(57)【要約】洗浄すべき対象物の表面から汚染物質を除去するための、高圧ガス供給源に流体的に接続されるように適合した洗浄装置（１０）。この装置は、ガスを加速するための高圧出口（２１）を備えた所定の微小な横方向スケールの少なくとも１つの高圧通路（２２）を備える。該高圧出口は少なくとも１つの狭いリップ（１２）によって特徴付けられ、出口および狭いリップは活性表面を画定している。洗浄装置の活性表面が、表面から所定の微小な間隙を空けてそれにほぼ平行に離されたとき、したがって狭いリップと洗浄すべき対象物の表面との間の喉部を画定し、ガスを喉部のところでほぼ音速まで加速したとき、汚染物質に作用する横方向の空気力学的な除去力が生成される。【選択図】  図１ａ−ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄すべき対象物の表面から汚染物質を除去する方法であって、
高圧ガス供給源に流体的に接続されており、前記ガスを加速するための高圧出口を備えた所定の微小な横方向スケールの少なくとも１つの高圧通路を備えた洗浄装置であって、前記高圧出口は少なくとも１つの狭いリップによって特徴付けられ、前記出口および前記狭いリップは活性表面を画定する洗浄装置を提供すること、
前記洗浄装置の前記活性表面を、洗浄すべき前記対象物の前記表面から所定の微小な、喉部の幅を有する間隙を空けてそれにほぼ平行に離すこと、したがって前記少なくとも１つの狭いリップと洗浄すべき前記対象物の前記表面との間の前記装置に関係する前記喉部を画定すること、
前記ガスを前記喉部のところでほぼ音速まで加速すること、
それにより、前記汚染物質に作用する横方向の空気力学的な除去力を生成すること
を有する方法。
【請求項２】
前記ガスの高い速度勾配を獲得し、それによって流体質量を制御するために、前記喉部の幅が所定の距離未満に低減される請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記喉部の幅が調整される請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記喉部の幅が１００〜１０００ミクロン単位である請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記喉部の幅が約３０〜１００ミクロンである請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記喉部の幅が約３０ミクロン以下である請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記狭いリップが尖っている請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記高圧通路の前記横方向スケールが前記喉部の幅とほぼ同じサイズである請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記高圧通路の前記横方向スケールが前記喉部の幅よりも大幅に大きい請求項１記載の方法。
【請求項１０】
前記高圧通路の前記横方向スケールが前記喉部の幅よりも大幅に小さい請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記高圧ガス供給源の圧力が調整される請求項１記載の方法。
【請求項１２】
前記高圧ガス供給源の圧力が５バール以下である請求項１記載の方法。
【請求項１３】
前記高圧ガス供給源の圧力が２０バール以下である請求項１記載の方法。
【請求項１４】
前記高圧ガス供給源の圧力が１００バール以下である請求項１記載の方法。
【請求項１５】
少なくとも１つのガス排気通路を介して前記ガスを排出し、前記少なくとも１つの高圧出口内に閉じ込め、前記装置内に設けられた外部リムを有することをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項１６】
少なくとも１つのガス排気通路を介して前記ガスを排出することが、真空手段によって実行される請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
洗浄すべき前記対象物上にほぼゼロの圧力を生じさせるように、前記真空手段および前記高圧ガス供給源の両方が調整される請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
実質的に動的に閉じた環境が形成されるように、前記真空手段がほぼすべてのガスを排出して、汚染物質が除去された前記ガスの流体質量が周囲大気に逃げることを実質的に防ぐ請求項１６記載の方法。
【請求項１９】
前記装置の前記活性表面と洗浄すべき前記対象物の前記表面との間の相対運動を提供することをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項２０】
前記相対運動が線形である請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
前記相対運動が角度をもつ請求項１９記載の方法。
【請求項２２】
前記相対運動が線形運動と組み合わされる請求項２０記載の方法。
【請求項２３】
前記相対運動が、前記表面と、前記ガスが前記喉部内で加速しているときにその方向とにほぼ平行である請求項１９記載の方法。
【請求項２４】
前記装置の前記活性表面が、洗浄すべき前記表面の局所部分を洗浄するために、次から次へ時々再配置される請求項１記載の方法。
【請求項２５】
前記喉部の幅が物理的な支持部を使用して制御される請求項１記載の方法。
【請求項２６】
前記喉部の幅が非接触支持部を使用して制御される請求項１記載の方法。
【請求項２７】
前記非接触支持部が空気クッション作用を含む請求項２６記載の方法。
【請求項２８】
前記ガスが空気である請求項１記載の方法。
【請求項２９】
前記ガスがヘリウムである請求項１記載の方法。
【請求項３０】
前記ガスが窒素である請求項１記載の方法。
【請求項３１】
前記ガスが加熱される請求項１記載の方法。
【請求項３２】
洗浄すべき前記表面が加熱される請求項１記載の方法。
【請求項３３】
前記ガスが高周波で励起されて周期変動を生じさせる請求項１記載の方法。
【請求項３４】
前記ガスが圧電的に励起される請求項３３記載の方法。
【請求項３５】
前記ガスが音響的に励起される請求項３３記載の方法。
【請求項３６】
洗浄すべき対象物の表面から汚染物質を除去するための、高圧ガス供給源に流体的に接続するように適合した洗浄装置であって、
前記ガスを加速するための高圧出口を備えた所定の微小な横方向スケールの少なくとも１つの高圧通路であって、前記高圧出口は少なくとも１つの狭いリップによって特徴付けられ、前記出口および前記狭いリップは活性表面を画定する、高圧通路を備え、
それにより、前記洗浄装置の前記活性表面が、前記表面から所定の微小な、喉部の幅を有する間隙を空けてそれにほぼ平行に離されたとき、したがって前記少なくとも１つの狭いリップと洗浄すべき前記対象物の前記表面との間の喉部を画定し、前記ガスを前記喉部のところでほぼ音速まで加速したとき、前記汚染物質に作用する横方向の空気力学的な除去力を生成する装置。
【請求項３７】
前記喉部の幅が機械的手段によって制御される請求項３６記載の装置。
【請求項３８】
前記喉部の幅が空気力学的手段によって制御される請求項３６記載の装置。
【請求項３９】
前記喉部の幅が約１００〜１０００ミクロン単位に設定される請求項３６記載の装置。
【請求項４０】
前記喉部の幅が約３０〜１００ミクロンに設定される請求項３６記載の装置。
【請求項４１】
前記喉部の幅が約３０ミクロン以下に設定される請求項３６記載の装置。
【請求項４２】
前記狭いリップが尖っている請求項３６記載の装置。
【請求項４３】
前記高圧通路の前記横方向スケールが前記喉部の幅とほぼ同じサイズである請求項３６記載の装置。
【請求項４４】
前記高圧通路の前記横方向スケールが前記喉部の幅よりも大幅に大きい請求項３６記載の装置。
【請求項４５】
前記高圧通路の前記横方向スケールが前記喉部の幅よりも大幅に小さい請求項３６記載の装置。
【請求項４６】
前記高圧ガス供給源の圧力が調整される請求項３６記載の装置。
【請求項４７】
前記高圧ガス供給源の圧力が５バール以下である請求項３６記載の装置。
【請求項４８】
前記高圧ガス供給源の圧力が２０バール以下である請求項３６記載の装置。
【請求項４９】
前記高圧ガス供給源の圧力が１００バール以下である請求項３６記載の装置。
【請求項５０】
少なくとも１つのガス排気通路をさらに備える請求項３６記載の装置。
【請求項５１】
前記少なくとも１つのガス排気通路が真空ポンプに接続される請求項５０記載の装置。
【請求項５２】
前記装置の前記活性表面と洗浄すべき前記表面との間の相対運動を提供するための相対運動手段をさらに備える請求項３６記載の装置。
【請求項５３】
前記相対運動手段が線運動を提供する請求項５２記載の装置。
【請求項５４】
前記相対運動手段が角運動を提供する請求項５２記載の装置。
【請求項５５】
前記相対運動手段が線運動と組み合わされた運動を容易にする請求項５４記載の装置。
【請求項５６】
前記相対運動が機械的手段によって提供される請求項５２記載の装置。
【請求項５７】
前記相対運動が空気力学的手段によって提供される請求項５２記載の装置。
【請求項５８】
前記装置の前記活性表面が、洗浄すべき前記表面の局所部分を洗浄するために、次から次へ時々再配置されるように適合した請求項３６記載の装置。
【請求項５９】
前記洗浄ヘッドユニットが機械的手段によって支持される請求項３６記載の装置。
【請求項６０】
前記洗浄ヘッドユニットが空気クッションによって支持される、請求項３６記載の装置。
【請求項６１】
洗浄すべき前記対象物が機械的手段によって接触して保持される請求項３６記載の装置。
【請求項６２】
洗浄すべき前記対象物が非接触手段によって支持される請求項３６記載の装置。
【請求項６３】
前記非接触手段が空気クッションを含む請求項６２記載の装置。
【請求項６４】
前記洗浄ヘッドが非接触支持プラットフォームに一体化される請求項３６記載の装置。
【請求項６５】
前記高圧出口が細長い請求項３６記載の装置。
【請求項６６】
前記少なくとも１つのリップが少なくとも２つの細長いリップを含み、それによってほぼ等しい幅を有する２つの対向する喉部が画定される請求項６５記載の装置。
【請求項６７】
前記少なくとも１つのリップが少なくとも２つの細長いリップを含み、それによって異なる幅を有する２つの対向する喉部が画定される請求項６５記載の装置。
【請求項６８】
前記少なくとも１つのリップが少なくとも２つの細長いリップを含み、それによって２つの対向する喉部が画定され、前記通路が洗浄すべき前記対象物の前記表面にほぼ直交する請求項６５記載の装置。
【請求項６９】
前記少なくとも１つのリップが少なくとも２つの細長いリップを含み、それによって２つの対向する喉部が画定され、前記通路が洗浄すべき前記対象物の前記表面に対して傾いている請求項６５記載の装置。
【請求項７０】
前記高圧出口が環状である請求項３６記載の装置。
【請求項７１】
前記活性表面が平坦である請求項３６記載の装置。
【請求項７２】
前記活性表面がアーチ状である請求項３６記載の装置。
【請求項７３】
前記活性表面の形状が、洗浄すべき前記対象物の前記表面の形状に対応する請求項３６記載の装置。
【請求項７４】
前記少なくとも１つの高圧通路が流量絞り弁を含む請求項３６記載の装置。
【請求項７５】
前記流量絞り弁が自己適応性の戻しばね特性を呈する請求項７４記載の装置。
【請求項７６】
前記流量絞り弁が電気機械式の制御弁である請求項７５記載の装置。
【請求項７７】
流量絞り弁を含む少なくとも１つのガス排気通路をさらに備える請求項７４記載の装置。
【請求項７８】
ほぼ平行な配向で配置された少なくとも２つの高圧出口を備える請求項３６記載の装置。
【請求項７９】
ほぼ直角の配向で配置された少なくとも２つの高圧出口を備える請求項３６記載の装置。
【請求項８０】
別個に動作できる複数のセクターに分割された少なくとも１つの高圧出口を備える請求項３６記載の装置。
【請求項８１】
２つの連続する洗浄手順の間で新たな動作位置に再配置できる少なくとも１つの高圧出口を備える請求項３６記載の装置。
【請求項８２】
重力とは無関係に配向された前記対象物に平行な少なくとも１つの高圧出口を備える請求項３６記載の装置。
【請求項８３】
洗浄すべき対象物の表面から汚染物質を除去するための、高圧ガス供給源に流体的に接続するように適合した洗浄システムであって、
前記ガスを加速するための高圧出口を備えた所定の微小な横方向スケールの少なくとも１つの高圧通路を含み、前記高圧出口が少なくとも１つの狭いリップによって特徴付けられ、前記出口および前記狭いリップが活性表面を画定する、少なくとも１つの洗浄ヘッドと、
洗浄すべき前記対象物を支持するための支持手段と、
洗浄すべき前記対象物の前記表面と前記少なくとも１つの洗浄ヘッドとの間の相対運動を提供するための相対運動手段とを備え、
それにより、前記洗浄装置の前記活性表面が、前記表面から所定の微小な、喉部の幅を有する間隙を空けてそれにほぼ平行に離されたとき、したがって前記少なくとも１つの狭いリップと洗浄すべき前記対象物の前記表面との間の喉部を画定し、前記ガスを前記喉部のところでほぼ音速まで加速したとき、前記汚染物質に作用する横方向の空気力学的な除去力を生成するシステム。
【請求項８４】
前記システムが洗浄すべき円形の対象物向けに構成された請求項８３記載のシステム。
【請求項８５】
前記システムが洗浄すべき矩形の対象物向けに構成された請求項８３記載のシステム。
【請求項８６】
前記支持手段が、少なくとも１つの側から空気クッションによって、前記対象物に接触せずに少なくとも部分的にこれを支持するプラットフォームを含む請求項８３記載のシステム。
【請求項８７】
前記空気クッションが真空与圧される請求項８６記載のシステム。
【請求項８８】
前記支持手段が、前記対象物に接触して少なくとも部分的にこれを支持するプラットフォームを含む請求項８３記載のシステム。
【請求項８９】
前記対象物を搬送することによって相対運動を提供するために、摩擦を使用する機械的手段が使用される請求項８３記載のシステム。
【請求項９０】
相対運動を提供するために、前記対象物の把持を使用する機械的手段を使用して前記対象物を搬送する請求項８３記載のシステム。
【請求項９１】
