があるので、取扱いに注意が必要である。フォトレ
ジストストリッパーは典型的には２つの構成からなり、
塩基溶剤は、例えばＮ−メチルピロリドンのような脂肪
族アミド、及びアミンである。パーツを腐食するのに用
いられるプラズマエッチングは、腐食された金属の縦方
向の外形に塩素原子を残すことが問題である。DI水にさ
らされたとき、アルミニューム−銅イオンを腐食する酸
が形成される。このことは臨界寸法損失（CD損失）0.2
ミクロンより以上腐食することになる、すなわち金属線
間の空間が増加することを意味する幾何学的サブミクロ
ン線において問題である。
この例ではフォトレジスト化合物が使用される。正レ
ジストストリッパーであり、腐食に非常に敏感な金属及
び金属合金のレジストの除去のため特に配合されたACT
TM−CMI−Ａ（ペンシルベニア州ベツレヘムのアドバン
スドケミカルテクノロジー社から市販されている）が使
用される。125mmウェファーがフォトレジストで被覆さ
れ、２つの異なる洗浄技術を用いることにより洗浄され
乾燥される。一つの技術はストリッピングの後、水で濯
がれるウェファーを濯ぎ、他の技術ではIPA蒸気が何ら
水を用いることなくストリッパーを乾燥するのに用いら
れる。ストリッピングに先立ち何らかの塩類を除去する
ことを確実にするため、ストリップ工程に先立って濯
ぎ、乾燥操作をする。
フォトレジストストリッピングの処理法 50℃のDI水でウェファーを濯ぐ ２分 IPA乾燥 ５分 75℃のACT−CMI−Ａを容器に充填 ２分 ウルトラソニックエネルギー 12分 容器からACTを排出 ２分 50℃のDI水でウェファーを濯ぐ ５分 IPA乾燥 10分 N2パージ ４分 合計 42分 そして 50℃のDI水でウェファーを濯ぐ ２分 IPA乾燥 ５分 75℃のACT−CMI−Ａを容器に充填 ２分 ウルトラソニックエネルギー 12分 IPA乾燥 10分 N2パージ ４分 合計 35分 洗浄後ウェファーはレジスタが完全に除去されたかを
決定するためマイクロ蛍光を使用して試験された。水濯
ぎ処理法についてCD損失が測定され、水のない濯ぎでIP
A乾燥処理法が測定された。腐食濯ぎのない処理法が、C
D損失がより少なくすることが決定された。この場合フ
ォトレジストストリッパー溶剤が、水濯ぎの必要無く、
IPA蒸気で直接置換できた。
例８ セラミックス セラミックスはハードディスク−ドライブから変換器
まで何にでも使用される。それらは通常FreonTM洗浄操
作を用いて洗浄される。この例では、セラミックソニッ
ク変換器はセラミックが水を吸収すると変換器の共振を
歪めるため、水性洗浄剤を使用することなく洗浄され
た。洗浄及び乾燥後、全装置はセラミックの穴から水が
入るのを阻止するためエポキシで密閉された。次の完全
な溶剤洗浄かつ乾燥処理法が使用された。
セラミックスを洗浄するために使用する処理方法 60℃のIPA流体を容器に充填 ２分 100％パワーのウルトラソニックエネルギー ２分 IPA乾燥 ４分 N2パージ １分 空気乾燥 １分 合計 10分 加熱された流体IPAを容器に充填し、変換器を浸漬
し、次いでウルトラソニックを使用し外部汚染物を除去
する援助をする。IPA乾燥蒸気はパーツを完全に乾燥せ
しめる。この方法はIPA流体と蒸気で置換されることに
より、FreonTMの必要性を完全になくする。同時にこれ
は水が験湿セラミック表面に吸収されないことを保証す
る。
等効物 本発明によれば、ここで記載した特定実施例と当業者
にとって考えられる多くの等効物が実施できる。かかる
等効物は以下記載の特許請求範囲に含まれるものであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−51830（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−217285（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−274484（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B08B 3/00 - 3/12 H01L 21/304

Claims (60)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】次の工程から成る複雑な形状を有する物体
