JPS60223984A - 洗滌製品の表面水分を除去する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、製品の水分除去方法に関するものであるが、
更に詳細には、製品の表面水分のみを選択的に除去して
、製品自体は乾燥させることなく、その表面のみを選択
的に且つ効率的に乾燥する方法に関するものである。

ＬＳＩ、超精密機械製品といった各種の超クリーンな物
品の製造において、物品を洗滌した後、表面の水分を乾
燥して製品とするのであるが、この水分除去方法として
は、従来、熱風を送風したり加熱したりする方法が行わ
れていた。

しかし々から、これらの従来法では、いずれも−ｈｎ蛙
Ｔ≦ｍ−Ｍ、ｒｌ、２Ｍｆ＊：Ｌｌｎ−１’４ＬＪｊ＆
４’−ｒ−ｒ−ｋｎ、ｌ−Ｍ、ｒｌ要であるのみならず
、加熱気体が直接製品と接触するために製品が熱によっ
て変質したり、いたんだシするし、製品表面の水分のみ
で女くその内部の水分までも除去されてしまい、製品価
値がなくなってしまうことすらあった。そのうえ更に致
命的なことに、水分除去後に、洗滌水等に含まれている
各種塩類その他の不純物が製品表面上に薄い被膜として
又は汚れとして局所的に残留し、結果としては洗滌しな
かったのと同じことになってしまっていた。そのために
、洗滌水として、非常に高価な蒸留水や脱イオン水を使
用せねばならず、また、蒸留装置や脱イオン装置を設置
する必要性もあって、コスト的にも装置的にも非常に大
きな問題があった。

本発明はでれらの欠点を解決するためになされたもので
あって、純水を洗滌水として使用する必要がなく、加熱
する必要もなく、完壁に表面水分のみを選択的に除去す
る省エネルギータイプの水分除去方法の開発を目的とし
てなされたものである。

このように困難な技術的課題を解決するには発想自体を
完全に変える必要があると考え、本発明者は、乾燥とは
全く逆に、水分による湿潤の面から水分除去方法にアプ
ローチすることとしだ。そしてこの面から水分除去につ
いて鋭意研究したところ、水滴が小さくなるほど表面張
力が弱くなり、そして水滴が０５ミクロン以下のミスト
となりしかもこのようなミストを１立方フィート当り５
万個以上含有させた気体を物体に当てたところ、その物
体表面の水分、水滴を除去して持ち去り、水分除去でき
るという全く信じることができないようなまさに画期的
な知見を得た。

そしてこのような微細水滴を浮遊せしめた気体算囲気中
に洗滌物品を置いたところ、全く予期せざることに、水
滴が存在するにもかかわらず、実質的に０５ミクロン以
下のミストであればいかにその数が多くても物品が濡れ
るどころか全くそれとは逆に水分を除去して乾燥してし
まうこと、及びどのように微細な物品でも完全に水分除
去が行われることをつきとめ、更に各種の実験、研究を
くシ返した結果、本発明の完成に到ったものである０ 水滴を用いて水分除去するという相矛盾する現象を発見
し、これをたくみに利用した本発明はまさに画期的なも
のといえよう。

すなわち本発明は、実質的に０．５ミクロン以下のミス
トを多量浮遊せしめた気体を用いることを特徴とする洗
滌製品の表面水分を除去する方法である。

以下、本発明方法を、添付図面を参照しながら詳細に説
明する。

本発明において用いる実質的に０５ミクロン以下のミス
トを多量浮遊せしめた空気は、例えば次に説明する装置
によって製造することができる。

不活性気体が必要な場合は空気の代りに窒素ガス、炭酸
ガス、−酸化炭素、アルゴンガス等の希ガス類を用いれ
ばよいことは勿論である。

先ず第１図を参照されたい。この装置は、最も基礎的な
ものであって、タンク１の側面に多数の水噴射ノズル２
を設ける。これらのノズル２は、対向する側面に設けた
ノズルの位置とは少しずらして交互に配置し、相対する
ノズルを直線上に配置しないようにするのがよい。水噴
射ノズル２がら噴射された水は、点線りしたがってタン
ク１を横断して対向する側面に衝突して微細な水滴とな
り（Ｅ）、タンク１内はこの微細水滴で充満される。

