KR20030001306A - 세정방법 및 그 장치 - Google Patents

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요시다다카시
이와사키모토아키
야노다츠로
하바야구라오
시로마다카히로
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요코가와 덴키 가부시키가이샤
후지 덴키 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은 세정용 용매내의 먼지와 같은 미세입자를 제거하기가 어렵고, 용매의 입경을 작게 하기가 어려워 피세정물을 손상시키는 경우가 있었다고 하는 과제를 해결한다. 본 발명은 용매(CO2)인 기체를 라인필터에 통과시켜 먼지와 같은 입자를 제거하고, 노즐로부터 분사하여 고체입자 또는 액적으로 변환시킨 후 피세정물에 분사시켜 입자 또는 유기물을 세정하도록 하였다. 노즐과 피세정물 사이의 갭을 조절함으로써 용매를 고체입자 또는 액적형태로 만들 수 있으므로, 오염의 정도에 따라 최적의 용매 상태를 선택할 수 있다. 또한, 용매내의 먼지와 같은 입자를 필터로 용이하게 제거할 수 있으므로, 고가의 순도가 높은 용매를 사용하지 않아도 되어, 러닝 코스트를 절감할 수 있다.

Description

세정방법 및 그 장치{Method for cleaning and apparatus therefor}
본 발명은, 하드 디스크의 매체나 실리콘 웨이퍼의 표면상의 미세한 입자 또는 유기물을 세정하여 제거하는 세정방법 및 그 장치에 관한 것이다.
하드 디스크의 매체나 실리콘 웨이퍼 또는 액정 디스플레이를 가공하는 유리판 등은 표면의 요철을 최소한으로 하고, 또한 미세가공하는 관계상 그 표면을 완전히 세정하여 미세한 입자나 유기물이 잔존하지 않도록 해야 한다.
이와 같은 실리콘 웨이퍼 등의 표면을 세정하는 세정장치 중 하나로서, CO2의 분말(드라이 아이스)을 세정물의 표면에 분사하는 세정장치가 사용되어 왔다. 이와 같은 세정장치에서는, 고압의 액체 CO2를 가느다란 노즐로부터 분사시켜 CO2분말을 생성한다. 즉, 노즐로부터 분사된 CO2는 대부분이 액적(液滴)으로 되고, 그 표면이 기화되어 기화열을 뺏는다. 기화열을 빼앗긴 액적은 고화되어 드라이아이스로 되어 CO2분말이 생성된다. 이러한 CO2분말을 피세정물에 분사하여 그 표면을 세정한다. CO2분말의 입경의 크기는 거의 액적의 크기에 의해 결정된다.
또한, 상온의 액체 CO2대신, 액체 CO2를 3중점까지 냉각하여 고체-액체-기체의 혼합물을 노즐로부터 분사시켜 세정하는 방법도 고안된 바 있다. 3중점 이하의 온도에서는 액체는 존재할 수 없기 때문에, 액체는 바로 고화되고, 기체의 일부는 냉각되어 응집되어 고체화된다. 이러한 경우에도, CO2분말의 입경은 거의 액적의 입경에 의해 결정된다.
또한, CO2대신 액체 아르곤을 3중점까지 냉각하여, 고체-액체-기체의 혼합물을 노즐로부터 분사시켜 세정하는 방법도 사용되어 왔다. 이러한 경우, 아르곤의 3중점은 대기압 이하이므로, 감압한 용기내에서 세정을 하여야 한다는 제약이 있다.
이들 세정장치에서는, CO2등의 기체가 피세정물에 닿으면 냉각되어 결로된다. 따라서, 피세정물을 올려 놓을 스테이지를 히터로 덥혀야 한다. 아르곤을 사용한 세정에서는, 피세정물을 대기중으로 복귀시켰을 때 결로하지 않도록 덥히는 것은 필수이다. 또한, 주위의 분위기의 습도를 낮추기 위하여, 세정할 영역을 밀폐하여 낮은 이슬점의 가스를 충만시키도록 하고 있다. 또한, 이오나이저로 정전기를 제거하여 정전기 방지를 도모하고 있다.
그러나, 이러한 세정장치에는 다음과 같은 과제가 있었다.
CO2분말을 사용하는 세정장치에서는, 액체 CO2내에 먼지와 같은 입자가 존재하면 이들 입자가 피세정물을 손상시킬 수가 있는데, 이 입자를 제거하기가 어렵다는 과제가 있었다.
