JPH0586241B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、一般的には、基体を洗浄する為の濃
縮相ガスの使用に関する。特に、本発明は複合材
料及びハードウエアを含む広範囲の基体の洗浄効
果を高める為に、濃縮相ガスまたは濃縮相ガス混
合物の相変化を利用する方法に関する。

［従来の技術］ 従来の溶媒による洗浄法は、大気汚染及びオゾ
ン破壊の問題を伴う為、現在見直しが行われてい
る。加えて、最近の環境立法は、これらの方法に
用いられる多数の有機溶媒が規制され、またはそ
の使用が厳しく制限されるべきことを規定してい
る。上記溶媒による洗浄方法の代わりに、広範囲
の材料を洗浄する為に濃縮相ガス又は濃縮相ガス
混合物を使用することが研究されている。濃縮相
ガスは、超臨界または臨界未満の状態に圧縮され
て液状に濃縮されたガスである。また、これらの
濃縮相ガスまたは濃縮相ガス混合物は、濃縮液体
とも呼ばれる。ｎ−ヘキサン又は１，１，１−ト
リクロロエタンのような有機溶媒と異なり、濃縮
液体は低表面張力、低粘度及び可変溶質保持能と
いつた独特の物理的及び化学的性質を示す。

圧縮ガスのこの溶媒的性質はよく知られてい
る。1800年代の末期に、Hannay及びHogarthは
無機塩が超臨界エタノール及び超臨界エーテル中
に溶解し得ることを見出した（J.B.Hannay and
H.Hogarth，J.Proc.Roy.Soc.（London），29，
p.324，1897）。

1900年代の初期までに、Buchnerは超臨界二酸
化炭素中におけるナフタレン及びフエノールのよ
うな有機物の溶解度が加圧によつて増大すること
を発見した（E.A.Buchner，Z.Physik.Chem.，
54，p.665，1906）。40年以内に、Francisは液化
二酸化炭素に対する溶解度の巨大なデータベース
を確立した。このデータベースは多数の有機化合
物が完全に混和可能であることを示している
（A.W.Francis，J.Phys.Chem.，58，p.1099，
1954）。

1960年代に、クロマトグラフイーの分野におい
て濃縮相ガスに関する多数の研究及び使用がなさ
れた。超臨界液体（SCF）は非揮発性化学物質の
分離において、移動相として用いられた（S.R.
Springston and M.Novotny，「移動相として二
酸化炭素を用いた毛管超臨界クロマトグラフイー
の速度論的最適化」、CHROMATOGRAPHIA，
vol.14，No.12，p.679，12月，1981）。従来の溶媒
による分離プロセスには環境的危険及び費用が伴
う為、今日の産業には、より安全でより費用効率
の良い代替技術の開発が求められている。濃縮二
酸化炭素を溶媒に用いた溶媒分離プロセスに関す
る現在の文献は、この分野における産業的研究及
び開発の広がりを示している。文献に記載された
濃縮液体を利用する産業的応用には、大豆油の抽
出（J.P.Friedrich and G.R.List and A.J.
Heakin，「大豆油の石油フリー抽出」，JAOCS，
Vol.59，No.７，July 1982）、コーヒーの脱カフエ
イン（C.Grimett，Chem，Ind.，Vol.6，p.228，
1981）、石油からのピリジンの抽出（T.G.
Squires，et al，「超臨界溶媒。石油のピリジン
抽出物から保持されているピリジンの二酸化炭素
抽出」，燃料，Vol.61，1982年11月）、ホツプから
の香料の抽出（R.Vollbrecht，「超臨界二酸化炭
素を用いたホツプの抽出」，Chemistry and
Industry，19，1982年６月）、吸着剤（活性炭）
の再生（M.Modell，「超臨界液体を用いて吸着
剤を再生する方法」、米国特許第4124528号、1978
年11月７日）が含まれる。

電気光学的装置、レーザ及び宇宙船のアセンブ
リは、種々の内部構造及び外部構造を有する異な
つたタイプの多数の材料から製造され、これら材
料は一般的に２以上の種類の汚染物で汚染され
る。これらの高度に複雑で且つデリケートなアセ
ンブリは、共に「複合ハードウエア」として分類
され得る。複合ハードウエアから汚染物を除去す
る為の従来の洗浄技術は、組立ての夫々の工程に
おける洗浄を必要とする。また、従来の溶媒洗浄
技術に伴う上記の問題に加えて、組立て工程の何
れの段階においても複合ハードウエアの再汚染の
問題がある。このような再汚染によつて、分解、
洗浄及び再組立てが必要になる。従つて、２以上
の種類の汚染物を、複合基体から単一プロセスで
除去するのに適した代替え方法を提供することが
現在必要とされている。

［発明の概要］ この発明に従つて、単一の方法で基板から異な
る型の汚染物を除去することが可能なクリーニン
グ方法が提供される。この方法は、特に、オイ
ル、グリース、融剤残渣及び複合ハードウエアか
らの微粒子に非常に適している。

この発明は、洗浄しようとする基板を、濃縮相
ガスの臨界圧と同じか若しくはそれ以上の圧力
で、濃縮相ガスと接触させる方法に基づいてい
る。その後、濃縮液体の温度を濃縮流体の臨界温
度の上及び下の間を段階的に連続して変化させる
ことによつて、この濃縮相ガスの相を液体状態と
超臨界状態との間で変化させる。温度変更の各段
階が終了した後、基板及び汚染物に接触させて汚
染物を除去する為に、所定の時間温度を維持す
る。温度変更の各段階において、濃縮相ガスは異
なる凝集エネルギー密度及び溶解度特性を持つ。
この為、濃縮流体のこの相変化は、異なる溶媒の
使用を必要とすることなく、基板からの種々の汚
染物の除去をもたらす。

この発明の他の態様では、このクリーニング方
法において濃縮相ガスに紫外線（UV）を照射す
ることによつて、クリーニング即ち汚染物除去方
法が更に強化される。UV照射は、ある濃縮相ガ
ス分子を励起してそれらの汚染物除去能力を増強
する。

この発明の別の態様では、このクリーニング方
法において超音波エネルギーが適用される。超音
波エネルギーは濃縮相ガス及び基板表面を攪乱し
て汚染物除去の強化をもたらす。

この発明の更に別の態様においては、汚染物と
反応する濃縮相ガスが使用され、汚染物除去を強
化する。

この発明の以上で議論した特徴や他の多くの特
徴、及び付随する利点は、以下に記載の詳細な説
明を参照して添付の図面と共に考慮することによ
つてより理解されるであろう。

［実施例］ 本発明において使用可能な濃縮相流体は、洗浄
される基板の物理的若しくは付学的特性を劣化さ
せない温度及び圧力において、超臨界流体に変化
若しくは液化可能な公知の全てのガスを含む。こ
れらのガスは、限定的ではないが、典型的には、
(1)メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタ
ン、ヘキサン、エチレン、及びプロピレン、(2)テ
トラフルオロメタン、クロロジフルオロメタン、
六フツ化硫黄、及びパーフルオロプロパンのよう
なハロゲン化炭化水素、(3)二酸化炭素、アンモニ
ア、ヘリウム、クリプトン、アルゴン、及び亜酸
化窒素のような無機物、(4)これらの混合物、を含
む。明細書中で使用される「濃縮相ガス」という
用語は、上記濃縮相ガスの混合物を含むことを意
図する。特定の汚染物を除去する為に選択される
濃縮相ガスは、目標汚染物のそれと類似の可能性
の化学的性質を有するように選ばれる。例えば、
水素結合が、汚染物の内部凝集エネルギ含有量若
しくは安定性に大幅に貢献するとすれば、選択さ
れる濃縮相ガスは、溶媒和が生じるように適当な
水素結合能力を少なくとも有していなけれならな
い。ある場合は、本発明の変更実施例に関して下
記するように、２つ若しくはそれ以上の濃縮相ガ
スの混合物が、所望の溶媒特性を有するように調
製されるであろう。選択濃縮相ガスはまた洗浄さ
れる基板と適合しなければならず、望ましくは低
コスト並びに高衛生及び安全性を有する。