前記相対運動を提供するために、少なくとも１つの洗浄ヘッドが可動である請求項８３記載のシステム。
【請求項９２】
前記相対運動を提供するために、前記少なくとも１つの洗浄ヘッドおよび洗浄すべき前記対象物が可動である請求項８３記載のシステム。
【請求項９３】
加熱手段をさらに含む請求項８３記載のシステム。
【請求項９４】
前記加熱手段が前記ガスを加熱するためのヒーターを含む請求項９３記載のシステム。
【請求項９５】
前記加熱手段が洗浄すべき前記対象物の前記表面を加熱するためのヒーターを含む請求項９３記載のシステム。
【請求項９６】
前記汚染物質に作用する接着力を低減するために、洗浄すべき前記表面を湿らせるための湿潤手段が提供される請求項８３記載のシステム。
【請求項９７】
前記ガスをイオン化するためのイオン化装置が提供される請求項８３記載のシステム。
【請求項９８】
前記ガスを励起して高周波の周期的変動を生じさせるためのアクチュエータが提供される請求項８３記載のシステム。
【請求項９９】
洗浄すべき前記表面を検査し、汚染物質の除去をモニタリングするための光学スキャナが提供される請求項８３記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面から汚染粒子を除去するための洗浄装置および方法に関する。特に、本発明は、シリコンウェハや類似の半導体製品、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）（ＳＣ／ＦＰＤ用のマスク）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネル、プリント円板（ＰＣＢ）、およびガラスまたは光学面、ならびにハードディスク、ＣＤおよびＤＶＤ、厚紙などの媒体、光学レンズおよび光学装置の表面、金属およびプラスチック表面、セルロイドおよびフィルムシート、ならびに汚染粒子に非常に弱い様々な平坦な媒体および表面などの、平面かつ平滑な基板の洗浄に特に好適な、空気力学の原理を用いた洗浄方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業分野の多くは、平坦または非平坦ではあるが実質的に平滑な表面の洗浄に何らか関連している。特に、半導体産業の製造ラインや研究開発の現場は、非常に清浄な状態に管理、維持されなければならない。このことは、ＦＰＤ、ＣＤ、ＤＶＤ、ＬＣＤ産業および他の類似の製造ラインにおいても同様なことが言える。このような産業では、製造プロセスは汚染粒子による影響を非常に受けやすい。したがって、そのような製造プロセスは、通常、外気を絶えずフィルタ処理して空気中に浮揚する微小な汚染粒子（サブミクロンの大きさの粒子を含む）を捕捉する、異なるレベルのクリーンルーム内で行なわれる。しかしながら、製造プロセス自体によって、また、半導体産業ならびにＦＰＤ産業で一般に使用される、標準的なウェハ保持装置（例えば、エンドエフェクタおよび真空チャック）などのハンドリングツールによって主にもたらされる、クリーンルーム内の汚染の問題は依然として存在している。
【０００３】
特に、半導体産業では、ウェハの両面から微小な汚染粒子を除去することが重要である。ウェハの表面を汚染する、わずか０．１マイクロメータ（μｍ）単位の大きさの粒子が存在することにより、超小型電子技術上の不良につながる場合がある。さらに、ウェハにフォトリソグラフィプロセスが施される場合、ウェハの表面は完全に平坦でなければならない。一般に、ウェハは、平坦な真空チャックと接触して保持されており、また、微細な寸法（０．５μｍ以上）であっても粒子がウェハの裏面に存在すると、フォトリソグラフィプロセスを失敗させる可能性がある、局所的なウェハの変形が生じる場合がある。それに加えて、標準的なウェハカセット内でウェハを上下に重ねて格納している場合、上側ウェハの裏面にある汚染粒子が下側ウェハの表面に落下付着する可能性がある。
【０００４】
半導体産業のみならず、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プリント回路基板（ＰＣＢ）、ならびにハードディスク、ＤＶＤおよびＣＤ、およびさらに多くの製品の製造プロセスは、製造歩留まりの大幅な低下の原因となり得る汚染粒子に非常に影響を受けやすい。
ウェハおよびＦＰＤの製造ラインは、主に湿式洗浄方法に基づいた、多くの洗浄ステーションを組み込んでいる。大規模産業では、乾式洗浄方法に基づいた洗浄ステーションが主流である。
【０００５】
上記説明のごとく、主として半導体産業やＦＰＤ産業においては、クリーンルーム内で行われる製造プロセスは、微小な汚染粒子の影響を一層受けやすい。したがって、インライン洗浄ステーションが広範囲に使用されている。そのような洗浄ステーションは、基板を洗浄しなければならないが、品質管理規格を満たすために、ハンドリング、または年々要求が厳しくなるチャッキングの際に、新たな汚染粒子を付加するようなことがあってはならない。これは、洗浄プロセスの間ウェハを保持するチャック、および洗浄後にウェハをリリースするハンドリングツールに関連している。さらに、多くの場合、表面に接触することは絶対に禁じられている。例えば、接触によって汚染粒子が取り込まれることがあり、接触が超小型電子パターンに直接損傷を与えることがあるため、ウェハの裏面を洗浄しているときにその表面に接触することは禁じられる。したがって、洗浄プロセスの間、非接触手段によって対象物を保持する乾式洗浄装置は、大きな付加価値をもつ。
【発明の開示】
【０００６】
したがって、本発明の好ましい一実施形態によれば、洗浄すべき対象物の表面から汚染物質を除去する方法であって、
高圧ガス供給源に流体的に接続されており、ガスを加速するための高圧出口を備えた所定の微小な横方向スケールの少なくとも１つの高圧通路を備えた洗浄装置であって、高圧出口は少なくとも１つの狭いリップによって特徴付けられ、出口および狭いリップは活性表面を画定する、洗浄装置を提供し、
洗浄装置の活性表面を、洗浄すべき対象物の表面から所定の微小な、喉部の幅を有する間隙を空けてそれにほぼ平行に離し、すなわち、前記少なくとも１つの狭いリップと洗浄すべき対象物の表面との間の装置に関係する喉部を画定すること、
ガスを喉部のところでほぼ音速まで加速すること、
それにより、汚染物質に作用する横方向の空気力学的な除去力を生成することを含む方法が提供される。
【０００７】
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、ガスの高い速度勾配を獲得し、それによって流体質量を制御するために、喉部の幅は所定の距離未満に低減される。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、喉部の幅は調整される。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、喉部の幅は１００〜１０００ミクロン単位である。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、喉部の幅は約３０〜１００ミクロンである。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、喉部の幅は約３０ミクロン以下である。
【０００８】
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、狭いリップは尖っている。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、高圧通路の横方向スケールは喉部の幅とほぼ同じサイズである。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、高圧通路の横方向スケールは喉部の幅よりも大幅に大きい。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、高圧通路の横方向スケールは喉部の幅よりも大幅に小さい。
【０００９】
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、高圧ガス供給源の圧力は調整される。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、高圧ガス供給源の圧力は５バール以下である。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、高圧ガス供給源の圧力は２０バール以下である。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、高圧ガス供給源の圧力は１００バール以下である。
【００１０】
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、方法は、少なくとも１つのガス排気通路を介してガスを排出し、前記少なくとも１つの高圧出口内に閉じ込め、装置内に設けられた外部リムを有することをさらに含む。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、少なくとも１つのガス排気通路を介してガスを排出することは、真空手段によって実行される。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、洗浄すべき対象物上にほぼゼロの圧力による力を生じさせるように、真空手段および高圧ガス供給源の両方が調整される。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、実質的に動的に閉じた環境が形成されるように、真空手段はほぼすべてのガスを排出して、汚染物質が除去されたガスの流体質量が周囲大気に逃げることを実質的に防ぐ。
【００１１】
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、装置の活性表面と洗浄すべき対象物の表面との間の相対運動を提供することをさらに含む。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、相対運動は線形である。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、相対運動は角度をもつ。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、相対運動は線運動と組み合わされる。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、相対運動は、表面と、ガスが喉部内で加速しているときにその方向とにほぼ平行である。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、装置の活性表面は、洗浄すべき表面の局所部分を洗浄するために、次から次へ時々再配置される。
【００１２】
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、喉部の幅は物理的な支持部を使用して制御される。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、喉部の幅は非接触支持部を使用して制御される。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、非接触支持部は空気クッション作用を含む。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、ガスは空気である。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、ガスはヘリウムである。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、ガスは窒素である。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、ガスは加熱される。
【００１３】
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、洗浄すべき表面は加熱される。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、ガスは高周波で励起されて周期変動を生じさせる。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、ガスは圧電的に励起される。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、ガスは音響的に励起される。
【００１４】
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、洗浄すべき対象物の表面から汚染物質を除去するための、高圧ガス供給源に流体的に接続するように適合した洗浄装置であって、
ガスを加速するための高圧出口を備えた所定の微小な横方向スケールの少なくとも１つの高圧通路であって、高圧出口が少なくとも１つの狭いリップによって特徴付けられ、出口および狭いリップが活性表面を画定する、高圧通路を備え、
それにより、洗浄装置の活性表面が、表面から所定の微小な、喉部の幅を有する間隙を空けてそれにほぼ平行に離されたとき、したがって前記少なくとも１つの狭いリップと洗浄すべき対象物の表面との間の喉部を画定し、ガスを喉部のところでほぼ音速まで加速したとき、汚染物質に作用する横方向の空気力学的な除去力を生成する装置が提供される。
【００１５】
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、喉部の幅は機械的手段によって制御される。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、喉部の幅は空気力学的手段によって制御される。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、喉部の幅は約１００〜１０００ミクロン単位に設定される。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、喉部の幅は約３０〜１００ミクロンに設定される。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、喉部の幅は約３０ミクロン以下に設定される。