입자는 액체 CO2가 흐르는 관로 내에 필터를 삽입함으로써 제거할 수 있는데, 이러한 필터의 눈을 너무 촘촘하게 하면 필터 통과시의 압력손실이 커져 필터 하류측에서 드라이아이스를 생성한다는 문제가 있으므로, 필터의 눈을 촘촘하게 할 수 없었다. 따라서, 미세한 입자를 제거할 수 없었다.
따라서, 종래의 세정장치에서는 고순도의 액체 CO2를 사용하였으나, 고가이므로 러닝 코스트가 비싸진다는 과제도 있었다.
또한, 노즐로부터 분사되는 드라이아이스의 입경은 노즐의 직경과 유속으로 결정되는데, 기계가공의 정밀도상 노즐직경을 작게 하기가 어렵기 때문에 드라이아이스의 입경을 작게 할 수 없어, 피세정물을 손상시킨다는 과제도 있었다.
또한, CO2를 사용하는 경우 및 아르곤을 사용하는 경우 모두 밀폐용기나 진공용기내에 피세정물을 유지할 필요가 있으므로, 장치가 커지고, 비용도 비싸진다는 과제도 있었다.
이에 더하여, 고체 또는 액체의 세정용매가 피세정물에 충돌하면 표면 사이의마찰로 정전기가 발생하고, 이러한 정전기로 인해 제거된 입자가 재부착되거나, 표면에 형성된 FET와 같은 디바이스를 정전파괴할 수 있는데, 이오나이저로는 정전기를 완전히 제거하기가 어렵다는 과제도 있었다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 용매내의 먼지와 같은 입자를 제거할 수 있고, 피세정물에 부착되어 있는 유기물이나 입자를 효율적으로 제거할 수 있는 세정방법 및 그 장치를 제공하는 데 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태를 나타낸 구성도이다.
도 2는 CO2의 온도와 밀도의 관계를 나타낸 도면이다.
도 3은 CO2의 온도와 압력의 관계를 나타낸 도면이다.
도 4는 노즐와 피세정물 사이의 갭내에서의 CO2의 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시형태를 나타낸 구성도이다.
도 6a 내지 도 6c는 노즐의 구조를 나타낸 구성도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시형태를 나타낸 구성도이다.
도 8a 및 도 8b는 제전의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
<도면의 주요부호의 설명>
11 : 용매(CO2)의 봄베 12 : 히터
13 : 도관 14 : 압력계
15 : 밸브 16 : 라인필터
17 : 에어오퍼레이트 밸브 18 : 노즐
19 : 피세정물 20 : 스핀들
22 : 퍼지관 111 : 용매의 액체부분
112 : 용매의 기체부분 N2: 질소가스
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 세정방법 및 그 장치는, 다음과 같다.
(1) 본 발명 중 제1 발명은, 노즐와 피세정물 사이의 거리를 소정의 값으로 제어함으로써 피세정물에 도달하는 상기 용매의 상태를 조절하도록 한 것이다. 입자를 효율적으로 제거할 수 있는 미립자 상태와 유기물의 제거능력이 높은 액적상태를 적당히 선택할 수 있다.
(2) 제2 발명은, 용매의 온도를 일정값으로 유지하는 보온기구와, 용매 기체를 도출하는 도관과, 상기 도관의 도중에 설치된 필터와, 도관의 타단에 배치된 노즐을 구비하고, 피세정물과 노즐 사이의 거리를 일정하게 유지하여 상기 노즐로부터 피세정물에 용매를 분사시키고 피세정물과 노즐 사이의 거리를 제어함으로써, 피세정물에 도달하는 용매의 상태를 조절하도록 한 것이다. 효율적으로 용매내의 먼지와 같은 미립자를 제거할 수 있고, 또한 입자를 효율적으로 제거할 수 있는 미립자 상태와 유기물의 제거능력이 높은 액적상태를 적당히 선택할 수 있다.
(3) 제3 발명은, (2)에 기재된 발명에 있어서, 노즐과 피세정물을 거의 수직으로 배치하고, 상기 피세정물과 상기 노즐 사이의 거리를,
단, D=노즐의 구경, P0=용매의 압력
이하로 제어하도록 한 것이다. 입자를 효율적으로 제거할 수 있는 미립자 상태와 유기물의 제거능력이 높은 액적상태를 적당히 선택할 수 있다.