二酸化炭素は、安価で非毒性であることから、
本発明の実施に使用する為に望ましい濃縮相ガス
である。二酸化炭素の臨界温度は305K（32℃）
で、臨界圧力は72.9atmである。二酸化炭素の状
態図が第１図に示される。臨界点より上の圧力に
おいて、二酸化炭素の相は、305Kの臨界温度の
上下に温度を変化させることにより、液相と超臨
界流体層との間で相変化可能である。

本発明によれば、単一濃縮相ガス若しくはガス
混合物は、種々の汚染物を除去可能な溶媒スペク
トル（本明細書において「溶媒スペクトル」は複
数の溶媒の連続列を意味するために使用される）
を提供する為に相変化する。「相変化」は、明細
書中において、本発明の特筆した実施例により表
されるように、液体状態と超臨界状態との間での
変化を意味味する為に使用される。選択された濃
縮相は第１図中において矢印１０で示される。相
変化は、濃縮相ガスの臨界圧力若しくはその上の
比較的一定なレベルに圧力を維持しながら、濃縮
相ガスの温度を変化させることにより達成され
る。上記圧力は、後のに詳述されるように、温度
サイクル中に必要な溶媒スペクトルを提供するよ
うに計算されることにより予め決定される。濃縮
相ガスの温度は、濃縮相ガスの臨界温度より上の
温度及びこの臨界温度未満の温度の間で段階的に
変化される。第１図中曲線１２で示されるよう
に、この温度変化は濃縮相ガスの凝集エネルギ密
度若しくは可溶性パラメータにおける変化をもた
らす。第１図図示の如く、濃縮相二酸化炭素の温
度が300Kから320Kに上昇すると、ガス溶媒凝集
エネルギ含有量を約24メガパスカル^1/2（MPa^1/2）
から12MPa^1/2に変化させる。凝集エネルギ含有
量の変化は濃縮相ガスの溶媒特性における変化を
もたらす。従つて、本発明によれ、濃縮相ガスの
溶媒特性は、濃縮相ガスが、単一の処理プロセス
において異なる化学的組成の種々の汚染物を溶解
若しくは除去可能となるような、溶媒特性におけ
る変化をもたらすように制御可能となる。複数の
異なる溶媒からなる溶媒スペクトルは単一濃縮相
ガス若しくはガス混合物から提供される。上記濃
縮相ガスの凝集エネルギは、汚染物を除去する為
に汚染物の凝集エネルギ密度と適合する。所望と
あれば、濃縮相ガスの凝集エネルギはまた、後に
詳述されるように、基板の膨潤をもたらすよう
に、基板のそれと適合可能となる。

上記相変化は、本発明において、第２図図示の
例で示されるように、温度の段階的変化により達
成され、ここで、Ｔはプロセス若しくは運転温
度、またTcは臨界温度である。第２図において、
臨界圧力よりも大きな一定圧力で、上記温度は
Tc未満の点まで漸次降下し、次にTcより上の開
始温度まで漸次上昇する。温度変化の各段階後、
上記温度は予設定の時間一定に保持され、この
間、基板及び汚染物が濃縮相ガスに晒され、汚染
物が除去される。第１図に関して記述されるよう
に、第２図の温度変化の各段階において、濃縮相
ガスは異なる溶媒特性を有し、即ち、各段階にお
いて異なる溶媒が存在する。従つて、種々の汚染
物がこの溶媒スペクトルにより除去可能となる。
Ｔ＞TcからＴ＜Tcへ、またＴ＞Tcに戻る段階的
変化は、本明細書中において「温度サイクル」と
して言及される。温度サイクルの開始点は臨界温
度より上若しくは下のいずれとすることもでき
る。本プロセスによれば、必要とあれば、汚染物
除去レベルの増大を得る為、温度サイクルは数回
反復可能となる。

各連続サイクルはより多くの汚染物を除去す
る。例えば、１サイクル後、30％の汚染物が除去
され、第２サイクル後は60％の汚染物が除去さ
れ、第３サイクル後は75％の汚染物が除去される
であろう。本発明の相変化サイクルはまた、汚染
物の浮遊及内部相移動、汚染物の熱的補助分離、
並びに微細泡の形成により汚染物除去を改良す
る。

本発明のプロセスを実施する為に使用される運
転温度及び圧力の値は次のように算出される。先
ず、汚染物の凝集エネルギ値が計算されるか、或
いは可溶性値が刊行物データから得られる。次
に、選択された濃縮相ガス若しくはガス混合物の
臨界温度及び圧力データに基づき、及びギデイン
グズ、ヒルデブランド等のガス溶媒式を使用し、
１組の圧力／温度計が計算される。そして、１組
の可溶性パラメータ対温度の曲線が、濃縮相ガス
の種々の圧において作成される。これらの曲線か
ら、選択された圧力における相変化温度範囲が決
定され、上記範囲は汚染物の凝集エネルギ（若し
くは可溶性パラメータ）を一纒めにする。上記計
算及び分析の複雑さ故、これはコンピユータ及び
関連のソフトウエアにより行われることが望まし
い。

相変化サイクルが反復される回数、サイクルの
各段階における温度変化量、及び各段階における
滞留時間は、全て、必要な汚染物除去の程度に従
い、また下記のように、実験的に容易に決定可能
となる。基板は本発明に従い１度若しくは数度の
相変化サイクルを受け、次に上記基板は達成され
た洗浄度を測定する為に試験される。上記基板
は、視覚的な若しくは顕微鏡のような手段により
検査されるか、或いは、アメリカ合象国試験及び
材料協会、基準E595「総質量ロス（TML）及び
収集された揮発性可濃縮物質（CVCM）」に従う
ような試験により検査される。得られた結果によ
り、選択プロセスパラメータは変化し、汚染物除
去の程度におけるこれらの効果が決定可能とな
る。このデータから、特定の洗浄要求の為の最適
なプロセスパラメータが決定可能となる。代わり
に、排気ガス溶媒が、ここに含有される汚染物の
量を測定する為に分析される。重量分析、分光分
析、若しくは色層分析がこの目的の為に使用可能
である。汚染物除去の程度は、次に、使用される
最適条件を決定する為に種々のプロセスパラメー
タにより補正される。有用であると見出だされた
典型的なプロセスパラメータは、制限的ではない
が、約５−100K程度臨界温度より上の温度の変
化、約５−25K程度臨界温度より下の温度の変
化、約５−30分の各段階における滞留時間、等を
含む。