【００１６】
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、狭いリップは尖っている。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、高圧通路の横方向スケールは喉部の幅とほぼ同じサイズである。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、高圧通路の横方向スケールは喉部の幅よりも大幅に大きい。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、高圧通路の横方向スケールは喉部の幅よりも大幅に小さい。
【００１７】
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、高圧ガス供給源の圧力は調整される。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、高圧ガス供給源の圧力は５バール以下である。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、高圧ガス供給源の圧力は２０バール以下である。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、高圧ガス供給源の圧力は１００バール以下である。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、装置は少なくとも１つのガス排気通路をさらに備える。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、前記少なくとも１つのガス排気通路は真空ポンプに接続される。
【００１８】
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、装置は、装置の活性表面と洗浄すべき表面との間の相対運動を提供するための相対運動手段をさらに備える。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、相対運動手段は線運動を提供する。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、相対運動手段は角運動を提供する。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、相対運動手段は線運動と組み合わされた運動を容易にする。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、相対運動は機械的手段によって提供される。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、相対運動は空気力学的手段によって提供される。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、装置の活性表面は、洗浄すべき表面の局所部分を洗浄するために、次から次へ時々再配置されるように適合する。
【００１９】
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、洗浄ヘッドユニットは機械的手段によって支持される。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、洗浄ヘッドユニットは空気クッションによって支持される。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、洗浄すべき対象物は機械的手段によって接触して保持される。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、洗浄すべき対象物は非接触手段によって支持される。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、非接触手段は空気クッションを含む。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、洗浄ヘッドは非接触支持プラットフォームに一体化される。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、高圧出口は細長い。
【００２０】
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、前記少なくとも１つのリップは少なくとも２つの細長いリップを含み、それによってほぼ等しい幅を有する２つの対向する喉部が画定される。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、前記少なくとも１つのリップは少なくとも２つの細長いリップを含み、それによって異なる幅を有する２つの対向する喉部が画定される。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、前記少なくとも１つのリップは少なくとも２つの細長いリップを含み、それによって２つの対向する喉部が画定され、通路は洗浄すべき対象物の表面にほぼ直交する。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、前記少なくとも１つのリップは少なくとも２つの細長いリップを含み、それによって２つの対向する喉部が画定され、通路は洗浄すべき対象物の表面に対して傾いている。
【００２１】
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、高圧出口は環状である。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、活性表面は平坦である。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、活性表面はアーチ状である。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、活性表面の形状は、洗浄すべき対象物の表面の形状に対応する。
【００２２】
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、前記少なくとも１つの高圧通路は流量絞り弁を含む。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、流量絞り弁は自己適応性の戻しばね特性を呈する。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、流量絞り弁は電気機械式の制御弁である。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、装置は、流量絞り弁を含む少なくとも１つのガス排気通路をさらに備える。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、ほぼ平行な配向で配置された少なくとも２つの高圧出口を備える。
【００２３】
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、装置は、ほぼ直角の配向で配置された少なくとも２つの高圧出口を備える。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、別個に動作できる複数のセクターに分割された少なくとも１つの高圧出口を備える。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、装置は、２つの連続する洗浄手順の間で新たな動作位置に再配置できる少なくとも１つの高圧出口を備える。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、装置は、重力とは無関係に配向された対象物に平行な少なくとも１つの高圧出口を備える。
【００２４】
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、洗浄すべき対象物の表面から汚染物質を除去するための、高圧ガス供給源に流体的に接続するように適合した洗浄システムであって、
ガスを加速するための高圧出口を備えた所定の微小な横方向スケールの少なくとも１つの高圧通路を含み、高圧出口が少なくとも１つの狭いリップによって特徴付けられ、出口および狭いリップが活性表面を画定する、少なくとも１つの洗浄ヘッドと、
洗浄すべき対象物を支持するための支持手段と、
洗浄すべき対象物の表面と前記少なくとも１つの洗浄ヘッドとの間の相対運動を提供するための相対運動手段とを備え、
それにより、洗浄装置の活性表面が、表面から所定の微小な、喉部の幅を有する間隙を空けてそれにほぼ平行に離されたとき、したがって前記少なくとも１つの狭いリップと洗浄すべき対象物の表面との間の喉部を画定し、ガスを喉部のところでほぼ音速まで加速したとき、汚染物質に作用する横方向の空気力学的な除去力を生成するシステムが提供される。
【００２５】
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、システムは洗浄すべき円形の対象物向けに構成される。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、システムは洗浄すべき矩形の対象物向けに構成される。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、支持手段は、少なくとも１つの側から空気クッションによって、対象物に接触せずに少なくとも部分的にこれを支持するプラットフォームを含む。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、空気クッションは真空与圧される。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、支持手段は、対象物に接触して少なくとも部分的にこれを支持するプラットフォームを含む。
【００２６】
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、対象物を搬送することによって相対運動を提供するために、摩擦を使用する機械的手段が使用される。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、相対運動を提供するために、対象物の把持を使用する機械的手段を使用して対象物を搬送する。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、相対運動を提供するために、少なくとも１つの洗浄ヘッドは可動である。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、相対運動を提供するために、前記少なくとも１つの洗浄ヘッドおよび洗浄すべき対象物は可動である。
【００２７】
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、システムは加熱手段をさらに含む。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、加熱手段はガスを加熱するためのヒーターを含む。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、加熱手段は洗浄すべき対象物の表面を加熱するためのヒーターを含む。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、汚染物質に作用する接着力を低減するために、洗浄すべき表面を湿らせるための湿潤手段が提供される。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、ガスをイオン化するためのイオン化装置が提供される。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、ガスを励起して高周波の周期的変動を生じさせるためのアクチュエータが提供される。
さらに、本発明の好ましい一実施形態によれば、洗浄すべき表面を検査し、汚染物質の除去をモニタリングするための光学スキャナが提供される。
【００２８】
（図面の簡単な説明）
本発明をよりよく理解し、かつその実際の応用例を評価するために、次の図面が提供され、以下に参照される。図面は例示の目的でのみ提供され、本発明の範囲を制限するものではないことに留意されたい。同様の要素は同様の参照番号によって示される。
【００２９】
図１ａは、本発明の好ましい一実施形態による、平坦な活性表面を有する細長い洗浄ヘッドユニットの全体的な等角投影図である。
図１ｂは、本発明の別の好ましい実施形態による、平坦な活性表面を有する環状の洗浄ヘッドユニットの全体的な等角投影図である。
図１ｃは、洗浄すべき表面に隣接する対称な構造を有する、図１ａに示す洗浄ヘッドユニットの断面図である。
図１ｄは、輪郭を削った喉部を備える図１ｃに示す洗浄ヘッドユニットの喉部の拡大図である。
図１ｅは、尖った喉部を備える図１ｃに示す洗浄ヘッドユニットの喉部の拡大図である。
図１ｆ〜ｈは、尖った喉部を備える図１ｃに示す洗浄ヘッドユニットの様々な喉部の設計オプションの拡大部分断面図である。
図２ａは、本発明の別の好ましい実施形態による、アーチ状の活性表面を有する洗浄ヘッドユニットの側面図である。
図２ｂは、本発明の別の好ましい実施形態による、曲がった活性表面を有する洗浄ヘッドユニットの底面図である。
図３ａは、本発明の別の好ましい実施形態による、喉部に近接した圧力通路の幅「ａ」が、半径方向に加速された流れが生成される喉部の幅「□」よりも大きい、図１ｅに示す、尖った喉部の近接断面図である。
図３ｂは、本発明の別の好ましい実施形態による、喉部に近接した圧力通路の幅「ａ」が、流れの分離区域が生成される喉部の幅「□」に類似の大きさである、図１ｅに示す、尖った喉部の近接断面図である。
図３ｃは、本発明の別の好ましい実施形態による、喉部に近接した圧力通路の幅「ａ」が、衝撃波が生成される喉部の幅「□」よりも小さい、図１ｅに示す、尖った喉部の近接断面図である。
図４ａは、除去力を受けている円形の粒子の近接断面図である。
図４ｂは、除去力を受けている非規則的な形状の粒子の近接断面図である。