(4) 제4 발명은, (2) 또는 (3)에 기재된 발명에 있어서, 용기내의 용매기체의 압력이 일정해지도록 보온기구를 제어하도록 한 것이다. 직접 온도를 제어하는 것보다 간단하게 제어할 수 있다.
(5) 제5 발명은, (2) 내지 (4)에 기재된 발명에 있어서, 필터와 노즐 사이에 에어오퍼레이트 밸브를 배치한 것이다. 필터가 대기개방되지 않고 항상 고압으로 유지된다.
(6) 제6 발명은, (2) 내지 (5)에 기재된 발명에 있어서, 노즐을 2중관 구조로 하여, 상기 노즐의 내관으로부터 용매를 분사시키고 상기 노즐의 외관으로부터 퍼지용 기체를 분사시키도록 한 것이다. 컴팩트하게 구성할 수 있다.
(7) 제7 발명은, (2) 내지 (6)에 기재된 발명에 있어서, 피세정물 주변에 퍼지용 기체를 분사시켜 피세정물 주변을 퍼지용 기체의 분위기로 하는 퍼지기구와 피세정물을 가열하여 결로를 방지하는 가열기구를 구비한 것이다. 결로를 방지할 수 있다.
(8) 제8 발명은, (7)에 기재된 발명에 있어서, 노즐과 퍼지기구와 가열기구를 일체구성으로 한 것이다. 컴팩트하게 구성할 수 있다.
(9) 제9 발명은, (2) 내지 (8)에 기재된 발명에 있어서, 피세정물을 회전시키는 스핀들과, 상기 스핀들에 피세정물을 로딩 및 언로딩하는 반송기구를 구비한 것이다. 균일하게 세정할 수 있고, 효율화를 도모할 수 있다.
(10) 제10 발명은, 소프트X선을 발생하는 소프트X선 발생부를 가지며, 상기소프트X선 발생부에서 발생한 소프트X선을 피세정물로 조사하여 상기 피세정물을 제전하도록 한 것이다. 완전히 제전할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 세정장치의 일 실시형태를 나타낸 구성도이다. 상기 도면에 있어서, 11은 용매인 CO2의 봄베로서, 그 내부의 CO2는 온도 T의 액체 부분(ll1)과 압력 P0의 기체부분(112)으로 나뉘어져 있다. 12는 봄베(11)를 일정한 온도로 유지하는 히터이다.
13은 도관으로서, 기체 CO2를 외부로 꺼낸다. 14는 도관(13)의 도중에 설치된 압력계로서, 도관(13)내의 압력을 측정한다. 이 압력은 기체부분(112)의 압력(Po)과 같다. 15는 밸브로서, 도관(13)에 설치되어 있다. 16은 라인 필터, 17은 에어오퍼레이트 밸브로서, 모두 도관(13)에 장착되어 있다. 또한, 봄베(11), 라인 필터(16), 에어오퍼레이트 밸브(17)은 이 순서대로 장착되어 있다.
19는 피세정물인 하드디스크매체로서, 스핀들(20)에 의해 회전시킬 수 있다. 18은 노즐로서, 피세정물(19)과 소정의 갭(d)만큼 이격되어 장착되어 있다. 노즐(18)은 2중관으로 되어 있으며, 내측관에는 도관(13)에 의해 도출된 기체 CO2가, 외측관에는 질소가스(N2)가 지나간다. 21은 적외선 히터로서, 피세정물(19)을 덥힌다. 22는 퍼지관으로서, 질소가스(N2)를 분사한다.
다음, 본 실시형태의 동작에 대하여 설명하기로 한다. 압력계(14)에 의해 도관(13)내의 압력을 측정하여, 이 압력이 일정해지도록 히터(12)를 제어한다. 봄베(11) 내부는 CO2의 액체와 기체가 공존하고 있으므로, 기체부분(1l2)의 압력(Po)은 액체부분(111)의 온도(T)에서의 포화증기압으로 되어 있다. 액체온도와 포화증기압 사이의사이에는 일대일의 관계가 있으므로, 히터(12)에 의해 액체부분(111)의 온도를 제어함으로써 포화증기압, 즉 도관(13)의 압력을 제어할 수 있다. 예컨대, 액체의 온도를 22℃로 제어하면 포화 증기압은 60MPa로 된다.
