(57)【要約】【解決手段】        洗浄装置を提供する。洗浄装置は、ベースから延びる側壁によって形成されたタンクを含む。対向する側壁の上部分に形成された複数の流体出口は、上部分の長さと上部分の深さにわたって延びる配列として配置される。複数の流体出口は、水平流体流れをタンクの内部に提供するように構成される。水平流体流れは、一番上の流れがタンクの内側中間領域まで進み、各々の引き続く下方の流れが、その引き続く下方の流れが出る側壁により近く進むように配置され、水平整列流体流れの各々の方向は、タンクの底に向かう垂直整列流体流れに層流的に変えられる。支持体群が、タンクの下部分に配置される。再循環ポンプが、タンクのベースより下に配置される。基板洗浄方法も提供する。【選択図】          図１
2013510713.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースから延びる側壁によって形成されるタンクと、
ベースに隣接して配置されたタンクからの流体出口と、
対向する側壁の上部分に形成された複数の流体ポートとを含み、
複数の流体ポートは、上部分の長さと上部分の深さにわたって延びる配列として配置され、複数の流体ポートは、タンクの内部に水平流体流れを提供するように構成され、水平流体流れは、一番上の流れがタンクの中間領域まで進み、各々の引き続く下方の流れが、該引き続く下方の流れが出る側壁により近く進むように配置される、洗浄装置。
【請求項２】
タンクの下部分に配置された支持体群を更に含み、該支持体群は、複数の垂直方向に向けたディスクを支持し且つ回転させるように構成されている、請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項３】
タンクのベースより下方に配置されたポンプを更に含み、該ポンプは、タンクの底から側壁を通して流体ポートまで流体を再循環させるように構成されている、請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項４】
複数のディスクの回転は、流体流れによって駆動される請求項２に記載の装置。
【請求項５】
水平流体流れは、タンクに流入するとき第１方向に流れ、タンクから流出するとき第２方向に流れる、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
第１方向は、第２方向と約９０度異なる、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
支持体群は、
複数の軸支持体を貫いて延びる軸と、
軸支持体の上に配置された複数のローラと、を含み、
複数のローラは、軸の回転によって駆動される、請求項２に記載の装置。
【請求項８】
支持体群は、軸の各端に堅く固定されたインペラを更に含み、該インペラは流体流れによって駆動される羽根を有する、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
対向する側壁は、互に貼り付けられた複数の壁部分からなる、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
壁部分の１つが、内部に埋め込まれたヒータを有し、壁部分の他の１つが、タンクの流体に音響エネルギーを供給するように構成されたトランスデューサを有する、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
洗浄チャンバであって、
ベースの表面から延びる側壁を持つベースと、
対向する側壁の上部分に沿って形成された複数の列の流体ポートと、を含み、
流体出口の列の各々は、列の一番上の流体流れが、チャンバのベースに向かって方向を変える前にチャンバの中間領域まで延び、列の各々の引き続く下方の流体流れが、チャンバのベースに向かって方向を変える前に、それ程でなくチャンバ内へ延びる、洗浄チャンバ。
【請求項１２】
チャンバの下部分に配置された支持体群を更に含む請求項１２に記載の洗浄チャンバ。
【請求項１３】
ベースより下に配置されたポンプを更に含み、該ポンプは、チャンバの下部分からチャンバの上部分まで側壁を通して流体を再循環させるように構成されている、請求項１２に記載の洗浄チャンバ。
【請求項１４】