図５ａは、粒子の典型的な寸法が境界層の厚さよりも大きいところでの粒子と境界層の間の相互作用の断面図である。
図５ｂは、粒子の典型的な寸法が境界層の厚さよりも小さいところでの粒子と境界層の間の相互作用の断面図である。
図６ａは、洗浄すべき表面に隣接した、動いている動作中の洗浄ヘッドユニットの断面図である。
図６ｂは、外に向かう流れの方向と平行な横方向に対する除去力特性の概略図である。
【００３０】
図７ａ〜ｃは、本発明の好ましい一実施形態による、洗浄領域をカバーするための任意の走査モードの図である。
図７ｄは、細長い汚染粒子に対して除去力を適用する二方向アプローチの図である。
図８ａは、本発明の好ましい一実施形態による、接触プラットフォームを有する洗浄装置および洗浄ヘッドユニットのセットアップの図である。
図８ｂは、本発明の別の好ましい実施形態による、非接触プラットフォームを有する洗浄装置および洗浄ヘッドユニットのセットアップの図である。
図８ｃは、本発明の別の好ましい実施形態による、洗浄ヘッドユニットが洗浄すべき基板の上に浮揚している、非接触プラットフォームを有する洗浄装置のセットアップの図である。
図８ｄは、図８ｃに示すセットアップの洗浄ヘッドユニットの底面図である。
図９ａは、本発明の好ましい一実施形態による、細長い洗浄ヘッドユニットがプラットフォームに一体化された、非接触の円形プラットフォームの全体的な平面図である。
図９ｂは、本発明の別の好ましい実施形態による、小さな可動の洗浄ヘッドユニットがプラットフォームに一体化された、非接触の円形プラットフォームの全体的な平面図である。
図９ｃは、本発明の別の好ましい実施形態による、２つ以上の洗浄ヘッドユニットが組み込まれた洗浄装置のいくつかの任意のセットアップの図である。
図１０ａ〜ｅは、本発明のいくつかの好ましい実施形態による、様々な円形プラットフォームが使用されている、回転洗浄運動を示す洗浄装置のセットアップの図である。
図１０ｆ〜ｊは、本発明の別のいくつかの好ましい実施形態による、様々な非接触プラットフォームが使用されている、線形の洗浄運動を示す洗浄装置のセットアップの図である。
図１０ｋ〜ｎは、本発明の好ましい実施形態による、様々な接触プラットフォームが使用されている、線形の洗浄運動を示す洗浄装置のセットアップの図である。
図１１は、本発明のいくつかの好ましい実施形態による、周辺の補助装置を備えた洗浄システムの図である。
図１２ａ〜ｄは、本発明の好ましい実施形態による、流体戻しばね流量絞り弁に基づく任意の非接触プラットフォームの図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
半導体産業またはＦＰＤ産業で見られるような多くの製造プロセス、ならびに他の同様の製造プロセス（例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルおよびガラス面、ならびにハードディスク、ＣＤおよびＤＶＤ、厚紙などの媒体、および光学レンズおよび光学装置の表面の製造プロセス）において、製品の表面は非常に清浄でなければならず、そうでなければ歩留まりの重大な低下が生じる場合がある。これは、そのような製造プロセスがクリーンルーム内で実行される理由である。しかしながら、クリーンルーム条件で作業が行われても、表面が汚染される多くの機会があり、製造歩留まりに重大な影響を与える場合がある。
【００３２】
本発明は、乾式の空気力学的洗浄方法を用いることによって、汚染粒子を表面から洗浄するために使用できる、新しくかつ独自の洗浄装置を提供する。本発明の目的のため、用語「洗浄」は、あらゆる種類の汚染物質、例えば粒子または液体の除去、および表面の乾燥を指す。表面洗浄装置は、本明細書のいくつかの好ましい実施形態に示されるように、高圧源に接続され、そこを介して空気（または他のガス）が注入される出口を有する洗浄ヘッドユニットを備えるハウジングを含み、他の通路を介して真空力を用いて空気が吸引されるのが好ましい。
【００３３】
本質的には、本発明の洗浄ヘッドユニットは、大きくかつ平行な除去力を生成して汚染粒子を分離し、それらを表面から運び去るために、洗浄すべき表面に密接してほぼ平行な（以下、「平行な」と称する）高速気流を作成することを目的とする。洗浄ヘッドユニットの出口のリップは、最大の平行な除去力を提供し、それでもなおスループット質量流量を最小限にするために、最適化される。洗浄ヘッドユニットのリップが、洗浄すべき対象物の表面に非常に密接して位置していれば、これらの矛盾する要件を満たすことができる。本発明の重要な特徴は、洗浄ヘッドユニットのリップと洗浄すべき表面との間に微小な寸法の動的な喉部を構築することである。この動的な喉部は、１つの側に特別な空気力学設計（洗浄ヘッドに関係する）と、他方の側に、洗浄すべき表面である平坦な表面（ウェハＦＰＤなど）を有する。この喉部はまた、スループット質量流量を制御する。流れは、喉部に沿って急速に加速され、したがって最高速度に達したときに境界層の厚さは非常に小さく維持され、また、したがって粒子に作用する圧力による力と剪断力（以下、「除去力」と称する）が最大限にされる。流れに関連付けられる空気力学的特徴（境界層の厚さなど）を大幅に縮小するために、また、スループット質量流量を制限することによって、費用効率が高いプロセスを獲得し、多量の流体質量が関与するにしたがって追加の粒子が取り込まれることにより表面の汚染のリスクが増加することを避けるために、微小なスケールが本発明に関して考慮される。喉部の空気力学的設計は、次のものを獲得するために境界層の成長を最小限に抑えることを目的とする。
大きな速度勾配、およびしたがって粒子に作用する大きな剪断力。
粒子を押す十分な潜在的な横力を獲得するための最大圧力リカバリ。
【００３４】
この目的は、喉部の狭い幅に加えて喉部の横方向の長さも小さく維持され、流れが急速に高速に加速できるようにした場合に得られる。境界層の厚さが小さい場合、法線速度の勾配は大きく、したがって剪断力は大幅に増大される。剪断力のさらなる増加は、洗浄ヘッドユニットの圧力導管の出口のリップに取り付けられた喉部の入口で分離された流れの区域を作ることによって、得ることができる。そのような分離された流れを生成するために、圧力導管の内部で、空気を比較的高いサブ音速に加速しなければならない。ここで、喉部の幅は、空気力学的機構（分離区域）を適用することによって有効により小さくなり、その結果、除去力は増加する。圧力導管の出口での流速がさらに増加すると、別の空気力学的機構（垂直衝撃波）が生成される。この衝撃波は、洗浄すべき表面上に衝突する前の流れを中和し、その結果、喉部の幅は有効により小さくなり、したがって除去力は増加する。これらの機構は、（主にサブミクロンの粒子を除去するために）非常に高い除去力が必要な場合に任意に適用することができる。洗浄ヘッドユニットから洗浄すべき対象物の表面までの距離はより大きくなり得るが、有効な喉部の幅ははるかに小さく、空気力学に関して主要なスケールなので、これらの機構は、スループット質量流量を大幅に低減し、接触の危険に関して非常に重要である。
【００３５】
洗浄ヘッドユニットのリップが洗浄すべき表面に非常に密接するようにされる場合、洗浄装置の効率は大幅に増加する。一般性を制限することなく、微粒子が除去される場合、喉部の幅（以下、「□」で示す）は約３０ミクロン以下である。中間サイズの粒子に対しては、喉部の幅は、約３０〜１００ミクロン単位であるのが好ましく、粗い粒子に対しては、喉部は、約１００〜１０００ミクロン単位であるのが好ましい。小さな寸法の喉部の幅に関して、喉部の長さ（基本的に洗浄ヘッドの圧力出口のリップの幅である）は、やはり微小なスケールであるのが好ましく、除去力を最大にするが表面に作用する圧力を制限するために、その幅と同じ単位であるのが好ましい。
したがって、二次元性の細長い洗浄領域が構築され、また、外側領域から内部プロセス領域を分離するために細長い洗浄ヘッドユニットの縁部で空気力学的手段を適用する場合、本発明の洗浄プロセスは、動的に接近している微小なチャンバ内で行なうことができる。洗浄ヘッドユニットが細長くてもそうではなくても、内部洗浄領域の動的な隔離は、除去された粒子とともに空気を除去する周辺の真空吸引を適用することによって得ることができる。
【００３６】
本発明の洗浄装置は、粒子の位置が粒子検査システムで検出される、個々の粒子のポイントツーポイント洗浄に使用することができる。あるいは、洗浄すべき表面と洗浄ヘッドユニットの間で相対運動が提供される場合、表面全体を洗浄するのに使用することができる。表面全体を洗浄することが望ましい場合、より速い洗浄プロセスを容易にするために細長い洗浄ヘッドユニットを使用することが推奨される。１つの細長い洗浄ヘッドユニットを使用するのではなく、複数の洗浄ヘッドユニットを同時に使用することが可能であることは明らかである。
洗浄プロセスを最適化するために、平坦なまたは輪郭が削られた洗浄すべき表面にほぼ平行に、洗浄ヘッドが移動されることが好ましく、また、運動の方向は、喉部における流れの方向にほぼ平行でなければならないが、表面全体が走査される限り、約４５度以内ならびにそれ以上の大きな角度も有効である。洗浄性能を最大限にするために、基板の上での走査運動が数回行なわれる洗浄サイクルを作ることが推奨される。そのような洗浄サイクルを適用する場合、異なる横方向での走査運動を提供することが望ましい。
【００３７】
供給圧力は洗浄性能に関して主要な役割を果たす。洗浄のタスクは、供給圧力の規則に関して次のように分類することができる。
低い洗浄要件に対しては、５バールまでの圧力が提案される。
中程度の洗浄要件に対しては、２０バールまでの圧力が提案される。
高い洗浄要件に対しては、１００バールまでの圧力が好ましい。
【００３８】
この分類は喉部の幅「□」にも結び付けられ、洗浄要件が高いほど、「□」が小さく、したがって喉部の長さがより短いことが好ましい。概して言えば、粒子除去のタスクがより微小な汚染粒子まで拡大されるにしたがって、より高い洗浄性能が必要になる。供給圧力が２バールを越えるか、あるいは真空吸引による排気が実行される場合、喉部の２つの側面間の圧力比は、高速の流れ、つまり喉部領域における音速およびさらに下流では超音速を生成することができるほど十分に大きい。
（ａ）所望であれば慣性条件を提供し、（ｂ）ガスの熱力学的特性を利用するために、高圧リザーバからの空気、またはＮ２やＨｅなどの代替ガス（他のガスも使用してもよい）を使用してもよい。
【００３９】
次に、本発明の好ましい一実施形態による、空気スクレーパ装置の細長い洗浄ヘッドユニット１０の等角投影図を概略的に示す図１ａを参照する。この細長く真直ぐな種類の洗浄ヘッドユニットは、洗浄すべき表面に相対的な走査運動を適用することによって大きな面積を洗浄するのに好適である。これは、圧力２０および真空３０供給源用のコネクタを有する。洗浄ヘッドユニット１０の対向面１１は底面に見られる。典型的には、対向面１１は、ほぼ中央の圧力出口２１と、洗浄ヘッドユニット１０のリップ１２によって圧力出口から分離した２つの（任意の）真空出口３１とを有し、リップ１１は対向面１１上に幾何学的に示される。ウェハまたはＦＰＤなどの平坦面の洗浄は、製造プロセス中に実行することができ、あるいは、不注意な物理的接触によって発生する裏面の汚染を低減するために、頻繁なルーチンで適用されて、ウェハおよびＦＰＤのハンドリング装置の接触面を洗浄する。
【００４０】
図１ｂは、本発明の別の好ましい実施形態による、空気スクレーパ装置の円形の洗浄ヘッドユニット１０ａの等角投影図を概略的に示す。この環状の種類の洗浄ヘッドユニットは、特に検査システムが洗浄プロセスに関与して特定の位置における汚染物質の存在を検出する場合、ポイントツーポイント洗浄に好適である。これは、圧力２０および真空３０供給源用の同様のコネクタを有する。円形の洗浄ヘッドユニット１０ａの対向面１１は底面から見られる。典型的には、対向面１１は、環状の真空出口３１に囲まれたほぼ中央の１つの圧力出口２１を有し、洗浄ヘッドユニット１０の環状リップ１２は、対向面１１上に幾何学的に示され、中央の圧力出口２１を周囲の環状の真空出口３１から分離する。
【００４１】
図１ｃは、図１ａに示す細長い洗浄ヘッドユニット１０の断面図を概略的に示す。洗浄ヘッドユニット１０は鏡面対称構造を有する。ただし、ほとんどの態様において、図１ｂに示す円形の洗浄ヘッドユニット１０ａの断面図は類似している。洗浄ヘッドユニット１０は、基本的には、２つの異なるタイプのパイプコネクタを有し、１つ以上のコネクタは高圧供給源２０用であり１つ以上のコネクタは真空供給源３０用である。高圧通路２２は、洗浄ヘッドユニット１０の対向面１１で高圧供給源２０を圧力出口２１と流体的に接続し、真空通路３２は、洗浄ヘッドユニット１０の対向面１１で真空供給源２０を真空出口３１と流体的に接続する。対向面１０は、洗浄すべき対象物１００の表面９９とほぼ平行に、これに密接して配置される。洗浄ヘッドユニット１０の対向面１１と洗浄すべき表面９９との間の間隙は、以下、ギリシャ文字「□」で表される。出口２１、３１、およびリップ１２は、対向面１１を備えた微小なチャンバを画定する。リップ１２は、高圧通路２２を真空通路３２から分離する壁の縁部である。リップ１２は典型的な幅「ｂ」を有し、高圧出口２１は典型的な幅「ａ」を有し、真空出口３１は典型的な幅「ｄ」を有する。洗浄ヘッドユニット１０はまた、典型的な幅「ｃ」を有するリム１３を備えた外部壁を有する。外部壁の縁部１３は、任意に対向面１１に含まれていてもよいが、「□」よりも大きい表面９９からの距離（「ｅ」）で設計することもできる。流体戻しばねの性質を洗浄ヘッドユニットに提供するために、ＳＡＳＯ装置のような流量絞り弁２３（機械的流量絞り弁であり、すべて本明細書に参考として組み込まれる、ＷＯ０１／１４８７２、ＷＯ０１／１４７５２、およびＷＯ０１／１９５７２、ならびに対応する米国特許第６，６４４，７０３号および米国特許第６，５２３，５７２号を参照のこと）、あるいは高圧通路２２内部の圧力制御弁（通常は電気的に操作される）を提供することは任意である。真空リソースを保存するために、好ましくは高圧通路に対して選択されたＳＡＳＯノズルに関してより小さな空気力学抵抗のＳＡＳＯノズルでもある、別の異なる流量絞り弁３３、または他の流量制御弁を真空通路３２の内部に装備することは任意である。
【００４２】
