CN1572383A - 清洗装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种在减少灰尘的发生源的同时，通过防止吹在被清洗物上的CO₂的结露，可以进行洁净清洗的清洗装置。在从喷嘴将溶媒喷射在被清洗物上进行清洗的清洗装置中，为了防止被清洗物的结露，具有将加热的气体喷射在被清洗物表面上的气体喷射装置，当清洗时该气体喷射装置在上述被清洗物上移动，在不清洗时从上述被清洗物退避。在不清洗时，喷射小流量的加热气体，在清洗时，喷射大流量的加热气体。

Description

清洗装置

技术领域

本发明涉及清洗和除去硬盘媒体和硅晶片等表面上的微细粒子和有机物的清洗装置。

背景技术

加工硬盘媒体和硅晶片或液晶显示器等的玻璃板等，要求表面的凹凸做成最小，并且因微细加工的原因，表面要安全清洗，不能残存微细的粒子和有机物。

特开2003-1208号公报中公开了对这种硅晶片等表面进行清洗的清洗装置。

图5为上述公报中所述的清洗装置的构成图。在图中，11为作为清洗剂(以下称为溶媒)的CO₂的高压储气瓶，其内部的CO₂分成温度为T的液体部分111和压力为Po的气体部分112。12为将高压储气瓶11保持为一定温度的加热器。

13为向外部取出气体CO₂的导管。14为设置在导管13的途中的压力计，用于测定导管13内的压力。该压力与气体部分112的压力Po相同。15为安装在导管13上的阀。16为管路过滤器，17为气动阀，它们都安装在导管13上。另外，CO₂高压储气瓶11、管路过滤器16和气动阀17按图示的顺序安装。

19为作为被清洗物的硬盘媒体，由主轴20驱动转动。18为喷嘴，它与被清洗物19离开规定的间隙d安装。喷嘴18作成双重管。通过导管13导通的CO₂气体通入内侧的管中；N₂气通入外侧的管中。21为红外线加热器，用于加热被清洗物19。22为喷射N₂气的清洗管。

在图5中，利用压力计14测定导管13内的压力，该压力是一定的，它控制加热器12。由于高压储气瓶11内CO₂的液体和气体共存，气体部分112的压力Po成为液体部分111的温度T的饱和蒸汽压。由于液体温度和饱和蒸汽压之间为1对1的关系，因此通过利用加热器12控制液体部分111的温度，可以控制饱和蒸汽压，即导管13的压力。例如，当将液体温度控制至22℃时，饱和蒸汽压为6.0MPa。

采用这种结构，使溶媒(CO₂)的气体在管路过滤器中通过，除去灰尘等粒子，再从喷嘴喷射，变换成固体粒子或液滴，喷射在被清洗物上，可以清洗粒子或有机物。另外，通过控制喷嘴和被清洗物之间的间隙，可将溶媒变成固定粒子或液滴状，因此可根据污染的程度，选择最适合的溶媒状态。由于利用过滤器容易除去溶媒中的灰尘等的粒子，因此不需使用高价的纯度高的溶媒，可以降低运行成本。

专利文献1：特开2003-1208号公报。

然而，这种清洗装置中存在以下问题。

1)由于有将被清洗物19加热至规定温度的红外线加热器21，从该部分产生灰尘等粒子。

2)通过CO₂喷射时的绝热膨胀，使喷嘴18的前端急速冷却，随着CO₂流路内温度的降低，发生液化，不能控制干冰的生成。为了防止这点，利用上述红外线加热器21进行温度控制，但由于不能独立地控制喷嘴18的温度，因此，有时CO₂的生成不稳定。

发明内容

因此，为了解决这个问题，本发明提供了一种在减少灰尘发生源的同时，通过防止吹在被清洗物上的CO₂造成的被清洗物的结露，和管路内的CO₂的结露，可以进行更洁净清洗的清洗装置。

为了解决这个问题，本发明第一方面记载的发明，涉及一种可将清洗剂从喷嘴喷射至被清洗物上进行清洗的清洗装置，它具有将加热的气体喷射在被清洗物的表面上的气体喷射装置，清洗时可在上述被清洗物上移动，不清洗时从上述被清洗物上退避，在清洗时和非清洗时，可以控制上述加热后气体的喷射量。

本发明的第二方面，是在本发明第一方面所述的清洗装置中，上述气体喷射装置有多个喷出孔，同时，从这些喷出孔喷出加热至规定温度的气体。

本发明的第三方面，是在本发明第一或第二方面所述的清洗装置中，上述气体喷射装置的一端支承在支承部件上，与上述被清洗物的表面隔开规定的距离，喷出的气体向着上述被清洗物的表面喷出。