ベースは、フィルタの上に配置された拡散板を含む、請求項１２に記載のチャンバ。
【請求項１５】
ポンプは、少なくとも１組のピストンポンプであり、該１組のピストンポンプの各ピストンポンプは、該１組のピストンポンプの各ピストンに連結されたラックを持つシリンダハウジングを有する、請求項９に記載のチャンバ。
【請求項１６】
１組のピストンポンプの各ラックは、ギアを介して連結されている、請求項１５に記載のチャンバ。
【請求項１７】
ベースは、ポンプによる流体の再循環を可能にする複数の逆止弁を含み、複数の逆止弁は、外部ポンプによるタンクの充填及び排液を可能にする、請求項１３に記載のチャンバ。
【請求項１８】
側壁の１つは、第１部分に埋め込まれたヒータと、タンクの流体に音響エネルギーを供給するように構成され第２部分に埋め込まれたトランスデューサとを有する、請求項９に記載のチャンバ。
【請求項１９】
垂直配向された複数の基板をタンクの下側部分に配置し、
流体をタンクに流し、
流体をタンクに再循環させること、を含み、
再循環は、
複数の水平整列流体流れとしてタンクの頂部に流体を流すことを含み、水平整列流体流れの一番上の流体流れが、タンクの中間領域まで移動し、水平整列流体流れの各々の引き続く下方の流れが、逐次減少した距離タンク内へ移動し、
水平整列流体流れの各々の方向を、タンクの底に向かう垂直整列流体流れに層流的に変化させる工程を更に含み、該層流的変化は、垂直に向けた基板より上の、タンクを横切る異なる半径方向個所で、垂直整列流体流れの各々について起こる、基板洗浄方法。
【請求項２０】
流体を再循環させながら基板を回転させることを更に含み、該回転は流体流れによって達成される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
回転させることは、垂直に向けた基板を載せたローラに連結された軸を駆動するインペラを回転させることを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
タンクの流体に音響エネルギーを付与することを更に含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
音響エネルギーは、垂直に向けた基板より上で流体流れに付与される、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
タンクの側壁を介してタンクの流体を加熱し、垂直に向けた基板より下で液体を濾過すること、を更に含む請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
半導体及び磁気記録媒体の製造のための多くのプロセスは、プロセスが始まる前に、極めて清浄な被加工物を必要とする。加工前に被加工物に付着し又は形成する粒状物又は汚染物は、最終的に被加工物に欠陥を引き起こすことがある。被加工物が、加工すべきディスクである場合、そのような粒状物又は汚染物は、加工作業により被加工物に付着した材料である。また、これらの粒状物又は汚染物は、汚染物及び／又は被加工物の帯電電位のために、取り除きにくい場合がある。これらの欠陥のいかなるものも、情報を記憶する磁性層の有効性を低下させるだけでなく、典型的には１乃至２ｎｍの浮上高さでプラテン上を浮上している読み書きヘッドのクラッシュを引き起こす可能性もある。どんなナノスケールの凹凸も、回避するのに乗り越えられない山に等しい。
【０００２】
洗浄プロセスは、粒状物又は汚染物のほぼ全てを、磁気記録媒体又は半導体の被加工物の加工のような加工作業の前後で被加工物から除去するものである。かくして、清浄な被加工物は、そのような粒状物又は汚染物のほぼ全てが、加工作業の前後で除去された被加工物である。
【０００３】
従って、問題を提起し且つ加工前後でそのような粒状物又は汚染物のほぼ全ての除去を必要とする被加工物のような、被加工物の洗浄技術を改良する必要がある。更に、洗浄のための資本設備のコストを減少させるように、且つ、下流の加工作業中追加のプロセス負担を軽減する清浄な基板を提供するように、これらの改良された技術によって被加工物の洗浄を迅速に行わせなければならない。
【０００４】
本発明の実施形態が生じるのは、この背景の範囲内である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