    の表面の洗浄方法。 a.底部に位置する少なくとも１つの液密ポートを有する
    封止可能の、気密にとり囲まれた処理容器内に対象物
    を、所定の位置に静止状態に保持しておく工程、 b.前記容器に洗浄流体を充填して、これにより該対象物
    の複雑な表面のすべてが該洗浄流体に接触するようにす
    る工程、 c.該容器内の該洗浄流体を音波エネルギーで励起する工
    程、 d.該容器に濯ぎ流体を充填して、これにより前記複雑な
    表面のすべてが該濯ぎ流体に接触するようにする工程、
    および e.該濯ぎ流体を除去した後に、前記対象物の複雑な表面
    に該濯ぎ流体の飛沫が実質的に残らないように有機乾燥
    溶剤を該対象物の表面に接触させてその表面から該濯ぎ
    流体を除去する工程。
  2. 【請求項２】前記音波エネルギーは、約20乃至約40khz
    の周波数をもつウルトラソニックエネルギーである請求
    項１記載の方法。
  3. 【請求項３】前記音波エネルギーは、約0.8乃至約1.5mh
    zの周波数をもつメガソニックエネルギーである請求項
    １記載の方法。
  4. 【請求項４】前記洗浄および前記濯ぎ流体は、水性流体
    から成る請求項１記載の方法。
  5. 【請求項５】前記水性濯ぎ流体には表面活性剤が含まれ
    ている請求項４記載の方法。
  6. 【請求項６】前記流体を前記容器を介して循環させる工
    程を更に有する前記請求項１記載の方法。
  7. 【請求項７】前記乾燥溶剤は蒸気の形態であり、前記工
    程ｅは、前記対象物が前記濯ぎ流体から直接的に前記乾
    燥蒸気の中に出現するように該濯ぎ流体を底部から排出
    しながら上部から該乾燥蒸気を容器内に充填し該濯ぎ流
    体を該容器から追出すことで実行される請求項１記載の
    方法。
  8. 【請求項８】前記追出し工程は、超高圧において行われ
    る請求項７記載の方法。
  9. 【請求項９】前記乾燥溶剤は液体の形態であり、前記工
    程ｅは、前記濯ぎ流体を前記容器から除去し、該乾燥溶
    剤に前記対象物が浸漬されるように該乾燥溶剤を該容器
    に充填し、飛沫が残らないように該乾燥溶剤の表面張力
    が維持されるような所定の割合で該溶剤を該容器から排
    出して、該対象物の表面から実質的にすべての前記濯ぎ
    流体の痕跡が除去される請求項１記載の方法。
  10. 【請求項１０】前記乾燥剤は、Ｒ−Ｏ−Ｒ′の式を有す
    る化合物であり、Ｒは２から約10個までの炭素原子を有
    する有機基を持ち、Ｒ′は２から10個までの炭素原子あ
    るいは水素原子を有する有機基を持つ請求項１記載の方
    法。
  11. 【請求項１１】前記乾燥溶剤がイソプロピールアルコー
    ルあるいはアセトンである請求項７記載の方法。
  12. 【請求項１２】前記工程ｅの後に前記乾燥溶媒処理の容
    器を浄化する工程を更に具備する請求項１記載の方法。
  13. 【請求項１３】前記浄化工程は前記容器に不活性ガスを
    導入することでなされる請求項12記載の方法。
  14. 【請求項１４】前記不活性ガスは窒素もしくはアルゴン
    である請求項13記載の方法。
  15. 【請求項１５】前記洗浄あるいは濯ぎ流体が有機溶剤よ
    り成る請求項１記載の方法。
  16. 【請求項１６】前記洗浄流体がテルペンである請求項15
    記載の方法。
  17. 【請求項１７】前記濯ぎ流体がイソプロピールアルコー
    ルあるいはアセトンである請求項15記載の方法。
  18. 【請求項１８】前記有機溶剤を回収して再使用のために
    貯蔵する工程をさらに具備する請求項15記載の方法。
  19. 【請求項１９】前記工程ｂの前に予備洗浄流体を前記対
    象物に噴射する工程をさらに具備する請求項１記載の方
    法。
  20. 【請求項２０】次の工程から成る複雑な形状を有する物
    体の表面の洗浄方法。 a.底部に位置する少なくとも１つの液密ポートを有する
    封止可能の気密にとり囲まれた処理容器内に該対象物を
    所定の位置に静止状態に保持して置く工程と、 b.該容器に水性洗浄流体を充填して、該対象物の複雑な