本发明的第四方面，是在本发明第一～第三的任一方面所述的清洗装置中，上述气体喷射装置的喷出孔配置成相对于上述被清洗物的表面，具有规定的角度。

本发明的第五方面，是在本发明第四方面所述的清洗装置中，上述气体喷射装置配置在被清洗物的中心和周边边缘之间，它具有相对于被清洗物的表面，在垂直方向和内周方向或外周方向中至少两个方向的喷出孔。

本发明的第六方面，是在本发明第一～第五任一方面所述的清洗装置中，设有用于清洁上述气体的过滤器。

本发明的第七方面，是在本发明第三～第六任一方面所述的清洗装置中，上述支承部件和过滤器与加热上述气体的加热器一起配置在保温室内。

本发明的第八方面，是在本发明第三～第七任一方面所述的清洗装置中，在上述支承部件或过滤器的至少一个上设有温度控制机构。

本发明的第九方面，是在本发明第三～第八任一方面所述的清洗装置中，支承在所述支承部件上的气体喷射装置在被清洗物的表面上隔着中心部地至少配置两个。

本发明的第十方面，是在本发明第九方面所述的清洗装置中，在所述至少两个气体喷射装置中，来自相同气体源的气体分流流动。

本发明的第十一方面，是在本发明第二～第十任一方面所述的清洗装置中，在支承于上述支承部件上的至少两个气体喷射装置的中心附近，安装上述溶媒喷射装置，将上述气体喷射装置和溶媒喷射装置作为一体而驱动。

本发明的第十二方面，是在本发明第一～第十一任一方面所述的清洗装置中，在上述溶媒喷射装置中设有温度控制装置，从而将上述溶媒的温度控制在露点以上。

本发明的第十三方面，是在本发明第一～第十二任一方面所述的清洗装置中，在设置于上述溶媒喷射装置上的喷嘴的外周上，形成喷出气体的气体喷出孔。

本发明的第十四方面，是在本发明第一～第十三任一方面所述的清洗装置中，上述溶媒喷射装置形成棒状，在与上述清洗体表面对应的长度方向上设置楔形的倾斜。

附图说明

图1为表示本发明实施方式的一个例子的主要部分结构图；

图2为表示本发明的溶媒喷射装置的实施方式的一个例子的图；

图3为表示本发明的溶媒喷射装置的另一个实施方式的一个例子的图；

图4为表示使用本发明的溶媒喷射装置的干冰(CO₂)的流动的图；

图5为表示现有例子的结构图。

符号说明：1-管子；2-支承部件(总管)；3-过滤器；4-加热器块体；5-气动阀；6-N₂导入管；8-CO₂喷射装置；8a-金属块体；8b-喷嘴；8c，8f-CO₂流路；8d-N₂流路；8e-温度控制装置；9-楔形部；10-溢出部(逃げ部)。

实施例

以下根据附图，详细说明本发明。

图1为表示本发明的清洗装置的实施方式的一个例子的主要部分的构成图。图中，双点划线包围的A部为保温室，图中省略了，它使用绝热材料以防止与外部进行热交换。在该保温室中放置加热器块体4，过滤器3和支承部件2。1为构成气体喷射装置的管，其一端封闭，另一端固定在支承部件(总管)2上。在图中，该管分别在被清洗物19的中心和周边边缘之间配置一根。由于以防止被清洗物19的结露为主要目的，希望在表面和背面设置4根管。但是，如果可以防止结露，则至少一根也可以。

在管1上，在长度方向形成两个系列的孔1a，1b，这些孔为等间隔，并且相对于被清洗物19的表面成规定的角度，即：1a列的孔相对于被清洗物19的表面在垂直方向上形成，而1b列的孔则在向着45°中心方向形成。

在支承部件2上形成分支孔2a，两根管1的另一端与该分支孔的两端密封地固定。与过滤器3的出口连接的管路3a，与分支孔2a的规定部位连接。导入N₂气的管路4a与加热器块体4的入口连接，而与过滤器3的入口连接的管路4b与出口连接。

N₂气从两个方向流入导入有N₂气的管路4a中，平常的低流量N₂气从一根常时导入管6a的入口流入，清洗时较大容量的N₂气通过气动阀5，从另一根喷射时的导入管6b流入。

8为棒状的CO₂喷射装置，其长度为50mm，一边由15mm左右的热容量大的金属块体8a构成，一端固定在支承部件2上，另一端形成具有0.3mm左右的喷出孔的喷嘴8b。