本発明の第１実施例の洗浄プロセスにおけるス
テツプを示すフローチヤートは第３図に表され
る。上記プロセスは、洗浄される基板を含す洗浄
ベツセル内で実施される。種々の洗浄ベツセルの
例が後述される。第３図図示の如く、洗浄ベツセ
ルは、不活性ガス或いは洗浄プロセスで使用され
るガス若しくはガス混合物で先ずパージされる。
圧力ベツセルの温度は次に、ガス若しくはガス混
合物の臨界温度より下（臨界未満）、或いは同ガ
スの臨界温度以上（超臨界）のいずれかの温度に
調節される。洗浄ベツセルは次に、ガス若しくは
ガス混合物の臨界圧力以上の圧力に加圧される。
この点において、上記ガスは濃縮流体の態様をな
す。この濃縮流体の相は次に、上述の如く、除去
される汚染物のタイプ及び量により決定される、
臨界点より上及び下の予設定範囲に亘つて温度を
変化されることにより、液体及び超臨界状態に相
変化される。温度、圧力及びガス流量の制御は、
公知の方法を使用してコンピユータ制御下で行う
ことが望ましい。

相変化を達成する為の制御された温度変化のプ
ロセスは第２図に関連して記述された。液体及び
超臨界状態間で前後する相変化は、必要な回数実
行可能である。相変化完了後、洗浄ベツセルは次
に減圧され、処理基板は取除かれ、包装される
か、或いは更に処理される。宇宙環境で使用され
る予定の基板を洗浄する時、濃縮流体はそれ自体
が、宇宙環境下において汚染物となる。従つて、
宇宙空間で使用される基板は、高圧濃縮流体洗浄
プロセスの後、更に熱真空脱気ステツプを受け
る。このステツプは第３図に示され、ここで洗浄
ベツセルは約1Torr（mm水銀柱）の真空に減圧さ
れ、約395K（250〓）の温度が予設定（即ち予め
計算された）の時間に亘つて供給され、ハードウ
エアの脱気を完遂すると共に、ハードウエアから
全ての残留ガスを除去する。洗浄プロセス完了後
の洗浄ベツセルの減圧は、基板の引張り強度のよ
うな物理的特性に害のないように決定された速度
で実施される。ポリマー材料のようなあるタイプ
の基板において、洗浄プロセス完了後の内部濃縮
流体の体積は大きい。従つて、減圧中、この内部
間〓ガスモル量は大幅に変化する。ポリマーから
のガス流出速度は、温度、ガスの化学的性質、モ
ル量、及びポリマーの化学的性質のような多くの
要素に依存して制限される。ガス膨脹により生じ
る内部応力を緩和する為、洗浄ベツセル中の流体
環境は、減圧に先立つて濃縮ガスの排気により変
化され、比較的一定のモル量に維持されることが
望ましい。排気ガスは、濃縮相ガスのそれより高
い拡散速度を有するように選択される。濃縮ガス
排気のこの工程は、ポリマー材料が洗浄される時
の最適ステツプとして、第３図に示される。例え
ば二酸化炭素のような無極性濃縮洗浄流体が、ブ
チルゴムのような無極性ポリマーの洗浄に使用さ
れると、次に亜酸化窒素のような極性流体が、減
圧に先立つて無極性の濃縮流体の置換に使用され
るべきで、何故なら、極性流体は一般的にポリマ
ーの孔からより速やかに拡散するからである。代
わりに、濃縮相ガス洗浄流体の置換に濃縮相ヘリ
ウムが使用可能で、何故なら、ヘリウムは一般的
に減圧時にポリマーから速やかに拡散するからで
ある。

本発明は、種々の材料からなる広範囲の基板の
洗浄に使用可能となる。本プロセスは特に、分解
の必要なしに、複雑なハードウエアを洗浄するの
に好適である。これらの洗浄の応用例は、半田付
けされたコネクタ、ケーブル及び一般的な回路基
板の脱フラツクス処理、基板からのホトレジスト
の除去処理、綿若しくはフオーム（foam）付け
アプリケータ、ワイバ、グローブ等のような洗浄
補助器具の脱汚染物処理、複雑なハードウエアの
脱グリース処理、並びに電子光学、レーザ及び、
ポンプ、トランス、リベツト、絶縁材、ハウジン
グ、リニアベアリング、光学的ベンチ部品、熱パ
イプ、スイツチ、ガスケツト、活性金属鋳物を含
す宇宙船の複雑なハードウエアの脱汚染物処理、
を含む。本発明に従つて基板から除去されるであ
ろう汚染物物質は、制限的ではないが、オイル、
グリース、潤滑油、半田付けフラツクス残渣、ホ
トレジスト、無機若しくは有機物質からなる粒
子、粘着性残渣、可塑剤、未反応モノマー、染
料、若しくは誘電性流体を含む。本発明のプロセ
スにより汚染物が除去される曲型的な基板は、制
限的ではないが、金属、ゴム、プラスチツク、
綿、セルトース、セラミツク、並びに他の有機若
しくは無機化合物で形成された基板を含む。上記
基板は単純若しくは複雑な形状を有することがで
き、また他の公知の方法では洗浄することが困難
な内部空間を有することが可能である。更に、上
記基板は、粒状物若しくは他の微細な分割材料か
ら形成可能である。本発明は、脱グリース、テー
プ残渣の除去、機能流体の除去のような雑な洗浄
プロセスに適用できると共に、また特に複雑なハ
ードウエアを高レベル洗浄状態に精密に洗浄する
のに適する。

本発明の変更実施例によれば、濃縮相ガス混合
物が特定の溶媒特性を有するように調製される。
例えば、濃縮相二酸化炭素は水素結合ではなく、
従つて、半田付けフラツクの一般的な成分である
アビエチン酸のような水素結合化合物の溶媒とし
ては低機能である。我々は計算によつて、乾燥液
体二酸化炭素に対して、水素結合化合物である無
水アンモニアを10−25％の添加すると、上記二酸
化炭素の溶媒としての化学的性質を改良し、濃縮
流体系の総凝集エネルギを大幅に変化させること
なく、水素結合に適合できることを見出した。無
水アンモニアガスは二酸化炭素ガスと混合され、
液体状態濃縮物、即ち臨界未満若しくは超臨界状
態へ圧縮される。これらのCO₂及びNH₃の濃縮流
体混合物は、種々の基板から可塑剤のような極性
化合物を除去するのに有用である。水素結合能力
の所有に加えて、二酸化炭素／アンモニア濃縮流
体混合物はイオン化合物を溶解でき、電子ハード
ウエアからイオンフラツクス残渣を除去するのに
有用であると共に、活性炭素及イオン交換樹脂の
再生に有用である。この特定の濃縮相溶媒混合物
はまた、環境的に許容性が高く、大気中に放出可
能であるという別の利点を有する。同様な混合物
は、アンモニア及び亜酸化窒素若しくはアンモニ
ア及びキセノンのような、他の非水素結合濃縮流
体を使用して形成することが可能である。