動的に近接している微小なチャンバは、近接している洗浄領域を動的に隔離することによって作られる。これは、除去された粒子とともに空気を吸引し、さらに幅「ｅ」の通路１３を介して限定された量の外気を吸収するが、外部雰囲気とはあまり相互作用しない、周辺の真空吸引３１を適用することによって得ることができる。
【００４３】
洗浄ヘッドユニット１０が表面９９に密接して置かれる場合、高圧空気は、通路２２から出口２１に向かって下降して流れ、リップ１２と表面９９の間に作られた非常に小さな間隙「□」を通過し、（真空リザーバに接続された）真空コネクタ３０と連通する通路３２を介して真空出口３１によって吸い出される。リップ１２と表面９９の間に作られた微小な区域は、以下、「喉部」区域と称される。洗浄ヘッドユニット１０が鏡面対称構造を有しているので、２つの対向する微小な洗浄区域が２つの対向する喉部の下に作られる。喉部は、文字「□」で表される非常に狭い幅を有する。喉部区域は、高い除去力が生成される場所である。洗浄すべき対象物１００の表面９９および洗浄ヘッドユニット１０のリップ１２は、好ましくは両方とも静止しているのではなく、それらの１つまたは両方は、広い面積をカバーしてそれを洗浄するためにまたは（ポイントツーポイント洗浄モードにおいて）一点から別の点に移動するために必要な相対的な走査運動を提供するため、横方向の運動で移動される。対称的なセットアップが図１ｃに示されるものの、洗浄ヘッドユニットの２つの対向する喉部は、例えば、汚染された表面を最初に走査する喉部が最初に大きな粒子を洗浄するように設計され、第２の（対向する）好ましくはより小さな喉部の幅のものがより小さなスケールの粒子を洗浄するように設計された、異なるものであることができる。一般に、２つ以上の洗浄ヘッドユニットを使用して、多段洗浄プロセスを作ることができる。あるいは、圧力および喉部の幅の両方を調整し、走査を複数回繰り返すことにより、多段洗浄プロセスを提供することができる。
【００４４】
図１ｄは、本発明の別の好ましい実施形態による、空気スクレーパ装置の洗浄ヘッドユニット１０の輪郭を削った喉部１８ａの集中的な断面図を概略的に示す。これは輪郭を削ったリップ１２ａを有する。空気流は、高圧通路２２から急速に加速され、洗浄すべき表面９９と、通路２２および３２の間の壁１６のリップ１２ａとの間に作られた喉部１５を通って、最終的に真空通路３２を介して吸い出される。輪郭を削った喉部１５は、小さな幅「□」と文字「□」で表される非常に短い長さとを有する。洗浄が喉部区域で行なわれると、除去された粒子は真空通路３２を通って排気される。
【００４５】
図１ｅは、本発明の別の好ましい実施形態による、空気スクレーパ装置の洗浄ヘッドユニット１０の尖った喉部１８ｂの集中的な断面図を概略的に示す。これは尖ったリップ１２ｂを有する。流れは、高圧通路２２から急速に加速され、洗浄すべき表面９９と、通路２２および３２の間の壁１６の尖ったリップ１２ｂとの間に作られた喉部１５を通って、最終的に真空通路３２を介して吸い出される。尖った喉部１５は、小さな幅「□」を有する。ただし、輪郭を削ったリップ１２ａに対して、この設計では、縮小していく喉部長さ（製造制限により依然として最小長さは存在する）を作るように意図される。洗浄が喉部区域で行なわれると、除去された粒子は真空通路３２を通って排気される。
【００４６】
図１ｆは、本発明の好ましい一実施形態による、図１ａおよび１ｂに示す洗浄ヘッドユニットの高圧通路２２の出口に近い断面図を示す。通路２２の中心線２０２は、洗浄すべき対象物の表面９９にほぼ直交する。この断面図は、２つの対向する喉部の少なくとも１つ（１５）を有し、対向する喉部それぞれの流れの方向はほぼ反対である。洗浄ヘッドユニットの対向面１１は、洗浄すべき対象物の表面と平行であり、これら２つの表面間の距離はほぼ均一で、喉部の幅□である。図１ｇは、本発明の別の好ましい実施形態による、図１ｆと同様の設計を示すが、通路２２の中心線２０２は、洗浄すべき対象物の表面９９に対して本質的に傾いている。図１ｈは、本発明の別の好ましい実施形態による、図１ａに示す細長い洗浄ヘッドユニットなどの本質的に二次元の洗浄ヘッドユニットに適用可能な、図１ｆと同様の設計を示すが、喉部１５の喉部の幅□１は、喉部の幅□２を有する対向する喉部よりも小さい。このような設計は、洗浄ヘッドユニットが洗浄すべき対象物に対して相対的な横方向の移動で左に移動すると、洗浄すべき対象物または洗浄ヘッドユニットの重大な損傷につながり得る洗浄ヘッドと大きな粒子の間の何らかの機械的接触のより低いリスクで、大きな粒子が最初に除去され、その段階に続いて、粒子の除去に関してより高い性能をもつ幅□２のより小さな断面１５がより小さな粒子を除去する、二段階洗浄プロセスを容易にする。
【００４７】
次に、本発明の別の好ましい実施形態による、空気スクレーパ装置の洗浄ヘッドユニットの側面図を示す図２ａを参照する。この洗浄ヘッドユニット１０ｂは、洗浄すべき対象物１００の非平坦面１１ｂに対応する非平坦な対向面１１ｂを有する。光学レンズなどの非平坦面の洗浄は、レンズの製造プロセス中に実行するか、あるいは、ほこりの多い環境などの一定の汚染条件にさらされる場合がある視界を明瞭にするための、光学レンズを使用するシステムに一体化することができる。
次に、本発明の別の好ましい実施形態による、空気スクレーパ装置の洗浄ヘッドユニットの側面図を示す図２ｂを参照する。この洗浄ヘッドユニットは、対応する表面を洗浄するのに好適な非線形の対向面１１ｃを有する。
【００４８】
高い除去力が、非常に短い長さに沿った喉部領域で生成される。洗浄性能を最大限にするために、流れ場を操作することができる。次に、図１ｂに示す、尖った縁部の喉部の拡大した部分を示す図３ａを参照する。図３ａは、尖ったリップ１２を備えた洗浄ヘッドユニットの２つの対向する喉部の一つである、尖った喉部１８ｂの集中的な断面図を概略的に示す。流れは、高圧通路２２から急速に加速され、洗浄すべき表面９９と、通路２２および３２の間の壁１６の尖ったリップ１２ｂとの間に作られた喉部１５を通って、最終的に真空通路３２を介して吸い出される。尖った喉部１５は小さな幅「□」を有する。本発明の別の好ましい実施形態に関して、高圧通路２２の（喉部領域に近接した出口２１における）横方向の幅「ａ」（横方向のスケール）が「□」に対して大きい場合、表面９９に向かう低速の流れは小さな矢印４１で示されるように高圧通路２２の内部で発達し、したがって（表面９９に近接した）出口２１での動圧は全圧力に対して非常に小さい。したがって、「半径方向の」流れパターン４２が発達する。ここで流体は喉部領域でのみ加速し始める。
【００４９】
図３ｂにおいて、高速通路２２の（喉部領域に近接した出口２１における）横方向の幅「ａ」は、ほぼ同じ長さである「□」に対して同様のスケールである。したがって、表面９９に向かう高速の流れは大きな矢印４３で示されるように内部２２で発達し、喉部の尖った縁部に付着した流れ分離区域４４が作られる。その結果、はるかに小さな有効幅の空気力学的に形作られた喉部が存在する。したがって、「ａ」を調整することによって、喉部の有効幅はその物理的な幅よりも大幅に大きくなり得る。これは、主に２つの有益な貢献を有する。（ａ）境界層の厚さが圧縮され、したがって小さなスケールの粒子の除去がより効率的になる。（ｂ）システムの信頼性の観点から、また（機械的損傷の）リスクの低減のために、より広い機械的「□」（洗浄すべき対象物と洗浄ヘッドユニットの間の距離）で働くが、依然として大幅にさらに小さな喉部の有効幅に関する性能を提供することが好ましい。
【００５０】
図３ｃにおいて、高圧通路２２の（喉部領域に近接した出口２１における）横方向の幅「ａ」は、「□」よりも小さい。したがって、表面９９に向かう（音速に近い）高速の流れは、さらに大きな矢印４５で示されるように内部２２で発達する。出口２１で、流れは比較的低い超音速にさらに加速される。流れが停止してその方向を変えなければならないので、出口２１の下に全圧力区域が作られるが、圧力回復の一部は衝撃波４６の機構を立ち上げることによって提供される。衝撃波のマッハ数が音のマッハ数（Ｍ＝１）に近いので、衝撃波による圧力損失は顕著ではない。衝撃波は、はるかに小さな有効幅の空気力学的に形作られた喉部を提供する別の機構である。実際的見地から言えば、機械的な幅と有効幅の間で約２の因数を得ることができる。この場合も、「ａ」を調整することによって、喉部の有効幅はその機械的な幅よりも大幅に大きくなり得るが、流れの形態も「切換え」られる。喉部の有効幅を減少させることの利点は、図３ｂに関して既に要約した。
【００５１】
数マイクロメータおよびサブミクロンの粒子の効率的な洗浄を提供するために、高い除去力が必要である。粒子に作用する除去力は、（流れに関して）同じ方向で作用する２つの貢献から構築される。
「引きずり」力または圧力横力
剪断力
本発明の主な目的は、これらの力を最大化し、また、例えば同じ場所に位置する２つの力のピーク性能を融合することによって、全体的な除去力を最適化することである。
【００５２】
次に、洗浄すべき表面９９に接着し、流線５９で特徴付けられた横方向の流れにさらされている、単一の球形粒子５０の概略近接図を示す図４ａを参照する。これは、喉部区域（図示せず）に位置する粒子に近接した流れの状態の微小な近接図である。三次元の特徴を有する粒子が流れに対する障害物のようになると、流線５９は、やはり三次元の方式で開く（簡潔にするため、１つの上方向の流線のみが描かれる）。粒子のちょうど下流に流れの分離５６が生じ、微小な後流５５が生成される。流れが粒子の直前で止まると圧力除去力５３が生成され、高い回復された圧力による力が粒子に（流れ方向に）作用するところで、全圧力区域５２が発達する。一方、分離された流れにさらされるその下流で、はるかに低い圧力が粒子に作用している。さらに、流れは音速流なので、流れがさらに（低い超音速まで）加速されると、粒子の上面に付けられた、立ち上がる衝撃波５８を形成することができる。その場合、後流側の圧力はさらに減少する。流れ方向の圧力による力は、概して言えば、上流側に作用する圧力と粒子の下流側に作用する圧力の差である。最上の粒子５５の上面に作用する流れ方向の剪断力５４は粘性に起因する。したがって、これは、ガスの熱力学的特性（粘性係数）に関連し、（表面に対する）法線速度勾配に依存する。
【００５３】
これら２つの補完的な流れ方向の除去力は、滑りによって表面から粒子を分離する傾向がある合成された横力を生成する。しかしながら、粒子は、空気力学的モーメントにさらされると、回転点５１に対して回転することによって最初に分離することができるので、多くの場合、これは主要な除去機構ではない（剪断力の範囲が圧力による力に対して２倍程度大きいことに留意されたい）。粒子５０が完全な球体である場合、回転点５１に対する接着力の範囲が小さいので、接着力は、空気力学的モーメントに対してあまり大きな抵抗を提供することができない。図４ｂは、図４ａに示すのと同様の状況を示すが、粒子５０ａは非規則的な形状である。この場合、特定の粒子の形状に関して、回転点５１ａは接着力に関して相殺される。したがって、回転点５１ａに対する接着力の範囲は大幅に大きくなり得るので、接着力は、空気力学的モーメントに対する抵抗を提供することができる。そのような接着モーメントが発達しているとき、回転機構によって粒子を分離するのに必要な除去力は、サイズの小さな球形の粒子を分離するのに必要な除去力に対して非常に大きくてもよい。
【００５４】
通常、粒子が大きくなると、形状のさらなる不規則性が見られ、粒子が小さくなると、より規則的で球形の粒子が見られる。概して言えば、粒子除去の役割は、粒子の典型的な寸法が減少するとともに、（粒子側面に対して）粒子を除去するのに必要な除去力が増加することを示唆する。一般化されたこれらの２つの記述を組み合わせると、粒子成形効果は、必要な除去力が比較的小さい大きな粒子に主に影響し、一方で、比較的小さな成形効果は、やはり成形による除去要件の重大な増大なしに効率的な洗浄プロセスを提供するために大きな除去力が必要とされる、小さな粒子に影響すると考えられる。
【００５５】
本発明の装置および方法の洗浄効率に対して非常に重要な空気力学の問題は、粒子と境界層との相互作用である。図５ａは、粒子５０ａの典型的なスケールが境界層５７の厚さ「□」よりも大きい場合のそのような相互作用を概略的に示す。本書には境界層の厚さに対する多くの有用な定義がある。しかしながら、除去力に関して実際的な厚さ「□１」が定義され、この際、「□１」は、境界層の慣性が比較的弱く、したがって圧力による力５３ａの強さが大幅に低下するスケールである。大きな粒子が境界層と相互作用する場合、圧力回復は最大潜在能力をほとんど超過する。これは、圧力供給（または全圧力）が高いほど粒子に作用する圧力横力が高くなる、圧力の役割を直接明確にする。剪断力５４は局所の速度勾配に依存し、またこれは、境界層の弱い部分（表面９９に接近しているサブレイヤー）には大きく影響されない。さらに、局所のより高い剪断力は、粒子の上面で局所的に狭くなる境界層によって、平滑な表面上で発達した剪断力に関して発達する。比較的大きな粒子の場合、圧力と剪断力の両方は、力が付加される作用面積に直接関係する。概して言えば、典型的なスケールが減少すると、これらの力はその典型的なスケールの二乗分減少する。
【００５６】
図５ｂは、粒子５０ｂが境界層５７の厚さ「□」よりも小さい典型的なスケールを有する場合を概略的に示す。この場合、粒子は、実際的な厚さ「□１」によって境界が示される境界層の弱い部分にほとんどさらされるので、圧力による力５３ｂの強さは大幅に低下し、また圧力回復はその最大潜在能力に達しない。また、剪断力５４は、境界層の弱い部分に大きく影響されないことがある。その結果、比較的小さな粒子の場合、剪断力だけが直接作用面積（粒子の典型的なスケールの減少に伴って二乗分減少する）に関連し、また、典型的なスケールが減少すると、圧力による力は本質的により速く衰える。したがって、大きな粒子については、圧力による力は除去力の主要な部分であるが、より小さな粒子の除去要件については、剪断力が主な役割を果たし始める。
【００５７】