概略的に言うと、本発明の実施形態は、被加工物、特にディスクドライブ産業用の基板を効率的に洗浄するように構成された装置及び方法を提供することによって、これらの要求を満たす。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態では、洗浄装置を提供する。洗浄装置は、ベースから延びる側壁によって形成されたタンクを含む。対向する側壁の上部分に形成された複数の流体入口が設けられている。複数の流体ポートが、上部分の長さと上部分の深さにわたって延びる配列として配置される。複数の流体ポートは、水平流体流れをタンクの内部に提供するように構成される。水平流体流れは、一番上の流れがタンクの内側中間領域まで進み、各々の引き続く下方の流れが、その引き続く下方の流れが出る側壁により近く進むように配置される。支持体群が、タンクの下部分に配置される。支持体群は、垂直向きで複数の基板を支持し且つ回転させるように構成される。ポンプが、タンクのベースより下に配置される。ポンプは、タンクの底から側壁を通して流体ポートに流体を再循環させるように構成されている。
【０００７】
別の実施形態では、基板洗浄方法を提供する。方法は、垂直に向けた複数の基板をタンクの下部分に配置することで、及び、流体をタンクに流すことで開始する。流体は、タンク内で再循環される。再循環させることは、流体を複数の水平整列流体流れとしてタンクの頂部分に流すことを含み、水平整列流体流れの一番上の流体流れが、タンクの中間領域まで移動し、水平整列流体流れの各々の引き続く下方の流れが、逐次減少した距離タンク内へ移動する。水平整列流体流れの各々の方向は、タンクの底に向かう垂直整列流体流れに層流的に変えられる。層流変化は、水平整列流体流れの各々について、垂直に向けた基板より上の、タンクを横切る異なる半径方向個所で起こる。流体を再循環させながら基板を回転させる。
【０００８】
本発明の他の態様及び利点は、添付図面と関連して、本発明の原理を例示として示す以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【０００９】
添付図面と関連して以下の説明を参照することによって、本発明を、本発明の更なる利点と共に、最もよく理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態による、流体分配ネットワークを使用する基板洗浄システムの概要を示す簡略概略図である。
【図２】本発明の一実施形態による層流タンクの部品の断面図を示す簡略概略図である。
【図３】本発明の一実施形態による層流タンクの側壁内のノズルの正面図を示す簡略概略図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態による、渦キラー、リップ排気、又はオーバースプレー機能のためのタンクの側壁に組み込むことができる垂直分配板及び水平分配板の垂直チャンネル及び水平チャンネルの配列の例示図である。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態による、渦キラー、リップ排気、又はオーバースプレー機能のためのタンクの側壁に組み込むことができる垂直分配板及び水平分配板の垂直チャンネル及び水平チャンネルの配列の例示図である。
【図５】本発明の一実施形態による層流タンク内の基板の支持構造体を示す概略図である。
【図６】本発明の一実施の形態による、支持構造体のローラ組立体及び基板を示す概略図である。
【図７Ａ】本発明の一実施形態による層流タンクのための循環を提供するピストンポンプの断面図を示す簡略概略図である。
【図７Ｂ】本発明の一実施形態による層流タンクのためのクワッドピストンポンプ構成の底面図を示す簡略概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下で説明する実施形態は、被加工物を洗浄するための装置に関する。一実施形態では、装置は、磁気ディスク基板を洗浄するのに使用されるのがよい。実施形態は、いかなる半導体回路装置、フラットパネルディスプレイ、又は他の基板をも、本明細書に記載した実施形態によって洗浄のために支持することができるという点において、磁気ディスク基板の洗浄に限定されないことを理解すべきである。本明細書で使用される用語である被加工物、ウエハ、及びディスクは、加工されるいかなる基板をも示すことができる。更に、用語のdisk（ディスク）とdisc（ディスク）は同じ意味で使用され、そのようないかなる基板又は被加工物をも示すことができる。