本発明のプロセスを実施する為の例示のシステ
ムが第４図に概略的に示される。このシステムは
高圧洗浄チヤンバ若しくはベツセル１２を含む。
基板は第５ａ図若しくは第５ｂ図に示されるよう
にローデイングラツク上のチヤンバ１２内に配置
される。チヤンバ１２内の温度はパワーユニツト
１６により給電される内部ヒータアセンブリ１４
により制御され、パワーユニツト１６は洗浄ベツ
セルを包囲する冷却システム（図示せず）と組合
わせて使用される。冷却剤が冷却剤容器１８から
冷却剤ライン２０を通つて、高圧ベツセル１２を
包囲する冷却剤ジヤケツト若しくは他の適当な構
造物（図示せず）に導入される。この冷却プロセ
スにおいて使用される濃縮流体は、ポンプ２４及
び入口ライン２５を通つてガス容器２２からチヤ
ンバ１２に供給される。このシステムはバツチ型
洗浄若しくは連続型洗浄のいずれかで運転可能と
なる。バツチ型洗浄において、チヤンバ１２は所
望のレベルに加圧され、また濃縮相ガスの温度
が、濃縮相ガスの臨界温度より上若しくは下のい
ずれかの、相変化シーケンスの開始点に調節され
る。上記ベツセルは、原圧力開始点から臨界圧力
より下の圧力に、反復的に加圧及び減圧される。
また並行して、ベツセルの温度が、汚染物のタイ
プに依存して上下に調節され、加圧／減圧ステツ
プが実施される。結果として得られる汚染物を含
有する濃縮流体は排出ライン２６を通してチヤン
バ１２から抜出される。洗浄ベツセルは、濃縮相
ガスにより再加圧可能で、各温度変化において、
所望の回数の減圧が可能となる。上記排出ライン
はセパレータ２８に接続可能で、該セパレータは
運ばれる汚染物を排気ガスから除去し、従つて、
濃縮相ガスのリサイクルを可能とする。温度サイ
クルの相変化は継続され、上記減圧及び加圧が、
基板の所望の洗浄レベルを達成するのに必要なだ
け実行される。

連続洗浄プロセスにおいて、濃縮流体は、ライ
ン２６から抜出される汚染ガスと同流量で、ポン
プ２４によつてチヤンバ１２に導入され、チヤン
バ１２内の圧力が上記臨界圧力以上に維持され
る。このタイプのプロセスは、チヤンバ１２内の
濃縮流体の相が、温度サイクルを通して液体及び
超臨界状態間を前後に相変化される間に、汚染さ
れたガスの連続的な除去を提供する。

第４図に略示される例示のシステムの連転はコ
ンピユータ３０により制御され、これはメニユー
進行型発展及び制御（APDC）ソフトウエアを利
用する。チヤンバ１２の温度及び圧力のようなア
ナログ入力は矢印２２により示されるように、コ
ンピユータ３０に受取られる。コンピユータは矢
印３３で示されるようにデジタル出力を提供し、
チヤンバ１２内の所望の圧力及び温度を維持する
ように、種々のバルブ、内部加熱及び冷却システ
ムを制御する。上記コンピユータの為の種々のプ
ログラムが、洗浄される特定の基板の化学的組成
及び幾何的形状、除去される汚染物、並びに所望
の最終製品の洗浄度をもたらす為に必要な洗浄時
間に依存して変化するであろう。通常の洗浄時間
は４時間若しくはそれ未満程度である。

第３図及び第４図に関し、例示の洗浄プロセス
は洗浄ベツセル即ちチヤンバ１２中へのハードウ
エアの初期配置を含む。チヤンバ１２は閉鎖さ
れ、容器２２からの洗浄ガス若しくは洗浄乾燥不
活性ガスによりパージされる。チヤンバ１２の温
度が次に、内部加熱素子１４及びジヤケツトシス
テムを通して外部的に提供された容器１８からの
冷却剤を使用して調節され、洗浄ガス若しくはガ
ス混合物の臨界温度より上若しくは下のいずれか
の温度が提供される。チヤンバ１２は次に、ポン
プ２４を使用して、特定の濃縮相ガス洗浄流体の
臨界圧力以上の圧まで加圧される。この臨界圧力
は通常約29atm（300lb／in²若しくは20.6Kg／cm²）
と102atm（15001b／in²若しくは105.4Kg／cm²）と
の間である。上記プロセスの圧は望ましくは１か
ら272atm（15−4000lb／in²若しくは1.03−281.04
Kg／cm²）程度臨界圧力より高く、これは所望の溶
媒スペクトルの幅及び関連の相変化範囲に依存す
る。

一旦チヤンバ１２内の圧が臨界圧力より上の所
望の点に到達すると、ポンプ２４は連続的に運転
されると共に、排出ライン２６が開放され、一定
圧が維持されながらチヤンバ１２を通る濃縮流体
の連続流が提供される。代わりに、排出ライン２
６は、バツチプロセスを提供する為、汚染物を除
去するように一定圧の低下において十分な時間の
後開放される。例え、20分間の洗浄時間に亘る
272atm（4000psi）から102atm（1500psi）の圧力
低下が達成可能となる。

液体及び超臨界状態間の濃縮流体の相変化が洗
浄プロセス中に実施される。相変化は、濃縮流体
の臨界圧力以上の圧力を維持しながら、濃縮流体
の臨界温度より上の温度と、濃縮流体の臨界温度
より下の温度との間で、チヤンバ１２の温度を制
御的に変化させることにより達成される。二酸化
炭素が濃縮流体として使用される時、チヤンバ１
２の温度が305K（32℃）の上下にサイクルされ
る。

第５図は、本発明に従つて洗浄される基板をロ
ード及び保持するのに使用される２つの例示のラ
ツクを示す。第５ａ図は縦型で、第５ｂ図は横型
を示す。第５ａ図及び第５ｂ図において、チヤン
バ若しくはベツセル１２、ガス入口ライン２５、
ガス排出ライン２６の各素子は第４図図示のそれ
らと同一である。棚１５付ラツク１３が本プロセ
スに従つて処理される基板１７を保持する為に提
供される。ラツク１３及び棚１５は、使用される
濃縮流体に化学的に適合すると共に、本プロセス
を実施するのに必要な圧力に耐えるだけの十な強
度を有する材料から形成される。ラツク及び棚の
為に望ましい材料はステンレス鋼若しくはテフロ
ンである。棚１５は、基板周りの濃縮流体の障害
のない流れ及び熱移動を確保するように、多孔若
しくはメツシユを伴つて構成される。ラツク１３
は円筒状若しくは矩形のようないかなる形状をも
有することができ、使用される特定の圧力ベツセ
ルと適合するように形成される。第５ａ図の縦型
は第６図及第７図図示のタイプの圧力ベツセルに
有効で、第５ｂ図の横型は第８図図示のタイプの
圧力ベツセルに有効である。第５ａ図図示の如
く、脚若しくは「スタンドオフ」２１が、濃縮相
ガスを支持するスパージヤー上方にラツクを上昇
させる為に配設される。第５ｂ図図示の如く、ラ
ツクはスタンドオフ（図示せず）上に保持され、
流体流の障害を防止する為、チヤンバの上部に配
置される。所望とあれば、第５ａ図及び第５ｂ図
の両タイプにおいて、メタノール若しくは過酸化
水素のような選択された物質を添加することによ
り濃縮相ガスを改良する手段を提供する為、追加
の容器１９が使用可能である。容器１９は浅い矩
形若しくは円筒状タンクからなる。チヤンバ１２
中に基板が導入される時、改良剤が容器１９内に
配置される。改良剤は自立液体であるか、或いは
これはスポンジ状の吸収材料に含浸され、より制
御された抜出しが提供される。システムの運転
中、改良剤の蒸気がその液体からチヤンバ１２の
残部中に導入される。改良剤は濃縮相ガスのある
化学的特性を強化若しくは変更するように選択さ
れる。例えば、キセノンへの無水アンモニアの添
加は、キセノン単独では得られない水素結合の化
学的性質を呈する混合物を提供する。同様に、改
良剤は、エチルアルコール、水、酸、塩基、過酸
化物のような液体改良剤を使用することにより、
濃縮相ガスに酸化機能若しくは還元機能を提供す
るのに使用可能である。