典型的なスケールおよび境界層のスケーリングは、小さなスケールの粒子、特にサブミクロンの粒子の除去効率に関して、非常に重要なものである。これは、喉部区域の物理的なスケールを低減し、かつ喉部区域で微小な活性洗浄領域を得るための本発明に関して、主に重要である。喉部の幅が非常に小さい場合、特徴は好ましくは、より狭い喉部の有効幅を作るために上述した空気力学機構の１つを実行することによって達成され、境界層の厚さもより小さくなる。喉部の長さがより短くなると（好ましくは尖った喉部）、流れは、非常に短い下流の距離にそって音速の流れまで急速に加速する。境界層の厚さの成長が果たす役割によって、流れの起点からの距離が短いほど、境界層の厚さがより小さくなる。微細なスケールおよび急速な加速（音速に応じるためには１０マイクロメータ未満が必要である）は、流れが音速に達すると、喉部区域でほとんどなくなる境界層の厚さを提供する。喉部区域は除去力に関して最も有効な区域であり、さらに下流では除去力はより小さくなる。これはもちろん、既に上述したように粒子と境界層の相互作用に関連する。境界層の厚さがより小さくなると、より小さな粒子は、境界層の弱い流れの部分によって効果が大幅に劣化することなく、最大潜在能力の横方向の圧力による力にさらされることができる。
【００５８】
大きな表面を洗浄することを目的とした有効な洗浄プロセスを行なうために、本発明の洗浄ヘッドユニットで走査運動を行なうことが示唆される。洗浄ヘッドユニットと洗浄すべき表面との間の相対運動が使用される。図６ａは、洗浄すべき対象物の表面９９に近接し、それに対向する対称な洗浄ヘッドユニットの表面１１を示す。対向面１１は、洗浄ヘッドユニットのリップによって画定され、高圧通路２２の出口と真空通路３２の入口の両方が表面１１上に存在する。洗浄ヘッドユニットの尖った縁部リップと洗浄すべき表面９９との間で作られる狭い通路は、喉部１５を定義する。相対運動は、矢印６１によって表される方向に洗浄ヘッドユニットを横に移動させることによって提供される。相対的な走査運動の方向が、高速の流れの方向（指示については２２と３２の間の矢印を参照）とほぼ平行であることが推奨される。間隙□が流れを制御し、洗浄効率に影響するので、横方向の移動は、対向面１１と洗浄すべき表面９９との間のほぼ平行な移動として特徴付けられる。対称線で起点Ｘｏを有し、Ｘｔは起点から喉部１５の尖った縁部までの距離である、走査運動６１と平行な軸「Ｘ」を定義することは便利である。図６ｂは、除去力の空間的分布を概略的に示す。起点Ｘｏでは、除去力は０であり、Ｘｔに非常に接近してその極大値に達する。より大きなＸに対しては、除去力は低減される。しかしながら、相対運動が提供される場合、洗浄すべき表面上のそれぞれの点は、最終的には最大除去力にさらされる。したがって、除去力が粒子に十分な時間作用できるようにするために、走査の速度は制限されるのが好ましい。微小な粒子の極めて低い質量により、除去機構の時間スケールが非常に高速なので、実際にはいずれの便利な速度が適用されてもよい。洗浄プロセスの効率に関する運動の最も有効な方向は、走査運動の方向が除去力を生成する高速の流れの横方向と平行な場合に、得られると考えられる。
【００５９】
図７ａ〜ｄはいくつかの提案される相対運動の効果を示す。図７ａは、洗浄ヘッドユニット１０が、最も有効な洗浄方向７２にほぼ平行な横方向７１に移動し（洗浄ヘッドユニットが対称の構造を有する場合、２つの対向する方向が受入れ可能である）、したがって幾何学的に言えば、洗浄プロセス中の対象領域７３は洗浄ヘッドユニットの長さに関してより広く有効であると考えられる、基本的な相対的走査運動を示す。図７ｂは、最も有効な洗浄方向７２と平行でない横方向７１で洗浄ヘッドユニット１０が移動し、したがって幾何学的に言えば、洗浄プロセス中の対象領域７３が低減される場合を示す。ただし、方向７１と７２の間に４５°が適用される場合にも、７０％を越える走査効率が維持される。洗浄プロセスの効率を最適化するために、洗浄装置が２つの直交する洗浄ヘッドユニットを装備するセットアップが提案される。図７ｃは、２つの洗浄ヘッドユニット１０（除去力の方向を矢印７２で示す）および１０ｔ（除去力の方向を矢印７２ｔで示す）が直交して位置し、また両方が走査運動７１に対して４５°で配向される、そのようなセットアップを示す。図７ｄを検討すれば、そのようなセットアップの理由は明白である。この図は、洗浄面９９の上にある細長い粒子５０を除去する必要がある一般的な状況を概略的に示す。除去力が細長い粒子に対してその短い方向（７４ａ）に作用する場合、除去の回転機構に対する抵抗は比較的小さいが、除去力が粒子の細長い方向（７４ｂ）に作用する場合、除去の回転機構に対する抵抗は大幅に増加される。したがって、図に示すセットアップ７３によって示されるような二方向の洗浄プロセスを使用することで、洗浄プロセスが改善される。このセットアップのための別の代替形態は、１つの洗浄ヘッドユニットを使用するが、２つの洗浄段階の間で洗浄ヘッドの配向が変更される、二段階の洗浄プロセスを行なうことである。本発明の目的のため、語句「相対的な走査運動」は、洗浄ヘッドユニットが停止して維持され、洗浄すべき対象物が移動されるか、または洗浄ヘッドユニットが移動され、洗浄すべき対象物が停止して維持されるか、あるいはより複雑な運動が実行される場合、洗浄ヘッドユニットと対象物の両方がそれらの間の相対運動で移動されることを意味する。
【００６０】
本発明に関する他の重要な問題は、洗浄プロセス中に存在する熱の条件である。洗浄プロセス中に使用される空気または他のガスは予め加熱することができる。その場合、ガスの熱力学的性質（粘性または密度など）に依存する除去力は増大されるか、あるいは少なくとも大幅には劣化しない。しかしながら、ガスを加熱する主な理由は接着力を低減するためである。加熱空気が、粒子とその下にある洗浄すべき表面とを１００℃を超える温度まで加熱すると、粒子と表面の間に捕捉された水は蒸発する。水がなくなると、接着力の毛細管部分ももう存在しなくなる。毛細管力は接着力の大部分であり、したがって、それがなくなると、粒子除去のタスクがより簡単になる。別の代替形態は、水を蒸発させ、接着力を大幅に減少させるために、洗浄すべき対象物を予め加熱する、および／またはそれを洗浄プロセス中に加熱することである。加熱は、発熱体が使用される接触プラットフォーム（熱伝導機構）を使用して、あるいは、非接触プラットフォーム（熱対流機構）が使用される場合には、空気クッションを生成するのに使用される空気を予め加熱することによって実行することができる。一方、接着力を弱めるために、表面に水を噴霧して毛細管力を低減させるか、または他の溶液を適用することも選択可能である。その目的のために使用される多くの既知の市販の溶液がある。しかしながら、粒子の周りの湿潤状態を伴うそのようなアプローチは、半乾式洗浄プロセスにつながり、用いることが困難なため、好ましくない。さらに、静電気接着力を低減させるために流れにイオン化装置を加えることも、接着力の減少に関して選択可能である。
【００６１】
除去力を最大限にするために、流れに喉部領域で有効な周期変動を提供することが選択可能である。これは、音響手段によって、あるいは電気機械的手段（圧電素子を含む）を使用することによって行うことができる。空気力学の観点から見て、周期的な（時間依存の）変動は、表面近傍での境界層の厚さおよび速度勾配に一時的に影響する。さらに、周期変動の周波数は、除去タスクがより難しくなるより小さな粒子の微小なスケールと相関することができる。これは、高周波が、微小な（サブミクロン）粒子の除去に有効であり得ることを意味するが、流体が低域フィルタのように作用し、非常に高い周波数には応答しないため、動作周波数は臨界周波数よりも低くなければならない。
【００６２】
本発明による洗浄システムは、少なくとも１つの洗浄ヘッドユニットと、接触する、しないに関わらず洗浄すべき対象物を支持し、その対象物を洗浄ヘッドユニットに密接して安全に保持するための任意のプラットフォームと、洗浄ヘッドユニットと洗浄すべき対象物の表面との間で線形のまたは回転するほぼ平行な相対運動を提供するための移動手段とを有する、洗浄装置を含む。この定義と一致する多くのセットアップがある。本発明の洗浄装置に関して、また一般性を制限することなく、本発明のいくつかの好ましい実施形態が図８〜１０に示される。
【００６３】
図８ａは、洗浄すべき対象物１００がその裏面からプラットフォーム８３に物理的に接触して適所に保持される、本発明の好ましい一実施形態のセットアップを示す。このセットアップは、圧力入口２０および真空出口３０を有する洗浄ヘッドユニット１０を装備している。洗浄ヘッドユニット１０は、対象物１００の洗浄すべき表面９９に密接して保持される。任意にロボットアームであるアーム８１は洗浄ヘッドユニット１０を保持する。アーム８１は、洗浄ヘッドユニット１０と対象物１００の洗浄すべき表面９９との間の空隙を制御するための機構である、垂直の要素８２に接続される。
【００６４】
図８ｂは、本発明の別の好ましい実施形態による、図８ａに関して記載したセットアップに類似した、洗浄すべき対象物１００が非接触プラットフォーム８４を使用して適所に保持されるセットアップを示す。非接触プラットフォーム８４は、加圧空気を供給し、かつプラットフォーム８４の上面と対象物１００の洗浄すべき表面９９との間に作られた空気クッションまたは空気軸受８５を維持するための入口８４ａと、空気クッション８５が真空で再ロードされる場合、任意に真空出口８４ｂとを有する（圧力真空（ＰＶ）空気クッション、本明細書に参考として組み込まれる高性能非接触支持プラットフォームという名称のＰＣＴ／ＩＬ０２／０１０４５（Ｙａｓｓｏｕｒら）、ＷＯ０３／０６０９６１として発行、を参照）。このセットアップでは、独立型の洗浄ヘッドユニット１０と対象物１００の洗浄すべき表面９９との間の間隙の制御は、空気クッション８５の間隙を調節することにより得ることができる。これは、圧力供給源８４ａ、または真空源８４ｂ、あるいは両方を調整することによって行うことができる。
【００６５】
図８ｃは、本発明の別の好ましい実施形態による、図８ａに関して記載したセットアップに類似した、洗浄すべき対象物１００がその裏面からプラットフォーム８３に接触して保持される別のセットアップを示す。この場合、洗浄ヘッドユニット１０ｃは、対象物１００の洗浄すべき表面９９と、洗浄ヘッドユニット１０ｃの両面に付けられた活性プレート８７の対向面との間に作られた空気クッションによって、両面から支持される。活性プレート８７は、例えば、本明細書に参考として組み込まれるＰＣＴ／ＩＬ０２／０１０４５記載の方法で、洗浄ヘッドユニット１０ｃの両面から、支持する空気クッション８８を生成する。これらのプレートのそれぞれは、加圧空気を供給し、かつ洗浄ヘッドユニット１０ｃの底面に対向する面と洗浄すべき対象物１００の前面９９との間に作られた空気クッション８８を維持するための入口８７ａと、空気クッション８８が真空で再ロードされる場合、任意に真空出口８７ｂとを有する（圧力真空（ＰＶ）空気クッション）。このセットアップでは、洗浄ヘッドユニット１０ｃと対象物１００の洗浄すべき表面９９との間の間隙の制御は、空気クッション８８の間隙を調節することにより得ることができる。これは、圧力供給源８７ａ、または真空源８７ｂ、あるいは両方を調整することによって行うことができる。このセットアップでは、洗浄ヘッドユニット１０ｃは、対象物１００の表面９９の上にその表面９９の後に作られた空気クッション８８の上に浮揚している。垂直方向に関して自由な浮揚状態を提供するために、洗浄ヘッドユニット１０ｃは、垂直方向に対して柔軟であるが横方向に対して堅いたわみ棒８６によって要素８２に接続される。図８ｄは、図８ｃで示すセットアップの洗浄ヘッドユニット１０ｃの底面図を示す。この底面図は、洗浄ヘッドユニット１０ｃの対向面１１ｃを示す。図１ｃと同様に、対向面１１ｃは高圧出口２１および真空吸引入口３１を含むが、洗浄ヘッドユニット１０ｃが浮揚することを可能にするために、２つの活性プレート８７が、洗浄ヘッドユニット１０ｃの両面で一体化される。本明細書に参考として組み込まれるＰＣＴ／ＩＬ０２／０１０４５記載の技術を用いてもよい、２つの活性プレート８７は、洗浄ヘッドユニット１０ｃを対称的に支持するための空気クッションを生成する。
【００６６】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、洗浄ヘッドユニットが乾式洗浄装置の非接触プラットフォームに一体化されるセットアップを設計することが便利である。一般性を制限することなく、一体型の洗浄ヘッドユニットを有するいくつかの一体型プラットフォームが図９ａ〜ｃに示される。図９ａ〜ｃは、洗浄すべき対象物が非接触プラットフォームの上に存在し、対象物とプラットフォームの間の相対運動が提供される、円形プラットフォームを示す。図９ａは、本発明の好ましい一実施形態による、一体型の洗浄ヘッドユニット１０を備えた活性表面９１を有する円形の非接触プラットフォーム９０を示す。そのようなセットアップは、シリコンウェハなどの円形の対象物を洗浄するのに好ましい。細長い洗浄ヘッドユニット１０は対向面１１を有し、洗浄ヘッドユニット１０の高圧通路の出口２１も示される。洗浄ヘッドユニット１０の対向面１１は、非接触プラットフォーム９０の表面９１に一体化される。
【００６７】
図９ｂは、本発明の別の好ましい実施形態による、（洗浄ヘッドユニット１０の）高圧通路の円形の出口２１を有する小さな移動する洗浄ヘッドユニット１０ａが活性表面９１を有する円形の非接触プラットフォーム９０に一体化される、円形の非接触プラットフォームを示す。洗浄ヘッドユニット１０ａは、非接触プラットフォーム９０の半径に関してはるかに小さなサイズのものである。洗浄ヘッドユニット１０ａの対向面１１は、非接触プラットフォーム９０の活性表面９１に含まれる。半径方向の走査運動を提供するために、洗浄ヘッドユニットは、洗浄プロセス中、放射状のスライダ９２に沿って移動される。この場合、洗浄すべき表面全体の被覆は、洗浄すべき対象物（図示せず）を同時に回すことにより完了される。
【００６８】
図９ｃは、本発明の別の好ましい実施形態による、１以上の洗浄ヘッドユニットが非接触プラットフォーム９０内に一体化され、各洗浄ヘッドユニットの対向面が非接触プラットフォーム９０の活性表面９１に組み込まれる、いくつかのオプションを示す。１つのオプションは、半径方向であるが異なる角度の配向で配置されたいくつかの洗浄ヘッドユニットセグメント１０ｆを使用することであり、各セグメントは環状のスライス面を洗浄し、すべてのセグメントはともに、洗浄すべき表面の完全な被覆を提供する。また、洗浄すべき表面全体の被覆も、洗浄すべき対象物（図示せず）を回すことにより完了されてもよい。別のオプションは、一体型セグメント１０ｆのそれぞれを、ほぼ直交する配向の２つのセグメント１０ｇに置き換えることにより（中央のスライス面のみを図示する）、２つのほぼ直交する方向に作用する除去力を適用することである。この場合、図７ｄに関して上述したように、洗浄プロセス効率が改善されてもよい。