도 2에 CO2의 온도와 밀도와의 관계를 나타내었다. 상기 도면에서, 위쪽 곡선은 액체 CO2의 밀도의 변화를, 아래쪽 곡선은 기체 CO2의 밀도의 변화를 나타낸 것이다. CO2의 액체 및 기체의 밀도는 온도에 의해 변화하며, 특히 임계온도 부근에서는 그 변화는 현저해진다. 포화증기압 및 가스의 밀도 변화는 드라이아이스의 생성밀도에 크게 영향을 미치므로, 액체 CO2의 온도 제어는 상기 장치의 안정성을 확보함에 있어 중요하다.
온도제어방법에는, 액체 CO2의 온도를 직접 제어하는 방법 및 포화증기압과 액체온도 사이에 일대일의 관계가 있는 것을 이용하여 탱크(11)의 내압이 일정해지도록 히터(12)를 제어하는 방법이 있다. 도 1의 실시형태에서는 후자의 방법을 이용하고 있다.
도관(13)을 흐르는 기체 CO2에 포함되는 입자는 라인필터(16)에서 제거되어 노즐(18)로부터 피세정물(19)로 분사된다. 도관(13)내를 흐르는 CO2는 기체이므로,라인필터(16)에 눈이 촘촘한 필터를 사용하여도 압력손실이 증가하지 않는다. 따라서, CO2내의 미세한 입자도 제거할 수 있다. 또한, 에어오퍼레이트 밸브(17)를 라인필터(16)에 대하여 탱크(11)와 반대측에 둠으로써, 라인필터(16)가 대기개방되지 않고 항상 고압으로 유지되도록 하고 있다.
도관(13)에 흐르는 기체 CO2는 노즐(18)의 내관을 통하여 피세정물(19)에 분사된다. 노즐(18)과 피세정물(19) 사이의 갭(d)은 일정하게 유지된다. 또한, 피세정물(19)은 스핀들(20)에 의해 회전되므로, CO2는 균일하게 피세정물(19)에 분사된다. 또한, 노즐(18)의 외관 및 퍼지관(22)으로부터 낮은 이슬점의 질소가스를 분사시키고, 적외선히터(21)로 피세정물(19)을 덥힘으로써 결로를 방지한다.
노즐(18)의 내관으로부터 분사된 기체 CO2는 열팽창에 의해 냉각되어, 최종적으로 고체(드라이 아이스)의 미립자가 된다. 이러한 모습을 도 3을 사용하여 설명하기로 한다. 도 3은 CO2의 온도와 압력의 관계를 나타낸 도면으로서, 가로축은 온도(℃), 세로축은 압력(MPa)이다. 상기 도면의 A점은 노즐(18)로부터 분사되었을 때의 상태로서, 기체로 되어 있다. 이러한 기체 CO2는 열팽창에 의해 냉각되고, 과냉각상태를 거쳐 B점에서 미소한 액적으로 된다.
상기 액적의 온도는 낮고, 주위의 가스의 압력에 비하여 증기압은 낮으므로,주위의 압력이 낮아져 액적의 증기압과 같아질 때까지 액적은 성장한다. 주위의 압력이 저하하여 액적의 증기압보다 낮아지면 액적 표면으로부터의 증발이 활발해지고, 기화열에 의해 액적의 온도가 낮아져 고체(드라이 아이스)의 미립자가 된다.
즉, 노즐(18)로부터 분사된 CO2는 기체만의 상태로부터 기체와 액체의 혼합 상태를 거쳐 기체와 고체와 액체가 동시에 존재하는 기체-액체-고체 혼합상태로 되고, 기체와 고체 입자가 동시에 존재하는 기체-고체 혼합상태를 거쳐 기체로 되돌아온다.
이러한 과정은 노즐(18)로부터 분사된 CO2의 팽창에 의한 가스 압력의 변화 와도 밀접하게 관련되어 있다. 도 3으로부터 알 수 있듯이, 6∼4MPa에서는 기체만이 존재하고, 4∼3MPa에서는 기체와 액체가 동시에 존재하는 기체-액체 혼합상태로 되며, 2∼1MPa에서는 기체와 액체와 고체가 동시에 존재하는 기체-액체-고체 혼합상태로 된다는 것을 알 수 있다. 또한, 1MPa이하에서는 기체와 고체입자가 동시에 존재하는 기체-고체 혼합상태로 되고, 노즐(18)로부터 충분히 이격되어 대기압으로 되면, 기체만의 상태로 되돌아온다. 다만, 이들 상태는 정상적으로 존재하는 것이 아니라, 분사된 후 수초이내의 짧은 시간내에만 존재할 수 있다.