图2为表示喷射装置8的实施方式的一个例子的截面图(a)，侧视图(b)和(a)图的放大截面图(c)。

在这些图中，8c为作为溶媒的CO₂流动的CO₂流路，8d为N₂气流入的N₂流路。导入N₂流路8d中的N₂气从喷嘴8b的外周喷出。

喷嘴8b可以作成另一个部件，通过压入或焊接等固定在金属块体8a的前端。8e为温度控制装置，图中省略了，在该部分上装入加热器，温度传感器和温度控制回路。

图3为表示喷射装置8的另一个实施方式的一个例子的截面图(a)，侧视图(b)和仰视图(c)。在图中，8f为作为溶媒的CO₂流动的CO₂流路。8e为温度控制装置，在图中省略了，在该部分上装入加热器、温度传感器和温度控制回路。

与图2所示的CO₂喷射装置不同，为了喷射N₂气，不具有N₂的流路8d(参照图2)，和在与被清洗物19的表面对应的表面上，设有楔形部9和溢出部10。

图4(a～c)表示利用图3所示的CO₂喷射装置(金属块体8a)，喷射CO₂时的CO₂的流动。(a)为正视图，(b)为侧视图，(c)为立体图。根据这些图，从喷嘴8b喷出的CO₂不会在与金属块体8a之间反弹，而平稳地流动。

返回至图1可看出，用双点划线包围的保温室A内的支承部件2、过滤器3、加热器块体4、CO₂喷射装置8和管子1作为一体驱动。当清洗被清洗物19时，该保温室A在箭头B方向移动，寻找被清洗物。随着寻找，从喷嘴8a喷射CO₂至被清洗物上。气动阀与CO₂喷射的时间同步打开，使大流量的N₂气从喷射时的导入管6b喷出。

当清洗结束时，为了取出被清洗物，保温室A沿箭头C方向退避。退避时，通过常时的导入管6a→加热器块体4→过滤器3→支承部件2，加热至规定温度的小流量的N₂气，喷出至管1中，将管1本身维持至规定温度。

清洗时，从相对于被清洗物19垂直形成的喷出孔1a喷出的N₂气，主要进行表面的加热。同样，从在45°内侧方向上形成的孔1b出来的N₂气，可以均匀地加热被清洗物的整个表面。另外，N₂气的温度由设在加热器块体4和过滤器3上的温度控制装置控制至规定的温度。

如上所述，作为喷射装置，可以使用图2和图3所示的装置。图2所示的是CO₂气体从CO₂流路8c，通过喷嘴8b喷射；N₂气从N₂流路8d，通过在喷嘴8b的外周上形成的孔喷出。

这里，N₂气从喷嘴外周喷出的理由如下。

从喷嘴喷射的CO₂气通过绝热膨胀而被冷却，喷嘴周边的温度降低。由于这样，喷嘴块体部分整体的温度比CO₂气体的液化温度(喷出压力为6MPa时为22℃)低，结果，在喷嘴块体内的管路部分中，CO₂气体液化，CO₂气体呈液体状喷射。结果，干冰等的生成量不稳定，不能控制。

温度控制装置8e控制CO₂和N₂气的温度，不致产生上述现象。

图3所示的实施例省略了N₂气的喷射，只表示了简化的喷嘴8b的CO₂喷射装置。利用温度控制装置8e加热整个热容量大的金属块体部分，以保持在CO₂气体的液化温度以上。

采用这种结构，由于不需要如图2所示那样的用于清洗的N₂气，可以削减这个系统使用的过滤器和阀类，可以使整个系统更小型轻量化。另外，由于不需要喷嘴8b的接合，可以更简便地制造喷嘴。

另外，在这个实施例中，将与被清洗物对面的一侧形成楔形。结果，从喷嘴8b喷出的干冰，不会在与金属块体8a之间反弹，可以平稳地清洗。另外，楔形部9也可形成在图2所示的CO₂喷射装置中。

本发明的以上说明，只不过是以说明和示例为目的的特定的优选实施例。因此，在不偏离本发明实质的条件下所作的许多变更和变形，对本领域技术人员来说是显而易见的。例如，在本实施例中，将CO₂喷射装置的形状作成矩形，使用管子作为N₂喷射装置，但这些形状都是任意的。

另外，用于加热的温度控制装置设在过滤器3和加热器块体4两者上，设在任何一个上也可以。在实施例中，取加热用的气体作为N₂气，使用干燥的空气等也可以。

权利要求范围内所定义的本发明的范围，包含了该范围内的变更和变形。

从上述可看出，采用本发明可得到以下的效果。根据本发明，在将清洗剂从喷嘴喷射至被清洗物上进行清洗的清洗装置中，具有将加热的气体喷射在被清洗物的表面上的气体喷射装置，清洗时可在上述被清洗物上移动，不清洗时从上述被清洗物上退避，在清洗时和非清洗时，可以控制上述加热的气体的喷射量。因此，在减少灰尘发生源的同时，通过防止吹出至被清洗物上的CO₂引起的结露，可以实现洁净清洗的清洗装置。