【００６９】
図１０ａ〜ｈは、本発明の別の好ましい実施形態による、平坦面を洗浄することを意図する乾式洗浄システムに適用することができる任意のセットアップを示す。一般性を制限することなく、図１０ａ〜ｅは、半導体産業（円形ウェハ）で典型的な回転走査運動を使用するセットアップを示し、図１０ｆ〜ｈは、ＦＰＤ産業（広いフォーマットの基板）で典型的な線形走査運動を使用するセットアップを示す。
【００７０】
図１０ａは、本発明の好ましい一実施形態による、洗浄ヘッドユニット１０ａが、乾式洗浄システムのプラットフォーム９０ｃに接触して保持された洗浄すべき対象物の表面９９に対向する、前面洗浄のための円形の幾何学形状を有するセットアップを示す。洗浄ヘッドユニットは、図８ｃ〜ｄに記載したような洗浄ヘッドユニットを指示するための空気クッションを生成する、側面の非接触活性プレートを装備することができる。その場合、相対的な走査運動９４ｒを提供するために、プラットフォーム９９が回転しているか、あるいは洗浄ヘッドユニット１０ａが回転しているかの一方、またはその両方である。
【００７１】
図１０ｂは、本発明の別の好ましい実施形態による、独立型の洗浄ヘッドユニット１０ａが、乾式洗浄システムの非接触プラットフォーム９０によって支持された洗浄すべき対象物の表面９９に対向する、前面洗浄のための円形の幾何学形状を有するセットアップを示す。このセットアップ（およびさらに図１０ｃおよび１０ｄに関して）では、圧縮空気（ＰＡ）タイプの支持空気クッション、または二方向の方式で対象物を固定する圧縮真空（ＰＶ）タイプの（真空与圧）空気クッション（本明細書に参考として組み込まれるＰＣＴ／ＩＬ０２／０１０４５を参照）を使用するのが好ましい。このセットアップでは、相対的な走査運動９４ｒを提供するために、洗浄ヘッドユニット１０ａが回転しているか、あるいは洗浄すべき対象物１００が回転しているかの一方、またはその両方である。円形の対象物１００に対する回転運動は、円形の対象物１００（シリコンウェハなど）の縁部に付けられた駆動輪９５などの回動機構により得ることができる。代替として使用されてもよい他の回転駆動機構は、対象物を固定する回転円周リング、または対象物をその裏面から固定する他の何らかの接触機構を含む。別のオプションは、対象物を回転させるために回転する剪断力を課した完全に非接触の流体機構を適用することである。本発明の範囲内にある他の機構も使用されてもよい。
【００７２】
図１０ｃは、本発明の別の好ましい実施形態による、洗浄ヘッドユニット１０が乾式洗浄システムの非接触プラットフォーム９０に一体化された、裏面洗浄のための円形の幾何学形状を有するセットアップを示す。一体型の洗浄ヘッドユニット１０は、乾式洗浄システムの非接触プラットフォーム９０で支持される、洗浄すべき対象物１００の裏面９９に対向する。このセットアップでは、相対的な走査運動９４ｒを提供するために、洗浄すべき対象物１００のみが回転している。やはり、円形の対象物１００に対する回転運動は、円形の対象物１００（シリコンウェハなど）の縁部に付けられた駆動輪９５などの回動機構により得ることができる。他の回転駆動機構は図１０ｂに関して検討された。
【００７３】
図１０ｄは、本発明の別の好ましい実施形態による、円形の対象物の前面および裏面の両方を洗浄するための円形の幾何学形状を有するセットアップを示す。このセットアップは、対象物１００の前面９９ｆを洗浄するための洗浄ヘッドユニット１０ａと、乾式洗浄システムのプラットフォーム９０に一体化された、対象物１００の裏面９９ｂを洗浄するための対向する一体型洗浄ヘッドユニット１０の両方を含む。洗浄すべき対象物１００は、乾式洗浄システムの非接触プラットフォーム９０によって支持される。このセットアップでは、相対的な走査運動９４ｒを提供するために、洗浄すべき対象物１９９のみが回転している。やはり、円形の対象物１００に対する回転運動は、円形の対象物１００（シリコンウェハなど）の縁部に付けられた駆動輪９５などの回動機構により得ることができる。他の回転駆動機構は図１０ｂに関して記載された。
【００７４】
図１０ｅは、本発明の別の好ましい実施形態による、円形の対象物１００の前面９９ｆおよび裏面９９ｂの両方を洗浄するための円形の幾何学形状を有するセットアップを示す。このセットアップは、乾式洗浄システムの二重側面の非接触プラットフォーム（鏡面対称のプラットフォームである）の２枚の対向するプレート９０に一体化された、２つの対向する一体型洗浄ヘッドユニット１０を含む。洗浄すべき対象物１００は、乾式洗浄システムの二重側面の非接触プラットフォームによって支持される。この場合、二重側面のＰＰタイプ（圧力与圧）空気クッション、または二重側面の真空与圧されたＰＶ−ＰＶタイプの空気クッション（本明細書に参考として組み込まれるＰＣＴ／ＩＬ０２／０１０４５を参照）を使用するのが好ましい。これらの二重側面の支持空気クッションは、高性能洗浄のための本質的に安定した非接触プラットフォームを提供する。このセットアップでは、相対的な走査運動９４ｒを提供するために、洗浄すべき対象物１００のみが回転している。やはり、円形の対象物１００に対する回転運動は、円形の対象物１００（シリコンウェハなど）の縁部に付けられた駆動輪９５などの回動機構により得ることができる。他の回転駆動機構は図１０ｂに関して記載された。
【００７５】
一般性を制限することなく、図１０ｆ〜ｊは、ＦＰＤ産業（広いフォーマットの薄型基板）に好適な線形走査運動を使用するセットアップを示す。ここで非接触プラットフォームが使用される。図１０ｆは、本発明の別の好ましい実施形態による、細長い洗浄ヘッドユニット１０ａが、乾式洗浄システムの非接触プラットフォーム９０によって支持される洗浄すべき対象物１００の前面９９に対向する、ＦＰＤなどの矩形の薄型基板の前面を洗浄するための矩形の幾何学形状を有するセットアップを示す。洗浄ヘッドユニット１０ａは、いくつかのセクター１０ｓに分割されてもよい。この場合は、ほとんどの詳細において図１０ｂ記載したセットアップに類似しているが、ここでは線形運動が提供される。このセットアップ（およびさらに図１０ｇ〜１０ｊに関して）では、支持するＰＡタイプ空気クッション、または二方向の方式で対象物を固定するＰＶタイプ（真空与圧）空気クッション（本明細書に参考として組み込まれるＰＣＴ／ＩＬ０２／０１０４５を参照）を使用することが提案される。このセットアップでは、相対的な走査運動９４ｃを提供するために、洗浄ヘッドユニット１０ａが線形的に移動されるか、あるいは洗浄すべき対象物１００が線形運動で移動されるかの一方である。対象物１００に対する線形運動は、様々なタイプの線形運動システムおよび保持装置を使用することにより得ることができる。別のオプションは、線形的に対象物を駆動するために剪断力を課した完全に非接触の流体機構を適用することである。
【００７６】
図１０ｇは、本発明の別の好ましい実施形態による、細長い一体型の洗浄ヘッドユニット１０が、乾式洗浄システムの非接触プラットフォーム９０に一体化された、ＦＰＤなどの矩形の基板の背面を洗浄するための矩形の幾何学形状を有するセットアップを示す。一体型の洗浄ヘッドユニット１０は、乾式洗浄システムの非接触の矩形のプラットフォーム９０に支持されている、洗浄すべき対象物１００の裏面９９に対向している。この場合は、ほとんどの詳細において図１０ｃ記載したセットアップに類似しているが、ここでは線形運動が提供される。他の関連する詳細は、図１０ｆ記載したセットアップに類似する。
【００７７】
図１０ｈは、本発明の別の好ましい実施形態による、ＦＰＤなどの薄い矩形の対象物１００の前面９９ｆおよび裏面（図示せず）の両方を洗浄するための、矩形の幾何学形状を有するセットアップを示す。このセットアップは、対象物１００の前面９９を洗浄するための洗浄ヘッドユニット１０ａと、乾式洗浄システムの非接触プラットフォーム９０に一体化された、対象物１００の裏面を洗浄するための洗浄ヘッドユニット１０の両方を含む。洗浄すべき対象物１００は、乾式洗浄システムの非接触の矩形プラットフォーム９０によって支持される。この場合は、ほとんどの詳細において図１０ｄ記載したセットアップに類似しているが、ここでは線形運動が提供される。他の関連する詳細は、図１０ｆおよび１０ｇ記載したセットアップに類似する。
【００７８】
図１０ｉは、本発明の別の好ましい実施形態による、ＦＰＤの幅に対してはるかに短い洗浄ヘッドユニット１０ａが提供される、ＦＰＤなどの矩形の基板の前面を洗浄するための矩形の幾何学形状を有するセットアップを示す。このセットアップでは、洗浄プロセスは、長手方向のスライス面上で連続的に行なわれる。洗浄すべき対象物１００は前後に移動され（９４ｄ）、洗浄ヘッドユニットは、２つの対向する移動の間の所定の時間フレーム内で、新たな横方向位置に横方向に移動される（９５ａ）。そのようなセットアップは、洗浄システムの質量流量を大幅に低減することができる。他の関連する詳細は、図１０ｆに記載したセットアップに類似する。
【００７９】
図１０ｊは、本発明の別の好ましい実施形態による、２つの細長い洗浄ヘッドユニット１０ａおよび１０ｂが提供される、ＦＰＤなどの矩形の基板の前面を洗浄するための矩形の幾何学形状を有するセットアップを示す。このセットアップでは、洗浄プロセスは平行な方式で行われ、洗浄プロセスは、基板長さの半分だけ長手方向に移動（９４ｃ）させることによって完了する。そのようなセットアップは、洗浄システムの大幅に小さなフットプリント（２５％程度まで）を提供する。洗浄システムのフットプリントの同様の減少を得るための別の代替形態は、１つのみの移動する洗浄ヘッドユニット１０ｂを使用することによるもので、同時に、基板は前方９４ｃに基板長さの半分移動され、洗浄ヘッドユニット１０ｂは後方９５ｂに半分移動される。他の関連する詳細は、図１０ｆに記載したセットアップに類似する。同様の効果は、細長い洗浄ヘッドユニットを、次々に動作されるいくつかのセクター（図１０ｆのセクター１０ｓを参照）に横方向に分割することによって得ることができる。そのような構成では、洗浄プロセスに可動要素が関与せず、したがって滴下による汚染のリスクが低減される。
【００８０】
一般性を制限することなく、図１０ｋ〜ｎは、接触プラットフォームが使用されるＦＰＤ産業（広いフォーマットの薄型基板）にとって特に魅力的な、線形の走査運動を使用するセットアップを示す。図１０ｋは、本発明の好ましい一実施形態による、対象物１００の表面９９の前面を洗浄するための矩形の幾何学形状を有するセットアップを示す。対象物１００は、（任意に真空手段によって）可動テーブルに接触して保持され、走査運動は、洗浄すべき対象物１００を運搬するテーブルの前進運動９４ｃである。他の関連する詳細は、図１０ｆ記載したセットアップに類似する。
【００８１】
図１０ｌは、本発明の別の好ましい実施形態による、対象物１００の表面９９の前面を洗浄するための矩形の幾何学形状を有するセットアップを示す。対象物１００は、標準的なホイールコンベヤ９６によって洗浄領域内を通過する前および後に任意に搬送される。それに加えて、駆動シリンダ９７が提供され、これは洗浄ヘッドユニット１０に対向し、対象物１００は中間で線形的に移動している。シリンダ９７は、回転速度９７ａに関して対象物１００を前方９４ｃに移動させる。シリンダ回転速度９７ａは、ホイールコンベヤ９６の運動と同期される。図１０ｍは、本発明の別の好ましい実施形態による、前面を洗浄するための矩形の幾何学形状を有するセットアップを示す。このセットアップは、図１０ｉ記載したセットアップに類似しているが、駆動シリンダを有する代わりに、洗浄領域は、洗浄ヘッドユニット１０に対向する非接触プラットフォーム９０によって支持され、対象物１００は中間で線形的に移動している。図１０ｎは、本発明の別の好ましい実施形態による、二重側面洗浄のための矩形の幾何学形状を有するセットアップを示す。このセットアップは、図１０ｌ記載したセットアップに類似しているが、駆動シリンダを有する代わりに、２つの対向する洗浄ヘッドユニット１０（対象物１００の前面を洗浄する）および１０ａ（対象物１００の裏面を洗浄する）が提供され、対象物１００は中間で線形的に移動している。
洗浄すべき表面に関する洗浄ヘッドの配向は変化してもよい。本発明の装置は、水平に、垂直に、実際には所望のいずれかの配向で動作することができる。
【００８２】
次に、本発明の好ましい一実施形態による、乾式洗浄システム４００を示す図１１を参照する。乾式洗浄システム４００は、コンパクトな方式で異なる構成要素およびサブシステムを設けるのに十分大きな内容積を有する基部２００を有する。基部２００の上で、乾式洗浄システム４００はＰＶタイプの非接触支持プラットフォーム２１０を有する。非接触支持プラットフォーム２１０は、駆動装置２２０によって駆動された方向２２５に回転する。洗浄プロセス中、プラットフォーム２１０は、基板２００および洗浄ヘッドユニット１１０に関して相対的な回転運動をしている。プラットフォーム２１０は、その体重の平衡を保つ機械的手段または空気力学的手段によって支持されてもよい。洗浄すべき対象物１００は、３つの縁部要素２１２によって横方向に固定される。要素２１２は、非接触プラットフォーム２１０の重心軸２１９に関して対象物１００の中心位置決めも提供する。要素２１２は、対象物１００を取り付け、また取り外すためのランディングピンとしても役立つ。洗浄すべき対象物１９９は、非接触プラットフォーム２１０によって提供されるＰＶ空気クッションによる接触なしに、垂直に支持される。非接触プラットフォーム２１０の対向面と洗浄すべき対象物１００の裏面表面との間の距離を感知して、支持空気クッションの間隙の閉ループ制御を可能にするために、近接センサ２１３が非接触プラットフォーム２１０に取り付けられる。発熱体２４０および温度センサ２４１はプラットフォーム２１０に一体化される。
【００８３】
本発明の好ましい一実施形態による乾式洗浄システム４００の洗浄ヘッドユニット１１０は、支持機構１１５に堅く接続された対象物１００の洗浄すべき表面９９の上に密接して置かれる。支持機構１１５は、洗浄ヘッドユニット１１０の対向面と洗浄すべき対象物１００の表面９９との間の距離を調節することができる。この距離の制御を提供するために、近接センサ１１１が洗浄ヘッドユニット１１０に取り付けられる。それに加えて、支持機構１１５は回転して、対象物１００を横方向に中央位置に動かし、これを垂直方向に下へ移動させて、ランディング要素２１２上に置くことによって、またその逆を行うことによって、対象物１００の自由な取り付けおよび取り外しを可能にすることができる。