노즐(18)의 선단과 피세정물(19) 사이의 거리를 조절함으로써 피세정물(19)에 도달하는 CO2의 상태를 선택할 수 있다. 도 4는 이를 설명하기 위한 도면이다. 여기서, 도 1과 동일한 요소에는 동일한 부호를 붙여, 설명을 생략하기로 한다. 노즐(18)의 선단으로부터 분사된 CO2는 노즐 선단에 가까운 곳에서 압력이 가장 높고, 선단로부터 이격됨에 따라 압력이 낮아진다. 따라서, 도 4에 나타낸 바와 같이, 노즐(18)에 가장 가까운 곳은 기체와 액체가 혼재하는 영역이고, 중간영역은 기체와액체와 고체가 혼재하는 영역, 피세정물(19)에 가장 가까운 영역은 기체와 고체가 혼재하는 영역이 된다.
일반적으로 고압가스를 노즐로부터 분사하는 경우를 자유분류(自由噴流)라 한다. 자유분류에서는 분사압력(P0)이 분사측의 압력의 2배이상이 되면 유속이 초음속에 달하여, 마하 디스크라 불리우는 충격파가 발생한다. 경험적으로, 노즐의 선단을 원점이라 하였을 때의 마하 디스크가 발생하는 위치(mm)는,
단, D:노즐직경(mm), P0:분사압력(kg/cm2), Pb: 분출측의 압력(kg/cm2)
로 나타낼 수 있다. 노즐과 피세정물 사이의 거리가 좁아지면, 이 사이의 미소영역의 압력(Pb)이 상승한다. 이는 마하디스크의 발생위치를 관측함으로써 견적할 수 있으며,
이다. 분사측의 압력(Pb)을 대기압, 노즐의 직경을 0.3mm라 하고, 분사압력(P0)을 6MPa라 하면, 마하 디스크는 약 1.5mm인 곳에 발생한다.
따라서, 피세정물과 노즐 사이의 거리를 1.5mm이하로 하면, 노즐과 피세정물 사이의사이의 미소영역의 압력이 상승하고, 이 압력은 피세정물과 노즐 사이의 거리에 의해 변화한다. 즉, 도 4에서 설명한 바와 같이, 이 거리를 조절함으로써 피세정물에는 고체의 CO2뿐만 아니라, 액적의 CO2도 조사할 수 있다.
액적의 CO2는 고체미립자에 비하여 피세정물의 표면에 부착된 미립자의 제거능력은 약간 떨어지지만 유기물의 용해력이 높으므로, 유기물의 제거능력의 향상이나 피세정물에 대한 충격도가 경감되어, 손상시키지 않게 되는 것을 기대할 수 있다. 따라서, 피세정물의 물성이나 오염정도에 따라 피세정물과 노즐의 거리를 조정하여 고체의 미립자, 액적 혹은 고체와 액적의 혼합물을 선택하여 피세정물에 조사할 수 있다.
도 5에 노즐과 적외선 히터 부분의 구성을 나타내었다. 도 5에 있어서, 30은 피세정물인 하드디스크매체, 31은 피세정물을 회전시키는 스핀들과 피세정물(30)을 고정하는 클램프부이다. 32는 하드디스크매체(30)를 덥히는 적외선 램프, 33은 적외선을 반사하는 반사판, 34는 반사판(33)을 고정하는 반사판 고정부이다. 35는 퍼지용 질소가스를 하드디스크매체(30)에 분사하는 질소가스 퍼지파이프이다. 상기 질소가스 퍼지파이프(35)는 도 1의 퍼지관(22)에 해당한다.
36은 CO2및 퍼지용 질소가스를 분사하는 노즐블록, 37은 노즐블록(36)을 고정하는 노즐고정블록, 38은 노즐블록(36)을 이동시키는 리니어 스테이지이다. 노즐블록(36)에 대하여는 나중에 상세하게 설명하기로 한다. 적외선램프(32) 및 질소가스 퍼지파이프(35)는 노즐블록(36)을 둘러싸면서 하드디스크매체(30)의 양면에 위치하도록 각 4개 설치되어 있다.