そこで、このタンク１の底部から矢印人にしたがって気
体を送気すると、タンク１を上昇しながら該気体は微細
水滴を充分に含有して、上方のタンク出口から排出され
、ミストを浮遊せしめた目的とする気体が得られるので
ある。また必要ある場合には、このタンク１内に邪魔板
（図示せず）を１〜数枚垂直に又は角度をつけて設け（
直列、並列、又は交互に設ける）、これらの邪魔板にジ
ェット水流を衝突させて微細水滴を生成せしめてもよい
。

第２図及び第３図は、更に効率よく、シかも温度コント
ロールしたミスト浮遊気体を製造するための装置である
。

ここでは冷却したミスト浮遊気体を製造する場合を例に
とって説明するが、以下に述べる冷却関連システムを加
温したシステムに代えれば加温されたミスト浮遊気体も
自由に製造することができる。

サイクロン４０には、その円筒部４１上部に空気人口４
２が接線方向に設けられている。円筒部４１の中央には
上方から出口管４３が下方に伸長して設けられ、出口管
４３にはそれと同軸に冷水噴射管４４が出口管４６を囲
んで配置されている。

噴射管４４には噴射ノズル４５が多数設けられている。

サイクロン４ｏの円筒部４１内には、冷凍装置の蒸発管
４７が配置されている。蒸発管４７と噴射ノズル４５と
の位置関係は、相互に完全にずらしてもよいし、また少
しずらしてもよく、また、噴射ノズル４５からの水が蒸
発管４７に対して垂直に噴霧又は噴射状態で吹き付けら
れるように配置されている。サイクロンの円錐部５１の
下端部には、濾過装置４８、水タンク４９、ポンプ５０
が順次設けられている。従って、冷水は、矢印Ｂの方向
、ずなわち、ポンプ５０．循環管４６、噴射管４４、サ
イクロンの円筒部４１、円錐部５１、濾過装置４８、水
タンク４９、ポンプ５０の順序で循環させられる。冷媒
、特に高温冷媒（１℃〜−５℃）は、矢印Ｃの方向に蒸
発管４７内を循環する。気体は、矢印Ａの方向にしたが
って入口４２を通ってサイクロン内に送り込まれ、サイ
クロン内で微細水滴を含有すると同時に冷却されて目的
とする気体となり出口管４３を通ってそれぞれの目的に
使用される。噴射管４４に設けた噴射ノズル４５から噴
射又は噴霧される水を（Ｄ）、冷凍装置の蒸発管４７及
び／又は円筒部４１の側壁に衝突せしめると（Ｅ）、ミ
ストが発生しくそれとともに、蒸発管４７と衝突した水
流はこの管４７内を通る冷媒と熱交換を行い、冷却され
る）、且つ水滴は冷却される。このような雰囲気中に気
体を矢印Ａにしたがって通過せしめると、この気体は微
細水滴を含有するとともに冷却された水滴と熱交換を行
ってそれ自体は冷却され、目的とする気体と々るのであ
る。

第４図は、本発明方法を６４キロピツ）ＲＡＭ量産工場
におけるＬＳＩ製品やその部品の水分除去に対して実際
に適用するだめのトータルシステムを示した模式図であ
る。上述したところにしたがってサイクロンリで製造さ
れたミスト浮遊気体は、矢印Ａにしたがって除滴サイク
ロン５ｏに送シ込まれる。すなわち、４」から出てきた
気体は、除滴サイクロン５−００側壁に切線方向に設け
た入口からサイクロン内部に入り、この中を循環してい
る間に余分の水滴、大きな水滴を除去して０５μ以下の
ミスト９０チ以上浮遊せしめた気体に調製して、サイク
ロンリの中央部に設けた出口管からこれを取り出す。

このようにして取シ出されたミスト浮遊気体は、ｌξイ
ブＰを通ってその一部は製品又はその部品の水分除去室
Ｃへ送られてこれらの水分除去、乾燥を行い、もう一方
は超りリーンルームリに送られて、水分除去室Ｃでの作
用効果を更に確実なものとする。パイプＰを分岐するこ
となく、そしてまたルームリを設けることなく、水分除
去室６−０に直接パイプＰを配管接続することも勿論可
能なことである。