【００８４】
加圧ガス（空気など）は、圧力制御弁１２１およびサブミクロンのフィルタ１２２を有する圧力パイプライン１２０によって、洗浄ヘッドユニット１１０に供給される。汚染のリスクを低減するために、バルブ１２１の後にフィルタ１２２が搭載されることが好ましい。同様に、真空制御弁１３１を有する真空パイプライン１３０によって、洗浄ヘッドユニット１１０に真空が供給される。加圧空気と真空の両方は、基部２００および支持機構１１５を介して洗浄ヘッドユニット１１０に供給される。圧力センサ１１２および真空センサ１１３は洗浄ヘッドユニット１１０に一体化される。加圧空気は、高周波の周期変動を供給するためのユニット１１６によって操作することができる。これは、音響装置（電気機械的装置）または圧電装置によって行うことができる。それに加えて、ユーティリィティユニット１２５は、パイプライン１３０への入口でこれに流体的に接続することができる。ユーティリィティユニット１２５は、発熱体１２３およびイオン化装置１２４を含んでもよい。
【００８５】
加圧ガス（空気など）は、圧力制御弁２２１およびサブミクロンのフィルタ２２２を有する圧力パイプライン２２０によって、ＰＶタイプの非接触プラットフォーム２１０に供給される。汚染のリスクを低減するために、バルブ２２１の後にフィルタ２２２が搭載されることが好ましい。同様に、真空制御弁２３１を有する真空パイプライン２３０によって、ＰＶタイプ（真空が再ロードされる）のプラットフォーム２１０に真空が供給される。加圧空気と真空の両方は、基部２００を介してＰＶタイプの非接触プラットフォーム２１０に供給される。圧力センサ２１４および真空センサ２１５はＰＶタイプの非接触プラットフォーム２１０に一体化される。
【００８６】
乾式洗浄システムの中央制御装置３００は、接続３１０によって乾式洗浄システム４００の洗浄プロセスと、接続３２０、３３０によって外部供給パイプとを制御して、洗浄プロセスを制御するように必要なすべての情報を提供するように設計される。これは、モニタリングと通信のための外部機器とコンピュータ３５０への接続も含む。
【００８７】
中央制御装置は外部ユニットであることができ、あるいは基部２００の内部に設置されてもよい。したがって、バルブ１２１および１３１ならびにバルブ２２１および２３１は、基部２００の内部で組み立てることができる。それに加えて、汚染粒子の横方向位置を提供する（特にポイントツーポイント洗浄プロセスが適用される場合）、および／または洗浄システムの前工程および後工程解析を提供するために、光学走査装置４５０が洗浄システム４００に組み込まれてもよい。
【００８８】
本発明の好ましい一実施形態によれば、ＰＡタイプの非接触プラットフォームは洗浄すべき対象物を支持するために適用される。図１２ａは、堅いアセンブリ５１０および一体型の圧力マニホルド５２１を有する典型的なＰＡタイプの非接触プラットフォーム５００の断面図を示す。圧力マニホルド５２１には、ポンプ（図示せず）に接続された圧力ライン５２０を介して加圧ガス（空気など）が供給される。ＰＡタイプの空気クッション１１１は洗浄すべき対象物１００を支持し、加圧空気は、アセンブリ５１０の上面５１１に出口を有する流体戻しばねとして機能する流量絞り弁（ＳＡＳＯノズルなど）をそれぞれ装備した、複数の圧力導管５２２を介して、ＰＡタイプの空気クッション１１１に導入される。ＰＡタイプの空気クッション１１１は、洗浄すべき対象物１００の底面とアセンブリ５１０の上面５１１の間で生成され、２つの表面の間の距離は、ＰＡタイプの空気クッション１１１の間隙□である。アセンブリ５１０が、構造５１０の上面５１１で出口を有する雰囲気導管５３２への複数の排気を有するので、ＰＡタイプの空気クッション１１１は、局所的に平衡する性質のものである。
【００８９】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、非接触プラットフォームが完全に覆われる場合に洗浄すべき対象物に接触することなくこれを固定するために、ＰＡタイプ（真空が再ロードされる）の非接触プラットフォームが適用される。図１２ｂは、堅いアセンブリ５１０、一体型の圧力マニホルド５２１、および一体型の真空マニホルド５３１を有する、典型的なＰＡタイプの非接触プラットフォーム５０１の断面図を示す。圧力マニホルド５２１には、ポンプ（図示せず）に接続された圧力コネクタ５２０を介して加圧ガス（空気など）が供給される。真空マニホルド５３１は、真空コネクタ５３０を介して真空ポンプ（図示せず）に接続される。ＰＡタイプの空気クッション１１１は接触なしに洗浄すべき対象物１００を固定し、加圧空気は、アセンブリ５１０の上面５１１に出口を有する流体戻しばねとして機能する流量絞り弁（ＳＡＳＯノズルなど）をそれぞれ装備した、複数の圧力導管５２２を介して、ＰＡタイプの空気クッション１１１に導入される。アセンブリ５１０が、構造５１０の上面５１１で出口を有する複数の真空吸引導管５３２を有するので、ＰＡタイプの空気クッション１１１は、局所的に平衡する性質のものである。ＰＡタイプの空気クッション１１１は、洗浄すべき対象物１００の底面とアセンブリ５１０の上面５１１の間で生成され、２つの表面の間の距離は、ＰＡタイプの空気クッション１１１の間隙□である。図１２ｂに見られるように、表面５１１での圧力導管５２２のすべての出口および表面５１１での真空導管５３２のすべての出口は、ＰＡタイプの空気クッションによって、表面５１１からの距離□で接触なしに固定された対象物１００によって覆われる。
【００９０】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、非接触プラットフォームが完全に覆われない場合に洗浄すべき対象物に接触することなくこれを固定するために、ＰＡタイプの非接触プラットフォームが適用される。図１２ｃは、ほとんどの詳細が図１２ｂに類似している、典型的なＰＶタイプの非接触プラットフォーム５０２の断面図を示す。しかしながら、表面５１１での圧力導管５２２のすべての出口および表面５１１での真空導管５３２のすべての出口が、（図１２ｃのプラットフォーム５０２の左側に示すように）対象物１００で覆われているわけではない。圧力マニホルドは、圧力導管５２２のそれぞれに設けられた流量絞り弁によって保護される。これらの流量絞り弁は流体質量を制限し、したがって、圧力マニホルドの圧力レベルが維持される。真空マニホルド５３１において同様の方法で真空レベルを保護するために、複数の真空吸引導管５３２ａはそれぞれ流量絞り弁を装備している。本発明の別の好ましい実施形態によれば、洗浄すべき対象物を固定するために、二重側面を有するＰＰタイプ（圧力が再ロードされる）の非接触プラットフォームが適用される。図１２ｄは、ほとんどの詳細が図１２ａに類似している、典型的なＰＰ（圧力−圧力）タイプの非接触プラットフォーム５０３の断面図を示す。プラットフォーム５０３は二重側面プラットフォームであり、洗浄すべき対象物１００は、その両側からの接触なしに、□１（下側の空気クッション）および□２（上側の空気クッション）の間隙を有する２つの対向するＰＡ空気クッションによって固定される（２つの対向するＰＶタイプの空気クッションを使用することも可能であり、その場合ＰＶＰＶタイプの空気クッションが画定される）。二重側面のＰＰタイププラットフォームは、鏡面対称で組み立てられた一体型の圧力マニホルド（５２１、５２１ａ）と加圧空気を供給するためのコネクタ（５２０、５２０ａ）とをそれぞれ有する、２つの対向する堅いアセンブリ５１０および５１０ａを有する。
【００９１】
本明細書記載された実施形態および添付図面の説明は、本発明の範囲を限定することなく、本発明をよりよく理解することのみを目的としたものであることが明らかであろう。
さらに、当業者であれば、本明細書を読んだ後で、添付図面および本明細書記載された実施形態の修正または変更であるが依然として本発明の範囲内にある修正または変更を実行できることが明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１ａ−ｂ】図１ａは、本発明の好ましい一実施形態による、平坦な活性表面を有する細長い洗浄ヘッドユニットの全体的な等角投影図である。    図１ｂは、本発明の別の好ましい実施形態による、平坦な活性表面を有する環状の洗浄ヘッドユニットの全体的な等角投影図である。
【図１ｃ】洗浄すべき表面に隣接する対称な構造を有する、図１ａに示す洗浄ヘッドユニットの断面図である。
【図１ｄ−ｅ】図１ｄは、輪郭を削った喉部を備える図１ｃに示す洗浄ヘッドユニットの喉部の拡大図である。    図１ｅは、尖った喉部を備える図１ｃに示す洗浄ヘッドユニットの喉部の拡大図である。
【図１ｆ−ｈ】尖った喉部を備える図１ｃに示す洗浄ヘッドユニットの様々な喉部の設計オプションの拡大部分断面図である。
【図２ａ−ｂ】図２ａは、本発明の別の好ましい実施形態による、アーチ状の活性表面を有する洗浄ヘッドユニットの側面図である。    図２ｂは、本発明の別の好ましい実施形態による、曲がった活性表面を有する洗浄ヘッドユニットの底面図である。
【図３ａ−ｃ】図３ａは、本発明の別の好ましい実施形態による、喉部に近接した圧力通路の幅「ａ」が、半径方向に加速された流れが生成される喉部の幅「□」よりも大きい、図１ｅに示す、尖った喉部の近接断面図である。    図３ｂは、本発明の別の好ましい実施形態による、喉部に近接した圧力通路の幅「ａ」が、流れの分離区域が生成される喉部の幅「□」に類似の大きさである、図１ｅに示す、尖った喉部の近接断面図である。    図３ｃは、本発明の別の好ましい実施形態による、喉部に近接した圧力通路の幅「ａ」が、衝撃波が生成される喉部の幅「□」よりも小さい、図１ｅに示す、尖った喉部の近接断面図である。
【図４ａ−ｂ】図４ａは、除去力を受けている円形の粒子の近接断面図である。    図４ｂは、除去力を受けている非規則的な形状の粒子の近接断面図である。
【図５ａ−ｂ】図５ａは、粒子の典型的な寸法が境界層の厚さよりも大きいところでの粒子と境界層の間の相互作用の断面図である。    図５ｂは、粒子の典型的な寸法が境界層の厚さよりも小さいところでの粒子と境界層の間の相互作用の断面図である。
【図６ａ−ｂ】図６ａは、洗浄すべき表面に隣接した、動いている動作中の洗浄ヘッドユニットの断面図である。    図６ｂは、外に向かう流れの方向と平行な横方向に対する除去力特性の概略図である。
【図７ａ−ｄ】図７ａ−ｃは、本発明の好ましい一実施形態による、洗浄領域をカバーするための任意の走査モードの図である。    図７ｄは、細長い汚染粒子に対して除去力を適用する二方向アプローチの図である。
【図８ａ−ｄ】図８ａは、本発明の好ましい一実施形態による、接触プラットフォームを有する洗浄装置および洗浄ヘッドユニットのセットアップの図である。    図８ｂは、本発明の別の好ましい実施形態による、非接触プラットフォームを有する洗浄装置および洗浄ヘッドユニットのセットアップの図である。    図８ｃは、本発明の別の好ましい実施形態による、洗浄ヘッドユニットが洗浄すべき基板の上に浮揚している、非接触プラットフォームを有する洗浄装置のセットアップの図である。    図８ｄは、図８ｃに示すセットアップの洗浄ヘッドユニットの底面図である。
【図９ａ−ｃ】図９ａは、本発明の好ましい一実施形態による、細長い洗浄ヘッドユニットがプラットフォームに一体化された、非接触の円形プラットフォームの全体的な平面図である。    図９ｂは、本発明の別の好ましい実施形態による、小さな可動の洗浄ヘッドユニットがプラットフォームに一体化された、非接触の円形プラットフォームの全体的な平面図である。    図９ｃは、本発明の別の好ましい実施形態による、２つ以上の洗浄ヘッドユニットが組み込まれた洗浄装置のいくつかの任意のセットアップの図である。
【図１０ａ−ｅ】本発明のいくつかの好ましい実施形態による、様々な円形プラットフォームが使用されている、回転洗浄運動を示す洗浄装置のセットアップの図である。
【図１０ｆ−ｊ】本発明の別のいくつかの好ましい実施形態による、様々な非接触プラットフォームが使用されている、線形の洗浄運動を示す洗浄装置のセットアップの図である。
【図１０ｋ−ｎ】本発明の好ましい実施形態による、様々な接触プラットフォームが使用されている、線形の洗浄運動を示す洗浄装置のセットアップの図である。
【図１１】本発明のいくつかの好ましい実施形態による、周辺の補助装置を備えた洗浄システムの図である。
【図１２ａ−ｄ】本発明の好ましい実施形態による、流体戻しばね流量絞り弁に基づく任意の非接触プラットフォームの図である。
【符号の説明】
【００９３】
１０  洗浄ヘッドユニット  １１  対向面
１２  リップ              ２１  圧力出口
２２  高圧通路            ３１  真空出口
３２  真空通路            ９９  表面  １００  対象物 
【図１ａ−ｂ】
2007514528.tif 000003
【図１ｃ】
2007514528.tif 000004
【図１ｄ−ｅ】
2007514528.tif 000005
【図１ｆ−ｈ】
2007514528.tif 000006
【図２ａ−ｂ】
2007514528.tif 000007
【図３ａ−ｃ】
2007514528.tif 000008
【図４ａ−ｂ】
2007514528.tif 000009
【図５ａ−ｂ】
2007514528.tif 000010
【図６ａ−ｂ】
2007514528.tif 000011
【図７ａ−ｄ】
2007514528.tif 000012
【図８ａ−ｄ】
2007514528.tif 000013
【図９ａ−ｃ】
2007514528.tif 000014
【図１０ａ−ｅ】
2007514528.tif 000015
【図１０ｆ−ｊ】
2007514528.tif 000016
【図１０ｋ−ｎ】
2007514528.tif 000017
【図１１】
2007514528.tif 000018
【図１２ａ−ｄ】
2007514528.tif 000019
【国際調査報告】
2007514528.tif 000020
2007514528.tif 000021