39는 CO2를 도입하는 파이프이다. CO2는 상기 파이프(39)로부터 도입되어, 노즐블록(36)으로부터 하드디스크매체(30)로 분사된다. 40은 질소가스용 라인필터, 41은 반사판고정 블록(34)과 리니어스테이지(38)를 고정하는 노즐고정용 베이스플레이트, 42는 노즐고정용 베이스플레이트(41)를 고정하는 베이스플레이트이다.
적외선램프(32)와 질소가스 퍼지파이프(35)는 반사판(33)에 고정되며, 반사판 고정부(34)에서 노즐고정용 베이스플레이트(41)에 고정되어, 항상 노즐블록(36)과 일정한 위치관계에 있게 된다. 노즐고정용 베이스플레이트(41)는 2매로 분할되며, 각각의 노즐고정용 베이스플레이트(41)에는 2개의 적외선램프(32)와 2개의 질소가스 퍼지파이프(35)가 장착되어 있다. 이들 분할된 노즐고정용 베이스플레이트(41)는 각각 하드디스크매체(30)의 표면 및 이면을 덥히고, 퍼지한다.
노즐 고정용 베이스플레이트(41)는 베이스플레이트(42)상에 슬라이딩가능하도록 장착되어 있으며, 이에 의해 하드디스크매체(30)와의 위치관계를 조정할 수 있도록 되어 있다. 상기 베이스플레이트(42)는 도시하지 않은 리니어스테이지에 고정되어, 전체가 하드디스크매체(30)의 반경방향으로 직선이동가능하도록 되어 있다. 따라서, 노즐(361)은 하드디스크매체(30)를 사이에 두도록 그 외주로부터 내주측으로 이동하며, 그 표면에 CO2를 분사한다. 하드디스크매체는 회전하고 있으므로, 그 전표면을 세정할 수 있다.
도 6a 내지 도 6c는 노즐블록(36)의 상세도이다. 또한, 도면의 치수는 참고이다. 도 6a는 상면도, 도 6b는 정면도, 도 6c는 측면도이다. 361은 CO2를 분사하는노즐로서, 선단에 내경 약 O.3mm의 분사노즐이 형성되어 있다. 362는 질소가스를 분사하는 노즐이다. 하드디스크매체의 세정에서는 양면 동시에 세정하므로, 이들 노즐은 모두 상하에 대향하여 배치된다. 또한, 노즐(361)의 분사구는 노즐(362)의 분사구내에 배치되어 있으며, 2중관구조로 되어 있다.
363은 상하로 배치된 노즐(362 및 361)의 갭을 조정하는 스페이서이다. 상기 스페이서(363)에서 각 노즐과 하드디스크매체(30)와의 거리를 설정한다. 또한, 리니어스테이지(38)를 조작하여, 하드디스크매체(30)가 대향하는 노즐(361)의 중앙에 오도록 조정한다.
364는 파이프로서, CO2는 상기 파이프로부터 도입되어, 노즐(361)로부터 하드디스크매체(30)로 분사된다. 365는 파이프로서, 질소가스가 도입되어 노즐(362)로부터 하드디스크매체(30) 주변으로 분사된다. 질소가스는 라인필터(40)에서 불순물이 제거된다. 피세정물은 대향하는 노즐(362) 사이에 배치되어 회전된다.
노즐(361)은 CO2분사시에는 CO2의 단열팽창으로 인해 냉각되어 결로된다. 이와 같은 결로를 방지하기 위하여, 2중관의 외관인 노즐(362)로부터 질소가스를 분사하여 하드디스크매체(30) 전체를 포함하는 주변 대기를 퍼지하고, 적외선 램프(32)로 하드디스크매체(30)을 덥힘으로써 결로를 방지하고 있다. 또한, 반사판(33)에 의해 적외선램프(32)로부터 방출되는 적외선에 의해 주위가 가열되지 않도록 하고 있다.
이와 같은 구성에 의해, 세정용매의 CO2분사용 노즐, 결로방지용 적외선 램프, 퍼지용의 질소가스분사용 노즐을 컴팩트하게 통합할 수 있다.
도 7에 본 발명의 다른 실시형태를 나타내었다. 또한, 도 1과 동일한 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략하기로 한다. 도 7에 있어서, 50은 소프트 X선 발생기로서, 소프트 X선을 발생한다. 상기 소프트 X선은 피세정물(19)에 조사된다. 이와 같은 소프트 X선에 의해 피세정물(19)의 표면에 생긴 가스의 정체층을 이온화하여 피세정물(19)을 제전한다.