本プロセスの第１実施例を実施するのに使用さ
れる例示の高圧洗浄ベツセルが第６図に符号４０
で示される。ベツセル若しくはコンテナ４０は第
４図図示システムに符号１２で示される高圧洗浄
ベツセルとして使用するのに適当である。高圧洗
浄ベツセル４０は取外し可能閉鎖部材４４により
一端部が閉鎖された円筒状外部シエル４２を含
む。シエル４２及び閉鎖部材４４は、ステンレス
鋼若しくはアルミニウムのような、使用される濃
縮流体に化学的に適合すると共に、本プロセスを
実施するのに必要な圧力に耐えるだけの十な強度
を有する材料から形成される。取外し可能閉鎖部
材４４は、外部シエル４２内の洗浄ゾーンに対し
て、物質を容易に導入配置及び取出しできるよう
に配設される。

内部加熱素子４８がシエル４２を包囲する外部
冷却ジヤケツト５９に関する温度制御の為に配設
される。温度制御の為にコンピユータに導入され
るアナログ入力を提供する為の温度測定は、熱電
対５０により提供される。ガス溶媒スパージヤー
５４に接続された入口５２を通して洗浄ゾーン４
６中に供給される。洗浄ゾーン４６からのガス若
しくは濃縮流体の除去は排出ポート５６，５８を
通してなされる。

洗浄ベツセル４０は、入口５２を入口ライン２
５に接続し、加熱素子４８をパワーリード４９を
用いて電源１６に接続し、排出出口５６，５８を
排出ライン２６に接続することにより第４図図示
システム中に接続される。熱電対５０はカツプラ
３０に接続される。

本発明の第２実施例によれば、洗浄される汚染
基板は脱イオン水のような液体懸架媒体内に懸架
され、前述の如く濃縮相ガスの相変化を受ける。
第７図は、本発明のこの実施例を実施するのに使
用可能な例示の洗浄ベツセルを示す。第７図図示
のシステムは、後述する点を除いて第６図図示の
システムと同態様で運転される。第７図におい
て、チヤンバ若しくは洗浄ベツセル１２、基板１
７ガス入口ライン２５、及びガス排出ライン２６
の各素子は前述したものと同一である。チヤンバ
１２内には、内側コンテナ４１が存在し、これは
ステンレス鋼のような化学的耐久性及び性圧性の
材料から形成される。コンテナ４１は液体４３を
保持し、この内に基板１７がラツク（図示せず）
上に配置されて懸架される。ガススパージヤー４
５が、入口ライン２５を通し、コンテナ４１及び
液体４３の下側部分中に濃縮相ガスを導入する為
に配設される。相変換プロセスが前述の如く実行
され、多相洗浄システムがもたらされる。例え
ば、305Kより大きな温度で且つ70atmより大き
な圧において、脱イオン水が液体懸架媒体として
使用され、二酸化炭素が濃縮相ガスとして使用さ
れると、(a)有機汚染物を除去する超臨界二酸化炭
素、(b)無機汚染物を除去する脱イオン水、(c)無機
イオン汚染物を除去する、その場形成カルボン
酸、からなる多相物が得られる。更に、前述の減
圧ステツプ中、ガス飽和水は、基板の外部表面け
でなく、基板の間〓中にも膨脹する気泡を生み出
す。これらの気泡は、粒状汚染物の移動と、基板
からの汚染物の「浮遊」とにおいて寄与する。汚
染物を含有する湿質超臨界二酸化炭素は相間マス
移動により通過し、内部コンテナ４１からチヤン
バ１２に至り、ここから排出パイプ２６を通つて
除去される。

基板１７洗浄後、これは清浄加熱脱イオン水に
よりリンスされて残留汚染物が除去され、次にオ
ーブン内において350Kで２−４時間真空乾燥さ
れ、そして包装される。所望とあれば、基板はオ
ーブン乾燥に先立つて、アルコールにより先ず乾
燥される。

本発明の第２実施例において使用されるのに適
当な他の濃縮相ガスは、制限的ではないが、キセ
ノン及び亜酸化窒素を含む。更に、液体懸架媒体
は代わりに、洗浄プロセスを強化する界面活性剤
若しくはオゾンのような添加物を含むことができ
る。本発明のこの実施例は、ワイパ、グローブ、
綿付け木製アツプリケータ、及び織物の精密な洗
浄に特に適する。

本発明の第３実施例において、液体から超臨界
状態への相変化中の濃縮流体の洗浄作用は、洗浄
ゾーンへ超音波エネルギを供給することにより強
化される。適当な高圧洗浄ベツセル及びソニフア
イアは第８図に符号６０で示される。ソニフアイ
ア６０は、一端に取外し可能な閉鎖部材６４を、
他端に超音波トランスデユーサ６６を有する円筒
状コンテナ６２を含む。トランスデユーサ６６は
パワーリード６８により適当な電源に接続され
る。上記トランスデユーサは、例えばカリフオル
ニア州、ロサンジエルスのデータ・ソニツクから
市販されている。ガス溶媒供給ライン７０が、洗
浄ゾーン７４中に濃縮流体溶媒を導入する為に配
設される。排出ライン７２が汚染濃縮流体を抜出
す為に配設される。

ソニフアイア６０は、第６図図示の洗浄ベツセ
ルと同態様で運転されるが、濃縮流体を洗浄ベツ
セル中に導入する為にスパージヤーが使用され
ず、また第６図図示洗浄ベツセルでは内部加熱素
子を使用するのに対して、ここでは音声チヤンバ
７４の温度制御が外部的に提供される。本発明に
よる相変化中に濃縮流体に供給される音波エネル
ギの周波数は、約20−80kHzの範囲であろう。上
記周波数は一定に維持、若しくは望ましくは20−
80kHzの範囲で上下に変化させることが可能であ
る。超音波エネルギの使用即ち音波処理は、濃縮
流体中の、ワツクス、モノマー、オイルのような
大きな汚染物の溶解及び／または懸架を補助する
ことにより、洗浄力を増加させる。更に、高周波
音波ブラストを伴う音波洗浄の使用は、濃縮相ガ
ス及び基板を攪拌し、汚染物と洗浄される基板と
の結合の破壊を増進させる。相変化と組合わせる
音波処理の採用は、更に、音波処理がチヤンバ壁
を清浄に保と共に、抽出汚染物の除去を補助する
傾向があるという利点がある。

本発明の第４実施例において、濃縮流体の洗浄
作用の強化は、流体を高エネルギ放射線に晒すこ
とにより提供可能となる。上記放射線は、ある濃
縮相ガス分子の汚染物除去機能を増加させる。上
記ガスには、制限的ではないが、二酸化炭素及び
酸素が含まれる。更に、185−300nmの範囲の放
射線は炭素−炭素結合の分裂を増進させる。従つ
て、有機汚染物が水、二酸化炭素、及び窒素から
光学的に離脱される。