    表面のすべてが該水性洗浄液体に接触するようにする工
    程、 c.前記容器内の該水性液体に音波エネルギーを適用する
    工程、 d.前記洗浄液体の痕跡を取り去るめに水性濯ぎ液体に該
    対象物を浸漬する工程、および e.該対象物を非水性乾燥溶剤にさらすことにより該表面
    の該濯ぎ液体を除去する工程。
  21. 【請求項２１】（削除）
  22. 【請求項２２】前記音波エネルギーは、約0.8乃至約1.5
    mhzの周波数をもつメガソニックエネルギーである請求
    項20記載の方法。
  23. 【請求項２３】前記音波エネルギーは、約20乃至約40kh
    zの周波数をもつウルトラソニックエネルギーである請
    求項20記載の方法。
  24. 【請求項２４】前記工程ｅは、前記表面を、該表面上に
    存在する水性濯ぎ液体の飛沫と結合する高温アルコール
    蒸気にさらし、蒸発によって表面から濯ぎ液体−アルコ
    ール結合物を取り去ることが行われる請求項20記載の方
    法。
  25. 【請求項２５】前記乾燥溶剤は周囲温度水親和性アルコ
    ールであり、前記工程ｅはアルコールと飛沫による相互
    溶液の形成によって前記水性濯ぎ液体の飛沫を表面から
    除去することが行われる請求項20記載の方法。
  26. 【請求項２６】次の工程から成る物体の表面の洗浄方
    法。 a.底部に位置する少なくとも１つの液密ポートを有する
    封止可能で気密にとり囲まれた処理容器内の所定の位置
    に対象物を静止状態に保持して置く工程と、 b.該対象物が有機洗浄液体に浸漬されるよう前記容器に
    該有機洗浄液体を充填する工程と、 c.該容器内の該有機洗浄液体に音波エネルギーを与える
    工程と、 d.該対象物の表面に該有機洗浄液体の痕跡が実質的に残
    らないような状態で該容器に乾燥溶剤を充填して、該表
    面から該有機洗浄液体を除去する工程、および e.該対象物の表面に不活性ガスを接触させる工程。
  27. 【請求項２７】（削除）
  28. 【請求項２８】前記音波エネルギーが約20乃至約40khz
    の周波数をもつウルトラソニックエネルギーである請求
    項26記載の方法。
  29. 【請求項２９】前記音波エネルギーが約0.8乃至約1.5mh
    zの周波数をもつメガソニックエネルギーである請求項2
    6記載の方法。
  30. 【請求項３０】前記有機洗浄液体がテルペン又はテルペ
    ンの混合物から成る請求項26記載の方法。
  31. 【請求項３１】前記工程ｂの後に、前記対象物の表面か
    ら前記有機液体の跡を除去するため濯ぎ液体を該対象物
    に接触させる工程を更に具備する前記請求項26記載の方
    法。
  32. 【請求項３２】前記濯ぎ液体は、一般式Ｒ−Ｏ−Ｒ′を
    有する有機化合物で、Ｒは２から10個までの炭素原子を
    持つ有機置換基を有し、Ｒ′は２から10個までの炭素原
    子あるいは水素原子を持つ有機置換基を有する請求項31
    記載の方法。
  33. 【請求項３３】前記有機濯ぎ液体がイソプロピールアル
    コールあるいはアセトンから成る請求項32記載の方法。
  34. 【請求項３４】（削除）
  35. 【請求項３５】前記工程ｄは、蒸気の形態の高温有機溶
    剤を前記容器に導入することで行われる請求項26記載の
    方法。
  36. 【請求項３６】前記有機蒸気を導入して前記濯ぎ液体を
    前記容器から追出す請求項35記載の方法。
  37. 【請求項３７】前記有機蒸気はイソプロピールアルコー
    ル蒸気から成る請求項35記載の方法。
  38. 【請求項３８】前記不活性ガスが窒素ガスより成る請求
    項26記載の方法。
  39. 【請求項３９】前記工程ｅに続き前記容器を清浄にする
    工程を更に具備する請求項26記載の方法。
  40. 【請求項４０】下記より成る洗浄装置。 a.その底部に位置して液密ポートを備え少なくとも１つ
    の洗浄対象物を取り囲む封止可能の気密容器と、 b.前記容器内で該対象物を固定する手段と、 c.前記ポートを介して洗浄および濯ぎ液体の流れを該容
    器内に連続的に通過させるとともに内部に配置された該