본 실시 형태의 효과를 도 8a 및 도 8b를 사용하여 설명하기로 한다. 또한, 도 1과 동일한 요소에는 동일한 부호를 붙여 그 설명을 생략하기로 한다. 도 8a는 종래의 이오나이저로 이온화한 공기(41)를 회전하고 있는 피세정물(하드디스크매체)(19)에 분사하는 경우를 도식화한 것이다. 이온화된 공기(41)는 피세정물(19) 표면에 형성된 정체층(가스의 확산층)(42)에 방해되어 피세정물(19)의 표면까지 도달되지 않는다. 또한, 비록 표면에 도달하였다 하더라도 제전될 때까지 시간이 걸리므로, 회전하고 있는 피세정물에 대하여는 효과적으로 제전할 수 없다.
반면, 도 8b는 본 실시 형태의 경우이다. 본 실시 형태에서는 소프트 X선으로 정체층(가스의 확산층)(42)을 직접적으로 이온화하므로, 회전하고 있는 피세정물이어도 효과적으로 제전할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
제1 발명에 의하면, 노즐과 피세정물 사이의 거리를 소정의 값으로 제어함으로써 피세정물에 도달하는 상기 용매의 상태를 조절하도록 하였다. 피세정물 표면의 입자를 효율적으로 제거할 수 있는 고체의 미립자 상태와 유기물의 제거능력이 높은 액적상태를 적당히 선택할 수 있다는 효과가 있다. 또한, 액적상태의 용매는 고체 미립자에 비하여 피세정물에 대한 충격도가 경감되므로 피세정물이 손상되지 않는다는 효과도 있다.
제2 발명에 의하면, 용매의 온도를 일정값으로 유지하는 보온기구와, 용매기체를 도출하는 도관과, 상기 도관의 도중에 설치된 필터와, 도관의 타단에 배치된 노즐을 구비하고, 피세정물과 노즐 사이의 거리를 일정하게 유지하여 상기 노즐로부터 피세정물로 용매를 분사시키고, 피세정물과 노즐 사이의 거리를 제어함으로써 상기 피세정물에 도달하는 상기 용매의 상태를 조절하도록 하였다. 입자를 효율적으로 제거할 수 있는 미립자 상태와 유기물의 제거능력이 높은 액적상태를 적당히 선택할 수 있으므로, 피세정물의 오염의 정도에 따라 최적의 상태를 선택할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 액적상태의 용매는 고체 미립자에 비하여 피세정물에 대한 충격도가 경감되므로 피세정물이 손상되지 않는다는 효과도 있다.
또한, 기체 상태에서 라인 필터를 통과시킬 수 있으므로 눈이 촘촘한 필터를 사용하여도 압력손실이 커지지 않는다. 따라서, 입경이 작은 미립자도 제거할 수 있으므로 피세정물을 손상하지 않는다는 효과가 있다. 그리고, 고순도 용매를 사용할 필요가 없으므로 러닝 코스트를 낮게 억제할 수 있다는 효과도 있다.
제3 발명에 의하면, 제2 발명에 있어서, 노즐과 피세정물을 거의 수직으로배치하고, 상기 피세정물과 상기 노즐 사이의 거리를
단, D=노즐의 구경, P0=용매의 압력
이하로 제어하도록 하였다. 입자를 효율적으로 제거할 수 있는 미립자상태와 유기물의 제거능력이 높은 액적상태를 적당히 선택할 수 있고, 피세정물의 상태에 따라 최적의 세정을 할 수 있다는 효과가 있다.
제4 발명에 의하면, 제2 발명 또는 제3 발명에 있어서, 용기내의 용매기체의 압력이 일정해지도록 보온기구를 제어하도록 하였다. 직접 온도를 제어하는 것 보다 간단히 제어할 수 있다는 효과가 있다.
제5 발명에 의하면, 제2 내지 제4 발명에 있어서, 필터과 노즐 사이의 사이에 에어오퍼레이트 밸브를 배치하도록 하였다. 필터가 대기개방되지 않고 항상 고압으로 유지되므로, 필터에 과대한 압력차가 걸려 파손된다는 트러블을 방지할 수 있다는 효과가 있다.