上記放射線強化洗浄を実施する為に例示の洗浄
ベツセルは第９図に符号８０で示される。洗浄ベ
ツセル８０は、取外し可能コンテナカバー８４を
有するコンテナ８２、強化された混合をチヤンバ
内に提供する為の傾斜ボアを有するガス溶媒供給
ポート８６、及び溶媒排出ポート８８を含む。内
部表面９０は望ましくは放射線反射ライナを含
む。望ましい高エネルギ放射線は紫外線（UV）
である。上記放射線は一般的な水銀アークランプ
９２から発生され、通常180−350nmの範囲であ
る。キセノンフラツシユランプもまた適当であ
る。ランプの運転は、高エネルギブラストのパル
ス若しくは連続的なもののいずれとすることがで
きる。光パイプ効果を達成する為にチヤンバ中に
深く延びる高圧石英ウインドー９４が、コンテナ
カバー８４中に配設され、これを通して放射線が
洗浄チヤンバ９６に指向される。洗浄ベツセル８
０は第６及び図第８図図示の洗浄ベツセルと同態
様で運転される。洗浄チヤンバ９６内の温度制御
は外部熱素子及び冷却ジヤケツト（図示せ）によ
り提供される。

第６−９図図示洗浄ベツセルは単なる例示であ
り、本発明のプロセスを実施する為に他の型の洗
浄ベツセルも使用可能である。例えば、音波及び
紫外線放射の両処理がベツセル内に組込まれた洗
浄ベツセルが使用可能となる。更に、広範囲に亘
る外部及び内部加熱及び冷却素子が、液体と超臨
界流体状態との間の濃縮流体の相変化を達成する
のに必要が温度制御を提供する為に使用可能とな
る。

第６図図示の洗浄ベツセルは、洗浄ゾーン４６
内の温度勾配をもたらすのに特に有用である。外
部支持冷却ジヤケツト若しくはチヤンバと組合わ
された、内部的に配置された熱素子４８は、濃縮
流体の流速及び圧力が一定である時、洗浄チヤン
バ４６内に温度勾配をもたらすことを可能とす
る。濃縮流体の温度が、中心からコンテナ壁に向
かつて移動するにつれて減少する上記の熱勾配
は、通常チヤンバ内の中央に配置される基板から
のある汚染物の熱拡散を提供する。この熱勾配は
また「溶媒ゾーン」を提供し、これはある汚染物
若しくは汚染物群に有利な複数の異なる溶媒の列
であり、汚染物除去プロセスを強化する。

本発明の第５実施例において、濃縮流体は、汚
染物と化学的に反応し、従つて汚染物の除去に機
能する第１濃縮相流体と、第１濃縮相流体のキヤ
リアとして機能する第２濃縮相流体と、の混合物
からなることができる。例えば、超臨界オゾン若
しくは「超オゾン」は、270K以上温度及び
70atm以上の圧力において、非常に反応性が高い
超臨界流体／酸化剤である。上記オゾンは、第６
図図示のように、洗浄ベツセルの外部で発生さ
れ、キヤリアガスと混合され、入口５２を通して
洗浄ゾーン４６に導入されることができる。空
気、水、若しくは液体酸素内の無音直流放電によ
り酸素からオゾンを形成する公知の方法が使用可
能である。また、例えば、エル・ザロンテ及びア
ール・チウによる、「シリコンウエハ上における
有機物除去の為の紫外線／オゾン洗浄」（カリフ
オルニア州、サンタクララ、1984年３月、マイク
ロリソグラフイ会議SPIE 1984、第470−19紙）
なる刊行物、及び「紫外線−オゾン精製プロセス
化学に対する調査」（ワシントンD.C.、アメリカ
合衆国、通商省、国立科学財団、1979年１月）な
る刊行物に記載されているような、空気の紫外線
露光により酸素からオゾンを形成する公知の方法
も使用可能である。所望とあれば、上記オゾン
は、第９図図示のタイプの洗浄ベツセル内におい
て、その場で発生させることができ、ここで、石
英ウインドー９４が石英光パイプ列に置換され、
パイプ列がオゾン生成紫外線光を濃縮相ガス混合
物中深く導く。二酸化炭素、キセノン、アルゴ
ン、クリプトン、若しくはアンモニアのようなキ
ヤリアガスと選択的に混合される酸素は、ガス溶
媒供給ポート８６を通してチヤンバ８０中に導入
される。もし導入ガス中にキヤリアガスが全く使
用されないと、過剰酸素が新たに形成されるオゾ
ンの為のキリヤアとして機能する。実際上、基板
がチヤンバ８０内に配置され、上記システムが第
９図のシステムに関して記述されたように運転さ
れる。水銀ランプ９２が、185nmの放射線を発生
させるように励起され、これが酸素ガス（O₂）
をオゾン（O₃）に転化する。システム圧及び温
度が濃縮相ガスを形成するように調節された後、
超オゾンが、第２濃縮流体の濃縮相ガス酸化剤と
して基板表面に移送される。

超オゾンはガス状及び液体状の化学的及び物理
的特性を有し、これは、多孔構造或いは有機物質
若しくはフイルム中への上記濃縮相ガスの浸透の
増大と、より効果的な汚染物除去とをもたらす。
更に、超オゾンは、超臨界条件下で極性溶媒及び
酸化剤の両者であり、従つて、有機表面フイルム
若しくは塊状化合物中に溶解し、酸化的にこれら
を破壊する。酸化副生成物及び可溶性汚染物は上
述の減圧操作中に持ち去られる。超オゾンの使用
は更に、危険な副生成物若しくは廃棄物がないと
いう利点がある。超オゾンを使用する本発明のこ
の実施例は、種々な材料の高殺菌、弾性／樹脂材
料からの未反応化合物の破壊、有機性危険廃棄物
のその場分解、光学表面の精密な洗浄、並びに結
合プロセスの為の表面調整処理、並びに基板表面
の表面／二次表面エツチング、並びに基板の揮発
性有機化合物レベルの低下に特に有用で、宇宙空
間用の製品におけるNASAの基準に適合する材
料及び構造物を得ることが可能となる。

目標汚染物と化学的に反応する他の物質も代わ
りに、本発明の第３実施例において使用可能であ
る。例えば、過酸化水素をオゾンに代え、目標汚
染物と反応する酸化物を提供することができる。
更に、酸化以外の他のタイプ若しくは反応が本発
明において得られる。例えば、水素種を形成する
ように光解離可能なアンモニアのような物質が目
標物を化学的に還元できる。弗素を形成するよう
に光解離可能な弗素ガス、若しくは他のハロゲン
基のような物質が目標物と反応できる。

本発明の実験例は下記の通りである。

例 １ この例は、精密洗浄補助器具としてアプリケー
タを使用する際の準備において、綿付き木製アプ
リケータから種々の汚染物を除去する為の本発明
の一実施例の使用を示す。汚染物は、木のオイ
ル、粘着残渣、粒状物、セルロース、リグニン、
トリグリセリド、樹脂、及びガムを含み、これら
により、アプリケータは、製造中、若しくは精密
洗浄の前使用、或いは元来の成分として汚染され
ている。

本プロセスの実施に使用される濃縮相ガスは90
体積％二酸化炭素及び10体積％亜酸化窒素からな
る。二酸化炭素の臨界温度は約305Kで、臨界圧
力は約72atmである。亜酸化窒素の臨界温度は約
309Kで、臨界圧力は約72atmである。