【００１２】
実施形態は、半導体製造で使用されるシリコンウエハから、情報、コンピュータ、及びエンターテイメント産業で使用されるハードディスクドライブ（HDD）、コンパクトディスク（CD）、デジタル多用途ディスク（DVD）などのようなデータ記憶装置の製造に使用されるアルミニウム、セラミック、プラスチック、ガラス、複合材、多成分ディスクなどに及ぶ基板の加工に使用することができる。本明細書において、用語「ディスク」は、メディア及びデータストレージ分野で使用される様々な基板のいずれをも包括するものとして使用され、HDD、CD、DVD、ミニディスクなどを含む。この詳細な説明を通じて、「基板」を、ウエハとディスクの両方を含むように一般的な意味で使用する。以下の説明では、多くの具体的詳細を、本発明の十分な理解を提供するために記載する。しかしながら、当業者は、これらの具体的詳細の一部又は全てがなくても本発明を実施できることを理解するであろう。他の例では、本発明を不必要に不明瞭にしないために、周知の加工作業を詳細に記載しなかった。
【００１３】
本明細書に記載した層流タンクは、渦キラーを含む。渦キラーは、各連続流が層流タンクの直径／幅にわたって均一な層流をもたらすように生成される流体の複数の異なる流れを提供する。一実施形態では、渦キラーは、ノズル又はポートの列である。この渦キラーでは、一番上のノズルが、層流タンクの半径方向距離進行する流れを生成し、それぞれの下方ノズルが、タンクのより小さい距離連続的に進行する流体の流れを生成する。以下に示すように、それぞれの流体流れは、すぐ上の流体流れが渦流又は乱流を形成するのを防ぐ。流体は、適切なポンプから渦キラーに供給されるのがよく、渦キラーの各ノズルの寸法は、流体を渦キラーに提供する単一ポンプが、タンク全体にわたって異なる速度プロファイルを有する流体流れをもたらすように構成されるのがよい。一実施形態では、ノズルは、より小さい直径のノズルが渦キラーの一番上の位置に設けられ、逐次下の各ノズルが増大する直径を有するように構成される。別の実施形態では、渦キラーのノズルの各々に、流体流れを別々に供給するのがよく、開口の直径又は面積が均一である。代替の実施形態では、ノズルは、長方形又は様々な幅を持つ長いスリットであってもよい。多数の形状又は形態を、層流の流体流れを維持するために本明細書に記載の実施形態により使用することができることを理解すべきである。層流タンクの底に設けられたポンプが、洗浄されているディスクの表面全体を洗い流す下向き層流を生成する。一実施形態では、全ての目的のために全体を援用する米国特許出願第12/122,571号明細書に記載されているように、渦キラーは、流体を渦キラーのノズルに配分するために、均一な流体流れのための積層壁を利用するのがよい。別の実施形態では、複数のディスクを支持する支持構造体は、独立して動かないようにキーで固定された複数の被加工物支持ローラのための支持構造を利用するのがよい。例えば、本明細書に記載したインペラを、シャフトを駆動するために使用することができ、シャフトは、ディスクに回転を付与するために各ローラを順番に駆動する。支持構造体の更なる詳細は、全ての目的のためにその全体を援用する米国特許出願第12/359,173号明細書に記載されている。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態による流体分配ネットワークを使用する基板洗浄システム１００の概要を示す簡略概略図である。基板洗浄システム１００は、乾燥チャンバ１０２、層流タンク１０４、及び、移送組立体１０８を含む。層流タンク１０４内での制御された曝露の後、基板材料を、移送組立体１０８によって乾燥チャンバ１０２に移動させる。移送組立体１０８に関する詳細情報については、２００６年９月１４日に出願され、基板を乾燥するための装置及び方法と表題が付けられた米国特許出願第11/531,905号明細書を参照されたい。この米国特許出願第11/531,905号明細書を本明細書に援用する。
【００１５】