根据本发明，上述气体喷射装置有多个喷出孔，同时，从这些喷出孔喷出加热至规定温度的气体。由于在与被清洗物的表面隔开规定距离配置的同时，具有垂直方向和内周方向或外侧方向的至少两个方向的喷出孔，在进行表面的加热清扫之外，还可以改善被清洗物的温度斑。

根据本发明，由于设有清洁上述气体用的过滤器，因此可以防止由加热气体喷出造成的被清洗物的污染。

根据本发明，由于支承部件和过滤器与加热上述气体的加热器一起，配置在保温室内。在支承部件或过滤器的至少一个上，设有温度控制机构。因此，可以更正确地控制送出至气体喷射装置的N₂气的温度。

根据本发明，由于支承在支承部件上的管至少在被清洗物的表面上隔着中心部地配置两根，在上述至少两个管中，来自相同气体源的气体分流流动，在管子的中央附近安装上述喷射装置，使管子和喷射装置作为一体而驱动，因此，可使装置整体的结构简化。

根据本发明，由于在喷射溶媒的上述溶媒喷射装置中设有温度控制装置，将上述溶媒的温度控制在露点以上。因此，可以更正确地控制CO₂的温度。

根据本发明，在设置于上述喷射装置上的喷嘴的外周上，作出喷出气体的结构。由于在喷射装置上设有温度控制装置，可以控制溶媒和气体的温度，因此可以更正确地控制CO₂的温度。

根据本发明，由于上述溶液媒喷射装置形成为棒状，在与上述清洗的表面对应的长度方向上设置楔形的倾斜，因此，喷出的干冰不会在与金属块体之间反弹，可以进行平稳的清洗。

Claims (14)

1.一种清洗装置，其可将清洗剂从喷嘴喷射至被清洗物上进行清洗，其特征为，具有将加热的气体喷射在被清洗物的表面上的气体喷射装置，清洗时可在所述被清洗物上移动，不清洗时从所述被清洗物上退避，在清洗时和非清洗时可以控制所述加热的气体的喷射量。

2.如权利要求1所述的清洗装置，其特征为，所述气体喷射装置具有多个喷出孔，且从这些喷出孔喷出加热至规定温度的气体。

3.如权利要求1或2所述的清洗装置，其特征为，所述气体喷射装置的一端支承在支承部件上，与所述被清洗物的表面隔开规定距离地配置，喷出的气体向着所述被清洗物的表面喷出。

4.如权利要求1～3中任一项所述的清洗装置，其特征为，所述气体喷射装置的喷出孔配置成相对于所述被清洗物的表面，具有规定的角度。

5.如权利要求4所述的清洗装置，其特征为，所述气体喷射装置配置在被清洗物的中心和周边边缘之间，并且相对于被清洗物的表面，具有垂直方向和内周方向或外周方向的至少两个方向的喷出孔。

6.如权利要求1～5中任一项所述的清洗装置，其特征为，设有用于清洁所述气体的过滤器。

7.如权利要求3～6中任一项所述的清洗装置，其特征为，所述支承部件和过滤器与加热所述气体的加热器一起配置在保温室内。

8.如权利要求3～7中任一项所述的清洗装置，其特征为，在所述支承部件或过滤器的至少一个上设有温度控制机构。

9.如权利要求3～8中任一项所述的清洗装置，其特征为，支承在所述支承部件上的气体喷射装置在被清洗物的表面上隔着中心部地至少配置两个。

10.如权利要求9所述的清洗装置，其特征为，在所述至少两个气体喷射装置中，来自相同气体源的气体分流流动。

11.如权利要求2～10中任一项所述的清洗装置，其特征为，在支承于所述支承部件上的至少两个气体喷射装置的中心附近，安装所述溶媒喷射装置，将所述气体喷射装置和溶媒喷射装置作为一体而驱动。

12.如权利要求1～11中任一项所述的清洗装置，其特征为，在所述溶媒喷射装置中设有温度控制装置，将所述溶媒的温度控制在露点以上。

13.如权利要求1～12中任一项所述的清洗装置，其特征为，在设置于所述溶媒喷射装置上的喷嘴的外周，形成喷出气体的气体喷出孔。

14.如权利要求1～13中任一项所述的清洗装置，其特征为，所述溶媒喷射装置形成为棒状，在与所述清洗体的表面对应的长度方向上设置楔形的倾斜。

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