    対象物の周囲を通過させる手段と、 d.該容器内の液体を音波エネルギーで励起する手段、お
    よび e.該容器の内部に配置された該対象物に接触する前記洗
    浄又は濯ぎ液体を除去する手段であって、且つこの除去
    手段は、該対象物に残留物を残さない前記洗浄又は濯ぎ
    液体のための有機乾燥溶剤を該容器に導入する手段。
  41. 【請求項４１】前記洗浄および前記濯ぎ液体はホトレジ
    スト除去溶剤である請求項40記載の装置。
  42. 【請求項４２】前記容器の上部に位置し有機溶剤蒸気お
    よびガスを該容器に導入する第２のポートを定める手段
    を工程ｅが更に具備する請求項40記載の装置。
  43. 【請求項４３】容器に保持された前記洗浄又は濯ぎ液体
    を追出すために該容器に十分な圧力の下に蒸気を導入す
    る手段を更に具備する請求項42記載の装置。
  44. 【請求項４４】前記容器内を超高圧に維持するバルブ手
    段を更に具備する請求項40記載の装置。
  45. 【請求項４５】有機乾燥溶剤を導入する前記手段が、液
    体イソプロピールアルコール又はアセトンを導入する手
    段より成る請求項40記載の装置。
  46. 【請求項４６】有機溶剤を導入する前記手段は、イソプ
    ロピールアルコール又はアセトンを導入する手段より成
    る請求項40記載の装置。
  47. 【請求項４７】前記容器内に液状の噴霧を導入するスプ
    レ手段を更に具備する請求項40記載の装置。
  48. 【請求項４８】前記容器から前記有機乾燥溶剤を回収す
    る手段および再使用のために該溶剤を貯蔵するタンクを
    更に具備する請求項40記載の装置。
  49. 【請求項４９】前記通過させる手段は、テルペン通過手
    段である請求項40記載の装置。
  50. 【請求項５０】テルペンを循環させる手段を更に具備す
    る請求項40記載の装置。
  51. 【請求項５１】以下の工程から成る物体からホトレジス
    トを除去する方法。 a.底部に位置する少なくとも１つの液密ポートを有する
    封止可能の気密にとり囲まれた処理容器内の所定の位置
    に対象物を静止状態に保持しておく工程、 b.該対象物がホトレジスト除去溶剤に浸漬されるよう該
    容器にホトレジストを充填する工程、 c.該容器内の該溶剤に音波エネルギーを適用する工程、
    および d.該対象物の表面に前記除去溶剤の痕跡が実質的に残ら
    ないような状態下に乾燥溶剤で該容器を充填して該対象
    物の表面から前記ホトレジスト除去溶剤を除去する工
    程。
  52. 【請求項５２】前記音波エネルギーは、約20乃至約40kh
    zの周波数をもつウルトラソニックエネルギーである請
    求項51記載の方法。
  53. 【請求項５３】前記音波エネルギーは、約0.8乃至約1.5
    mhzの周波数をもつメガソニックエネルギーである請求
    項51記載の方法。
  54. 【請求項５４】前記ホトレジスト除去溶剤は、Ｎ−メチ
    ルピロリドンである請求項51記載の方法。
  55. 【請求項５５】前記濯ぎ液体は、一般式Ｒ−Ｏ−Ｒ′を
    有する有機化合物で、Ｒは２から10個までの炭素原子を
    もつ有機置換基を有し、Ｒ′は２から10個までの炭素原
    子あるいは水素原子をもつ有機置換基を有する請求項54
    記載の方法。
  56. 【請求項５６】前記有機濯ぎ液体は、イソプロピールア
    ルコールあるいはアセトンである請求項55記載の方法。
  57. 【請求項５７】前記工程ｄは、蒸気の形態の高温有機溶
    剤を前記容器に導入することで行われる請求項51記載の
    方法。
  58. 【請求項５８】前記有機蒸気を導入して前記濯ぎ液体を
    前記容器から追出す請求項57記載の方法。
  59. 【請求項５９】前記有機蒸気はイソプロピールアルコー
    ル蒸気である請求項57記載の方法。
  60. 【請求項６０】前記工程ｄの後に不活性ガスで前記対象
    物の表面を接触する工程を更に具備する請求項51記載の
    方法。
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