水分除去室６０は、ルーム７０内に配置するのであるが
、その作業を容易ならしめるために下にキャスター等を
付けて移動可能にしておくと固定しておくよりも便利で
ある。水分除去室６０内には洗滌後のＬＳＩ製品または
シリコン板その他のＬＳＩ製造部品ａを収容しておき、
これにパイプＰを図のように接続してミストを導入し、
ファンｆによってこれを排出して、表面のみの水分を選
択的に除去する。このようにミストを循環させるだけで
充分に所期の目的が達成されるのであるが、強制的にミ
ストを循環させたり、スプレー、シャワー等によって局
所的にミストを吹きつけるようにすれば更に良い結果が
得られる。水分除去室６０及び超クリーンルーム７０で
使用された気体は、そこから取り出し、パイプＰ１ファ
ンＦを介してサイクロン４０へ戻し、このサイクルをく
り返すのである。

また、必要ある場合には、第５図及び第６図に示される
除滴サイクロン５０の次に示す熱交換器１００を設け、
これにミスト浮遊気体を通すことによって、気体を最適
温度に上昇させるとともにミストをより小さなものとし
効力を増大させることもできる。例えば熱交換器し則旦
は次に説明される。即ち、缶体１０１の中心部には空気
排出管１０５を上下方向に設けてあり、管体１０１外に
設けた空気導管１０５′と連通する。従って、空気取入
管１０４よりの空気は缶体１０１内を旋回しながら下方
に達し空気排出管１０５の下部よシ上昇して矢印方向に
移動することになる。又管体１０１の内部には外側配管
１０６及び内側配管１０７を設けてあり、各配管１０６
．１０７の下端は缶体１０１外に設けたポンプ１０８と
連通し、温水又は冷水を流通させ上部排水口１０９．１
１０より排水せられる。管内１０１の上部及び下部には
洗滌水管１１１の水噴出口１１１ａ、１１１ｂ・・・を
多数設けてあシ、配管１０６及び配管１０７の　−上下
列の上方又は下方に望ませ、配管１０６，１０７及び缶
体１０１の内面、空気排出管１０５の外面に向けて洗滌
水を噴出できるようにしである。又コーン部１０２の下
方には、排水管１１２′が設けられており、缶内の洗滌
水又は気体冷却による１・゛レイ／等が排水できるよう
にしである。従って、空気取入口１０４よりの空気は缶
１０１内でサイクロン効果によりごみ等を分離し、配管
１０６．１０７により適温に加熱又は冷却され、適温と
なった空気は空気排出管１０５より送出される。又分離
したごみ等は洗滌水管１１１に通水し、ノズル１１１ａ
、１１１ｂ　より噴水させることにより洗い去ることが
できるものである。

このように処理された気体はほぼ完全にＯ，Ｓミクロン
以下のミストを多量浮遊した状態となっているので、こ
れを用いて物体を処理することによってあらゆる物の表
面から水分を選択的に除去することができるのである。

本発明においては気体として空気が一般的に使用される
が、酸化が好ましくない場合には炭酸ガス、窒素ガス、
その細布ガス類も使用できるし、逆に酸素ガスも使用で
き、各種の気体又はそれらの混合物が自由に適宜使用で
きる。

以上述べたように本発明は、熱風を使用したυ加熱処理
したシすることなく水分除去が可能であって、極めて省
エネルギー効果のすぐれた水分除去方法である。加熱し
ないが故に製品が変質することがないし、内部の水分で
はなく表面水分のみが選択的に除去されるのでＬＳＩ、
超精密機械類のほか薬品、食品類といったデリケートな
物品の表面水分除去方法として極めて有効である。しか
も本方法によれば、汚れや塩類残渣を物品表面に残して
水分除去することがないので、洗滌水として純水を使用
する必要がなく、シたがって、洗滌工程が簡略化でき、
工業的な方法としてきわめてすぐれたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ミスト浮遊気体製造装置の１実施例を図示さ
たものでアシ、第２図は、その別の実施例であり、第５
図は第２図の装置の中央部を切断したときの断面図であ
シ、そして第４図は、実際の半導体製造工場において本
発明方法を適用した場合のトータルシステムを模式的に
図示したものである。また、第５図はミスト浮遊気製造
装置のあとにつけることのできる熱交換器を示す図で、
第６図はその横断面図である。 １・・・タンク　２．４５・・・ノズル４０・サイクロ
ン　４２・・・気体人口４３・・微細水滴浮遊気体出口
管 ５０・・・除滴サイクロン ６０・・水分除去室 ７０・・超クリーンルーム １００・熱交換器 代理人　弁理士　戸　１）親　男 第　１　図 第　３　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 実質的に０．５ミクロン以下のミストを多量浮遊せしめ
   た気体を用いることを特徴とする洗滌製品の表面水分を
   除去する方法。