第３図のフローチヤート及び第６図に洗浄ベツ
セルが前述の如く使用された。汚染基板、即ち綿
付け木製アプリケータがラツク上に、次に、ベツ
セル１２内に配置され、ベツセルが不活性ガスに
よりパージされた。ベツセルの温度は約320Kに
調節された。次に、洗浄チヤンバが、二酸化炭素
と亜酸化窒素との混合物により約275atmに加圧
された。１サイクルの相変化が、ガス混合物の温
度を320Kから約300Kに増進的に変化させること
により実施され、これがガス溶媒の凝集エネルギ
を約12MPa^1/2から22MPa^1/2に変化させ、次に、
温度を300Kから320Kに増進的上昇させ、これが
ガス溶媒の凝集エネルギ含量を約22MMa^1/2から
12MPa^1/2に変化させた。上記ガス混合物は、各
温度変化（溶媒性における変化）の後、バツチ若
しくは連続洗浄運転の開始に先立ち、１−３分間
汚染基板に接触するようにされた。相変化は、連
続洗浄運転において、５分ごとに１サイクルの速
度で約30分間に亘つて実施され、また選択的にバ
ツチ処理においては、15分ごとに１サイクルの速
度で約60分間に亘つて実施された。洗浄された基
板は、典型的には、２−４％の重量ロスを呈し、
また溶媒濾過試験は、１アプリケータ当たり１mg
未満の抽出可能な残渣を示した。

上述の如く、この相変化プロセスは「溶媒スペ
クトル」をもたらし、これは汚染物の凝集エネル
ギ範囲と重複し、従つて、綿付け木製アプリケー
タ中に存在する各汚染物の為の適当な溶媒を提供
する。

上記の濃縮相ガスとして二酸化炭素及び亜酸化
窒素を使用した手順は、フオーム付けプラスチツ
クアプリケータ、払拭布、綿ボール及びグローブ
を含む、広範囲の汚染物を含有する他のタイプの
基板にも応用可能である。

例 ２ この例は、NASAの脱ガス基準に適合するよ
うに基板を洗浄する為の本発明のプロセスの使用
を示す。基板は半田付けされたピンコネクタから
なり、汚染物は半田付けフラツクス残渣、粒状
物、皮、オイル、可塑剤、及び場合によつて脱ガ
ス汚染物であつた。

濃縮相ガスが100％二酸化炭素である点を除い
て、例１で記述された一般的な手続きと同じ手続
きが行われた。相変化温度範囲は約310Kから約
298Kで、この時の圧力は約200atmであつた。相
変化は、10分ごとに１サイクルの速度で約30分間
に亘つて実施された。ガス溶媒洗浄に続いて、残
留ガスを除去する為、ベツセル温度が395K（250
〓）に上昇され、1Torrの真空が１時間提供され
た。洗浄された基板はピンソケツトにおいて視認
し得る汚染物の痕跡はなく、ASTM基準E595に
従う標準熱真空脱ガス試験は、総質量ロス
（TML）が1.0未満で、揮発性可濃縮物質
（VCM）含有量が全アセンブリで0.1％未満であ
ることを示し、これはNASAの脱ガス基準に適
合する。洗浄された基板は次続の使用の為、通常
通り包装され且つシールされた。

例 ３ この例は、絶縁抵抗（誘電特性）を改良するよ
うに、弗化シリコンから未反応オイル、着色剤及
びフイラーを除去する為の本発明のプロセスの使
用を示す。

濃縮相ガスが100％二酸化炭素である点を除い
て、例１で記述された一般的な手続きと同じ手続
きが行われた。相変化温度範囲は約300Kから約
320Kで、この時の圧力は約170atmであつた。液
体状態から超臨界状態への相変化が、液体CO₂中
において塊状ポリマー（即ち弗化シリコン）を先
ず膨潤させ、そして相変化運転中に間〓汚染物を
除去する為に行われた。相変化は、10分ごとに１
サイクルの速度で約30分間に亘つて実施された。
洗浄運転に続いて、上記材料は熱真空脱ガスさ
れ、包装された。洗浄された基板は４％−10％の
重量ロスを呈し、カラム間の絶縁抵抗は15倍改良
された。

例 ４ この例は、高圧界面誘電ブレークダウンの可能
性を排除するように、カプセル封じに先立ち、フ
エライトコアから半田付けフラツクス残渣、指油
及び粒状物を含む表面汚染物を除去する為の本発
明のプロセスの使用を示す。

濃縮相ガスが、75体積％乾燥二酸化炭素及び25
体積％無水アンモニアからなる点を除いて、例１
で記述された一般的な手続きと同じ手続きが行わ
れた。相変化温度範囲は約375Kから約298Kで、
この時の圧力は約240atmであつた。アンモニア
の臨界圧力は約112atmで、臨界温度は約405Kで
ある。典型的には、10分ごとに１サイクルで45分
間に亘る相変化運転中、基板は、約305Kより上
の温度で２相系（超臨界二酸化炭素／液体アンモ
ニア）中にまた約305Kより下の温度で２成分溶
媒混合物（液体二酸化炭素−アンモニア）中に、
浸漬された。洗浄運転後、基板は包装され、シー
ルされた。洗浄された基板は、視覚的に清浄な表
面を呈し、表面汚染試験は、表面領域のイオン汚
染物が15mg／in²未満であることを示した。

上記濃縮相二酸化炭素及び濃縮相アンモニアを
使用する洗浄運転は、プリント配線基板、電子コ
ネクタ、宇宙船絶縁ブランケツト、及びセラミツ
ク子基板を含む、広範囲なイオン／非イオン及び
有機／無機汚染物を含有する他のタイプの基板に
応用可能である。

例 ５ この例は、NASAの脱ガス基準に適合するよ
うに、光学的ベンチ（活性金属鋳物）から機械
油、指油、粒状物を除去する為の本発明のプロセ
スの使用を示す。汚染物は基板の外部表面だけで
なく、内部空所からも除去された。

濃縮相ガスとして100％二酸化炭素が使用され
た点を除いて、例１で記述された一般的な手続き
と同じ手続きが行われた。相変化温度範囲は約
305Kから約325Kで、この時の圧力は約340atmで
あつた。相変化は、10分ごとに１サイクルの速度
で実施された。洗浄運転に続いて、基板は、
375K、1Torrで30分間熱真空脱ガスされた。洗
浄された基板は包装され、シールされた。洗浄さ
れた基板は1.0％未満のTMLと、0.1％未満の
VCMを呈した。

上記濃縮相二酸化炭素を使用する洗浄運転は、
宇宙船フアスナー、リニアベアリング、熱パイプ
を含む、広範囲な汚染物を含有する他のタイプの
基板に応用可能である。

例 ６ この例は、次続の処理工程の為に基板を調整す
るように、プリント配線基板から非水性及び半水
性ホトレジストを除去する為の本発明のプロセス
の使用を示す。

濃縮相ガスがキセノンを含む点を除いて、例１
で記述された一般的な手続きと同じ手続きが行わ
れた。キセノンの臨界圧力は約57atmで、臨界温
度は約290Kである。基板を浸漬し、膨潤させ、
ここからホトレジストを分離する為、濃縮相キセ
ノンは約140atmで使用され、また285Kから約
300Kの相変化温度範囲が使用された。相変化プ
ロセスは、基板からのホトレジストの適当な分離
が得られるのに必要な回数に亘り実施された。所
望とあれば、凝集エネルギ及び特性の変化によ
り、種々のタイプのホトレジストに対して適当な
混合物を生成する為、例えばアンモニアのような
他のガスをキセノンに添加することが可能とな
る。