図２は、本発明の一実施形態による層流タンクの構成部品の断面図を示す簡略概略図である。層流タンク１０４は、複数のセクションを有する側壁１１０を含む。側壁１１０に対向するもう１つの側壁が層流タンク１０４を備えているが、例示の理由により、図２には単一の右側が示されていることを理解すべきである。かくして、層流タンク１０４について側壁１１０の鏡面映をなす対向側壁が含まれる。側壁１１０は、セクション１１０ａ、１１０ｂ、及び１１０ｃを含む。いかなる数のセクションを側壁１１０に設けてもよいことを理解すべきである。側壁１１０の上部分から始めると、リップ排気部１１２が、セクション１１０ｃ内に配置される。リップ排気部１１０ｃは、タンク１０４の水位１１５の頂から生じるいかなるヒューム又は蒸気をも捕捉する。一実施形態では、リップ排気部１１０ｃは、ヒューム又は蒸気を捕捉するために、専用の真空源と流れ連通している。タンク１０４が流体で満たさると、渦キラー１１４が液面１１５より下になる。渦キラー１１４は、基板１０６を洗浄するために、最終的に層流状態で流体流れの平行な垂直線又は垂直流れを提供するように構成される。渦キラー１１４からの流体流れは、水平方向に生じ、次いでタンク１０４の底に向かって垂直方向に進む。上述したように、対応する渦キラーが、側壁１１０に対向する側壁に配置される。各渦キラーは、第１の即ち一番上の流体流れをタンク１０４の中間領域に提供し、引き続く流れをタンクの対応する側壁のより近くに提供する。一実施形態では、渦キラー１１４は、流体流れを、流体流れをセクション１１０ｃから分配するノズルに均一流体流れを提供する一連の積層壁からタンク１０４に提供する。積層壁の更なる詳細を、図４Ａ及び図４Ｂを参照して提供する。この実施形態では、ポンプ１３３が、流体を、タンク１０４から拡散板１２２、フィルタ１２４、逆止弁１３２ａ及び１３２ｂ、ヒータ１２０を通して、又側壁１１０を通して渦キラー１１４に再循環させ、そしてタンク１０４に戻す。タンク１０４に流体を供給するノズルは、最大流量及び最高圧力を一番上の流体流れに提供し、渦キラー１１４の引き続く下方のノズルについては流量及び圧力を逐次減少させるように構成されるのがよい。これは、一番上のノズルについてはより小さい大きさを有することによって、そして渦キラー１１４の各々の引き続く下方ノズルについては大きさを逐次増大させることによって達成されることを当業者は理解するであろう。別の実施形態では、各ノズルに供給される流体流れが、異なる流量及び／又は圧力と関連され、この場合には各ノズルが実質的に同じ大きさを有するのがよい。かくして、一番上のノズルには最大流量及び最高圧力が提供される一方、渦キラー１１４内の引き続く下方ノズルには、流体の逐次低い流量及び逐次低い圧力が提供される。別の実施形態では、各々の引き続く下方のノズルについては大きさが増大するのがよいことに留意すべきである。当業者は、渦キラー１１４のノズルが、本質的に、側壁１１０の上部分に配置された開口の配列であることを理解するであろう。
【００１６】
側壁のセクション１１０ｃ内には、渦キラー１１４より下にオーバースプレー１１６が配置される。オーバースプレー１１６は、タンク１０４の充填前に基板１０６を洗うために、タンク１０４の充填を補助するために、又は充填作業及び排水作業中基板１０６を濡らしておくために、利用される。別の実施形態では、オーバースプレー１１６を、帯電電位を中和するために、又は、洗浄作業を補助するために基板１０６の表面に帯電電位を与えるために利用してもよい。例えば、洗浄剤が表面電位の影響を受ける場合、オーバースプレー１１６を、基板を最も効率的に洗浄するために、適切な表面電位を提供するために又は基板１０６の表面を濡らすために利用するのがよい。一実施形態では、オーバースプレー１１６は、渦キラー１１４とは異なる流体源を備えており、渦キラー１１４が流体を流している間はオーバースプレー１１６が流体を流さないからである。別の実施形態では、オーバースプレー１１６は、渦キラー１１４及び／又はオーバースプレー１１６への流体を制御するために利用される弁を用いて、渦キラー１１４と同じ供給源から供給されてもよい。
【００１７】