제6 발명에 의하면, 제2 내지 제5 발명에 있어서, 노즐을 2중관구조로 하고, 상기 노즐의 내관으로부터 용매를 분사시키고, 상기 노즐의 외관으로부터 퍼지용 기체를 분사시키도록 하였다. 퍼지와 용매의 분사를 하나의 노즐로 행할 수 있으므로, 컴팩트하게 구성할 수 있다는 효과가 있다.
제7 발명에 의하면, 제2 내지 제6 발명에 있어서, 피세정물 주변에 퍼지용 기체를 분사하여 피세정물 주변을 퍼지용 기체의 분위기로 하는 퍼지기구와, 상기피세정물을 가열하여 결로를 방지하는 가열기구를 구비하도록 하였다. 결로를 완전히 방지할 수 있다는 효과가 있다.
제8 발명에 의하면, 제7 발명에 있어서, 노즐와 퍼지기구와 가열기구를 일체구성하도록 하였다. 컴팩트하게 구성할 수 있다는 효과가 있다.
제9 발명에 의하면, 제2 내지 제8 발명에 있어서, 피세정물을 회전시키는 스핀들과, 상기 스핀들로 상기 피세정물을 로딩 및 언로딩하는 반송기구를 구비하도록 하였다. 균일하게 세정할 수 있고, 효율화를 도모할 수 있다는 효과가 있다.
제10 발명에 의하면, 소프트 X선을 발생하는 소프트 X선 발생부를 가지며, 상기 소프트 X선 발생부에서 발생한 소프트 X선을 피세정물에 조사하여 상기 피세정물을 제전하도록 하였다. 회전하는 피세정물이어도 완전히 제전할 수 있으므로, 먼지가 재부착되거나, 형성된 소자가 정전파괴되지 않는다는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 용매를 노즐로부터 피세정물로 분사하여 세정하는 세정방법에 있어서,
    노즐와 피세정물 사이의 거리를 제어함으로써 상기 피세정물에 도달하는 상기 용매의 상태를 조절하도록 한 것을 특징으로 하는 세정방법.
  2. 용매가 봉입되어 있는 용기와, 상기 용매의 온도를 일정값으로 유지하는 보온기구와, 상기 용기내의 용매기체를 도출하는 도관과, 상기 도관의 도중에 설치된 필터와, 상기 도관의 타단에 배치된 노즐을 가지며,
    피세정물과 상기 노즐 사이의 거리를 일정하게 유지하여 상기 노즐로부터 상기 피세정물로 상기 용매를 분사시키고, 상기 피세정물과 상기 노즐 사이의 거리를 제어함으로써 상기 피세정물에 도달하는 상기 용매의 상태를 조절하도록 한 것을 특징으로 하는 세정장치.
  3. 제2항에 있어서, 노즐과 피세정물을 거의 수직으로 배치하고, 상기 피세정물과 상기 노즐 사이의 거리를 하기식 이하로 제어하도록 한 것을 특징으로 하는 세정장치:
    단, D=노즐의 구경, P0=용매의 압력이다.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 용기내의 용매기체의 압력이 일정해지도록 보온기구를 제어하도록 한 것을 특징으로 하는 세정장치.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 필터와 노즐 사이에 에어오퍼레이트 밸브를 배치한 것을 특징으로 하는 세정장치.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 노즐을 2중관구조로 하여, 상기 노즐의 내관으로부터 용매를 분사시키고, 상기 노즐의 외관으로부터 퍼지용 기체를 분사시키도록 한 것을 특징으로 하는 세정장치.
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 피세정물 주변에 퍼지용 기체를 분사하여 피세정물 주변을 퍼지용 기체의 분위기로 하는 퍼지기구와, 상기 피세정물을 가열하여 결로를 방지하는 가열기구를 구비한 것을 특징으로 하는 세정장치.
  8. 제7항에 있어서, 노즐과 퍼지기구와 가열기구를 일체구성으로 한 것을 특징으로 하는 세정장치.
  9. 제2항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 피세정물을 회전시키는 스핀들과, 상기 스핀들에 상기 피세정물을 로딩 및 언로딩하는 반송기구를 구비한 것을특징으로 하는 세정장치.
  10. 피세정물에 용매를 분사하여 상기 피세정물을 세정하는 세정장치에 있어서,
    소프트 X선을 발생하는 소프트 X선 발생부를 가지며, 상기 소프트 X선 발생부에서 발생한 소프트 X선을 피세정물에 조사하여, 상기 피세정물을 제전하도록 한 것을 특징으로 하는 세정장치.
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