従つて、上記の各例から、本発明は、単一のプ
ロセスにおいて、所与の基板から２若しくはそれ
以上の汚染物を除去する効果的な方法を提供する
ことが分かるであろう。本発明により除去される
汚染物のタイプは広範囲の組成を有することが可
能で、また基板は広範囲の化学的組成及び物理的
構造を有することが可能となる。

本発明のプロセスは、ガスケツト、絶縁体、ケ
ーブル、金属鋳物、熱パイプ、ベアリング、及び
リベツトを含む、地球及び宇宙環境用の構造物及
び材料の調整に広く応用できる。使用される特定
の洗浄流体及び相変化条件は、除去しようとする
特定の汚染物に依存して変化するであろう。本プ
ロセスはまた特に、複雑なハードウエアの内部及
び外部表面の両者からグリース及びオイルを除去
するのに適する。

以上本発明は望ましい実施例について記述され
てきたが、当業者であれば、開示の実施例は単な
る例示にすぎず、本発明の範囲から離れることな
く、これらに種々の変更、追加及び改良が可能で
あることが理解できるであろう。従つて、本発明
は明細書に示される特定の実施例に限定されず、
付属の特許請求の範囲によつてのみ限定されるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る濃縮相ガスの望ましい
例の状態図及びこれに対応する凝集エネルギ対温
度の曲線を示す。第２図は、本発明に係る相変化
を得る為に使用される例示の温度サイクルシーケ
ンスを示す図。第３図は、本発明に係る例示のプ
ロセスにおける工程を示すフローチヤート。第４
図は、本発明において使用される例示のシステム
の概略図。第５図ａ及び第５ｂ図は、本発明にお
いて洗浄される基板をロード及び保持するのに使
用される例示のラツクの概略図。第６図は、本発
明の第１実施例において使用される望ましい洗浄
ベツセルの部分縦断斜視図。第７図は、多相濃縮
流体洗浄を使用する本発明の第２実施例における
変更洗浄ベツセルを示す。第８図は、洗浄中に音
波エネルギを供給するのに使用される本発明の第
３実施例における変更洗浄ベツセルを示す。第９
ａ図及び第９ｂ図は、洗浄プロセス中、濃縮相ガ
スに放射線を供給するのに使用される、本発明の
第４及び第５実施例における変更洗浄ベツセルを
示す。 １２…洗浄ベツセル、１４…加熱素子、１８…
冷却剤容器、２２…洗浄ガス容器、４０…高圧洗
浄ベツセル、６０…音波処理洗浄ベツセル、８０
…放射線処理洗浄ベツセル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 選択された基体から２以上の汚染物を除去す
   る方法であつて、 ａ） 前記汚染物を含む前記基体を洗浄ベツセル
   内に収容する工程と、 ｂ） 前記汚染物を含む前記基体と選択された濃
   縮相ガスとを、該濃縮相ガスの臨界圧力以上の
   圧力下で接触させる工程と、 ｃ） 前記濃縮相ガスの臨界温度より高い温度と
   該臨界温度よりも低い温度との間で、一連のス
   テツプで前記濃縮相ガスの温度を変化させるこ
   とにより、前記濃縮相ガスの相を液体状態と超
   臨界状態との間で変化させる工程であつて、前
   記ステツプの夫々の完了時における前記温度を
   所定時間だけ維持し、また前記濃縮相ガスと前
   記汚染物を含む前記基体との間の接触を前記
   夫々のステツプで所定時間だけ維持し、ここで
   前記濃縮相ガスの溶媒スペクトルが与えられ、
   これによつて前記基体から前記２以上の汚染物
   が除去される工程と、 を具備する方法。 ２ 前記温度を変化させる工程が、前記臨界温度
   より低い第１温度で出発することと、前記温度を
   前記臨界温度より高い第２温度にまで上昇させる
   ことと、次いで前記温度を前記第１温度にまで低
   下させることを含む請求項１に記載の方法。 ３ 前記温度を変化させる工程が、前記臨界温度
   より高い第１温度で出発することと、前記温度を
   前記臨界温度より低い第２温度にまで低下させる
   ことと、次いで前記温度を前記第１温度にまで上
   昇させることを含む請求項１に記載の方法。 ４ 前記濃縮相ガスが二酸化炭素、亜酸化窒素、
   アンモニア、ヘリウム、クリプトン、アルゴン、
   メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、
   ヘキサン、エチレン、プロピレン、テトラフルオ
   ロメタン、クロロジフルオロメタン、六フツ化硫
   黄、パーフルオロプロパン及びこれらの混合物か
   らなる群から選択される請求項１に記載の方法。 ５ 前記濃縮相ガスが二酸化炭素及び亜酸化窒素
   の混合物と、乾燥二酸化炭素及び無水アンモニア
   の混合物とからなる群から選択される請求項４に
   記載の方法。 ６ 前記汚染物がオイル、グリス、潤滑剤、半田
   フラツクス残渣、ホトレジスト、接着剤残渣、可
   塑剤、未反応モノマー、無機物粒子及び有機物粒
   子からなる群から選択される請求項１に記載の方
   法。 ７ 前記汚染物を含む前記濃縮相ガスが連続的に
   前記洗浄ベツセルから除去され、前記洗浄ベツセ
   ル内の圧力を前記臨界圧力以上に維持する為に十
   分な量の追加の濃縮相ガスで置換される請求項１
   に記載の方法。 ８ 工程ｃ）の後に、更に、前記基体に熱的且つ
   真空での脱ガスを施して残留する濃縮相ガスを前
   記基体から除去する工程を具備した請求項１に記
   載の方法。 ９ 工程ｃ）の後に、更に、前記濃縮相ガスを比
   較的高い拡散速度を有する選択されたガスで置き
   換え、次いで前記洗浄ベツセルを減圧する工程を
   具備した請求項１に記載の方法。 １０ 前記基体を液体溶媒中に懸架することによ
   り、前記基体からの前記汚染物の除去を増大させ
   る請求項１に記載の方法。 １１ 前記濃縮相ガスを紫外線照射に晒すことに
   より、前記基体からの前記汚染物の除去を増大さ
   せる請求項１に記載の方法。 １２ 前記濃縮相ガス及び前記汚染物を含む前記
   基体を超音波エネルギーに晒すことにより、前記
   基体からの前記汚染物の除去を増大させる請求項
   １に記載の方法。 １３ 前記濃縮相ガス及び前記汚染物を含む前記
   基体を紫外線照射及び超音波エネルギーに晒すこ
   とにより、前記基体からの前記汚染物の除去を増
   大させる請求項１に記載の方法。 １４ 前記濃縮相ガスが、前記汚染物と化学的に
   反応して前記汚染物の除去を増大させることがで
   きる第１の濃縮相ガスと、該第１の濃縮相ガスの
   キヤリアとしての第２の濃縮相ガスとの混合物を
   含む請求項１に記載の方法。 １５ 前記第１の濃縮相ガスがオゾンを含む請求
   項１４に記載の方法。 １６ 前記濃縮相ガスの前記相移動が、コンピユ
   ータ制御下に行われる請求項１に記載の方法。