さらに図２を参照すると、モジュール１１８は、基板１０６の洗浄を支援するために、音波／音響エネルギーをタンク１０４内の流体に提供するためのトランスデューサを含む。モジュール１１８内のトランスデューサと基板１０６に対する相対位置には柔軟性がある。一実施形態では、トランスデューサは、音響エネルギーを基板１０６の上縁より上で流体流れに付加させるために、基板１０６の頂面からオフセットされ、又は基板１０６の頂面より上にオフセットされるのがよい。また、トランスデューサは、実質的に基板１０６と一直線上にある位置から音響エネルギーを供給してもよい。さらに別の実施形態では、モジュール１１８のトランスデューサは、タンク１０４の底面に配置されてもよい。ヒータ１２０は、タンク１０４の壁１１０内に埋め込まれる。ヒータ１２０は、一実施形態でタンク内の流体を約８０℃まで加熱することのできる、抵抗加熱素子のような、いかなる適切なヒータでもよい。一実施形態では、流体は脱イオン水であるが、これは、いかなる適切な洗浄流体をも本明細書に記載した実施形態について用いてもよいから、限定しない。トランスデューサがタンク１０４の底に設置される場合には、音響エネルギーは、側壁の実施形態の直交配向とは対照的に、層流流体流れと平行な方向に提供されることを理解すべきである。タンク１０４の底面は、拡散板１２２及びフィルタ１２４を含む。拡散板１２２は、究極的には渦キラー１１４から生じる垂直流体流からの層流の維持を助ける。一実施形態では、拡散板１２２は、互に積層された複数のスクリーンであって、頂の層は底の層よりも小さな面積の開口を有するのがよい。図２は単一フィルタ１２４を示しているが、代替実施形態は複数のフィルタを含んでもよいことを理解すべきである。プレナム１２５は、フィルタ１２４より下で、タンク１０４の底面との間に配置される。
【００１８】
図２のタンク１０４の底は、一体型の逆止弁１３２ａ、１３２ｂ、及びタンクの底より下に配置されたポンプ１３３を含む。逆止弁１３２ａ及び１３２ｂは、ポンプ１３３による流体の再循環を可能にする。逆止弁１３２ａはポンプピストン１３４の下向きストローク中下降し、逆止弁１３２ｂはポンプチューブ１３６内でのピストン１３４の上向きストローク中上昇することを理解すべきである。追加バルブ１２６、１２８、及び１３０は、それぞれ、タンク１０４の高速充填、タンクの低速充填、及びタンクの排水作業のために設けられる。一実施形態では、高速充填バルブ１２６及び低速充填バルブ１２８ではなく、単一の充填速度バルブが設けられる。シフタープレート１２９が、タンク１０４を充填することが望まれるか、排水することが望まれるかに応じて適切な流路を提供するために移動する。一実施形態では、ポンプ１３３と異なる外部ポンプを、充填及び排水の目的のために使用してもよいことを理解すべきである。別の実施形態では、ポンプ１３３は、平滑流が渦キラー１１４まで維持されるように、２つのピストンポンプを含んでもよい。もちろん、他の数のポンプだけでなく、ポンプの代替の種類も、ポンプが再循環流を渦キラーに提供することができる限り、ポンプ１３３のために利用することができる。ポンプ１３３の更なる詳細を以下に示す。インペラ１３８を有する基板支持体１４０は、タンク１０４内に配置される。一実施形態では、基板支持体は、例えば、水平搬送アームのように、タンク１０４の上側領域からタンクの下側領域に基板を搬送するために垂直方向に移動可能である。インペラ１３８は、タンク１１４の底面に進む層流流体流れによって駆動され、そして、インペラを以下でもっと詳細に説明する。
【００１９】
タンク１０４の側壁に沿って配置される渦キラーの代替物が、タンクの頂に位置する拡散板を提供し、平行な層流流体流れを得るために拡散板に流体を流通させることを理解すべきである。拡散板は、タンクへの基板の導入を可能にするように、着脱自在であり又はヒンジ連結される。図２の側壁に沿って配置される渦キラーは、開放頂タンクを可能にする。
【００２０】
図３は、本発明の一実施形態による層流タンクの側壁内のノズルの正面図を示す簡略概略図である。層流タンクの内側壁の表面１１３は、多数のノズル１１１を備える。ノズル１１１は、表面１１３にわたって配列として配置される。一実施形態では、ノズル１１１は、表面１１３内の開口であり、そのため、表面１１３は層流を妨害するタンク内へのいかなる延長部をも有しない。図２を参照して上述したように、ノズル１１１は、層流タンクの側壁の上部分に配置される。
【００２１】
図３に戻ると、表面１１３にわたる開口の配列は、その配列の垂直整合列毎に、一番上の開口が各々の引き続く下方の開口よりも小さい直径を有するように配置される。つまり、最小径を有する一番上のノズル１１１は、タンクの底面に向かって方向を変える前にタンクの最も遠い半径方向距離を越えて進む流体流れを提供する。各々の水平に配向した流体流れのための各々の引き続く下方のノズル１１１は、タンクの底面に向かって方向を変える前にそれ程離れずにタンク内に進む、対応する流体流れを提供する。当業者は、各下方流体流れが垂直下降流に推移するときに、すぐ上の流体流れが渦流を形成するのを防止するように、ノズル１１１から発せられる異なる流体流れは、本質的に渦流が発達するのを防止する積層水平流を提供することを理解するであろう。加えて、タンクの底にポンプから提供される吸引によって、各流体流れの水平流が、タンクの底に向かう垂直流に変化する。流体流れに関するタンクの半径方向距離にわたる異なる方向変化点は、渦キラーのノズルでの流体流れの流量及び圧力に依存する。更に、一実施形態では、ノズルの配列の各列が均一な直径又は大きさを有する。ノズルの円形形状の代替形状は、長方形、正方形、楕円形、自由形状等のような他の幾何学的形状を含むことを理解すべきである。
【００２２】
図４Ａ及び図４Ｂは、垂直分配板１１０ｂ及び水平分配板１１０ｃの垂直チャンネル及び水平チャンネルの配列の例示図であり、垂直分配板１１０ｂ及び水平分配板１１０ｃは、本発明の実施形態による渦キラー用のタンクの側壁１０４に組み込まれるのがよい。この図では、垂直分配板２０２ｂの特徴を見るため、水平分配板２００ｂを半透明にした。この実施形態では、ポート２０６ａ乃至２０６ｄが、水平分配板２００ｂと垂直分配板２０２ｂの間の交差部分によって形成された分配ネットワークへのアクセスを提供する。図４Ａに見られるように、ポート２０６ａは、複数のポート２０８ａへの流体の分配及び／又は戻りを提供する。同様に、ポート２０６ｂ乃至２０６ｄは、それぞれのポート２０８ｂ及びポート２１０ｃ／ｄへの流体の分配及び／又は排出を提供することができる。
【００２３】
図４Ｂは、図４Ａに示した水平分配板及び垂直分配板の右側の更なる詳細を示す。ポート２０６ｄから導入された流体は、水平分配板２００ｂのチャンネルと垂直分配布板２０２ｂのチャンネルとの間の交差部分によって作り出された体積領域を通過する。交差領域４００ａ／４００ｂによって、流体を水平分配板２００ｂ内の２つの別々の水平チャンネルに分けることができる。一実施形態では、チャンネル又はポートの列の断面積の総和は、水平分配板２００ｂ内の列毎に、ほぼ等しい数になるであろう。同様に、垂直分配板２０２ｂについて、垂直チャンネルの断面積の合計はほぼ等しいままである。水平チャンネルと垂直チャンネルの列間に同じ断面積を維持することは、ポート２０８及び２１０の全てに均一な流体の流れを促進する。
【００２４】
ポート２０６ｄと関係した分配ネットワークを見ると、２つの水平チャンネル４０１ａ／ｂが、流体を４つの水平チャンネル４０３ａ乃至４０３ｄに輸送する４つの垂直チャンネル４０２ａ乃至４０２ｄと交差している。いくつかの実施形態では、水平チャンネル４０１ａ／ｂを水平チャンネルの列と見ることができ、一方で、垂直チャンネル４０２ａ乃至４０２ｄを垂直チャンネルの列と見ることができる。同様に、水平チャンネル４０３ａ乃至４０３ｄを水平チャンネルの列と見ることができる。かくして、分配ネットワークを、垂直方向列と水平方向列の交差の集合と見ることができる。図４Ｂに示した実施形態では、ポート２０６ｄと関連した分配ネットワークは、５列の水平チャンネルと５列の垂直チャンネル（ポート２１０ｄを含む）を有すると見ることができる。これは、５列の水平チャンネルと４列の垂直チャンネルを有するポート２０８ｂと関連した分配ネットワークとは若干異なる。
【００２５】
一実施形態では、水平チャンネル４０１ａ／ｂの断面積の和は、水平チャンネル４０３ａ乃至４０３ｄの断面積の和におよそ等しい。ポート２０６ｄを通る流体は、流体が層流タンクの特定の長さ全体に一様に分配されるまで、垂直方向及び水平方向に分割され続ける。この例では、ポート２０６ｄから導入された流体は、最終的にはポート２１０ｄから出る。ポート２１０の断面積の和は、水平チャンネル４０１ａ及び４０１ｂの断面積の和におよそ等しい。
【００２６】
ある実施形態では、ポート２１０ｄの各々の断面積を合計することによって、ポート２０６ｄの断面積を得ることができる。図３を参照すると、積層壁のポート２１０が、１組のポート２１０のが配列内のノズル１１１の最上列として提供されるように配置されるのがよく、最上列のノズルの直径と異なる直径を有するポートの他の列が、最上列より下に配置され、それに続く各列についても同様であることを理解すべきである。かくして、積層壁の中に、列内で均一な流量及び圧力を有し、列間で異なる流量／圧力を有する開口の複数の列が、図３に示した開口／ノズルの配列を提供する。層流タンクの渦キラーについて本明細書に記載したの同様の方法で、積層壁の構成をリップ排気及びオーバースプレーに組み込むのがよいことを理解すべきである。積層流壁の更なる詳細は、米国特許出願第12/122,571号明細書に記載されている。
【００２７】
図５は、本発明の一実施形態による層流タンクの基板支持構造体を示す簡略概略図である。支持体１４０が、支持体から延びている３つのローラ組立体３０２ａ乃至３０２ｃを有するように示されている。ローラ組立体３０２ａ乃至３０２ｃは、対応するローラ組立体の各端から延びるインペラ１３８を有する。基板１０６は、ローラ３０４で支持される。インペラ１３８は、渦キラーのノズルから提供される層流流体流れによって駆動される方向に回転するように構成される。一実施形態では、インペラ１３８の外方に延びる羽根が、外輪形態になっている。別の実施形態では、外方に延びる羽根は、一様に湾曲している。上述したように、インペラ１３８は、支持構造体１４０の長さに沿って延びる軸に堅く取り付けられている。一実施形態では、基板１０６は、洗浄工程を受けている間に１回転だけ回転するのがよく、従って、インペラ１３８の比較的遅い毎分回転数（rpm）、例えば１０ｒｐｍが、基板１０６にとって望ましい回転数を提供することができることを理解すべきである。一実施形態では、インペラの羽根に流体の流れを流すことによってインペラ１３８を駆動するためにジェット１４２を選択的に利用することができる。この実施形態では、各インペラが専用のジェットを有することに留意すべきである。別の実施形態では、ローラ組立体の軸を駆動するために、インペラの代わりに歯車又は機械的リンクを使用してもよい。
【００２８】
図６は、本発明の一実施形態によるディスク１０６と共にローラ組立体３０２ａ及び３０２ｂを示す概略図である。ローラ組立体３０２ａは、キャリヤ３００ａ、軸３０３、及び複数のローラ３０４を含む。キャリヤ３０２ａ及び３０２ｂは、インペラ１３８を含む。単一インペラ１３８を、図６に例示目的で示す。当業者は、一実施形態では、ローラ組立体３０２ａ及び３０２ｂの各端がインペラ１３８を含むことを理解するであろう。変形実施形態では、各ローラ組立体１３８の一端がインペラ１３８を含んでもよい。図６の実施形態では、支持体は２つのローラ組立体３０２ａ及び３０２ｂを含むが、これは限定しようとするものではなく、例えば、３つのローラ組立体が設けられている図５を参照して例示したように、更に多くのローラ組立体を含んでもよい。
【００２９】
図６では、ローラ３０４が軸３０３に沿って配置されている。一実施形態では、ローラ３０４の各々は、軸３０３が回転するとロータ３０４も回転するように、軸３０３に堅く固定される。一実施形態では、堅い取付は、軸３０３に沿って配置したキーによって実現されるが、ローラ３０４を軸に堅く取り付ける他の公知の手段は、これらの実施形態の範囲内である。軸３０３は、インペラ１３８を取り付けられるように、ローラ組立体の端３０６ｂまで延びる。また、インペラ１３８は、軸を駆動又は回転させるために軸３０３に剛に固定され、軸３０３はローラ３０４を回転させ、ローラ３０４は基板１０６を回転させる。湾曲した羽根を有するインペラ１３８を図示したが、これは限定しようとするものではなく、本明細書に記載した実施形態に、真っ直ぐな外輪羽根、又は他のインペラ形状を組み込んでもよい。一実施形態では、かさ歯車が軸３０３を駆動するように、インペラ１３８を垂直に向けてもよい。軸３０３を駆動するための変形実施形態が可能であり、ここで提供した、インペラ１３８によって軸を駆動することに関する例示的な説明は、限定しようとするものではないことを理解すべきである。
【００３０】
図７Ａは、本発明の一実施形態による層流タンクのための再循環を提供するデュアルピストンポンプの断面図を示す簡略概略図である。ピストンポンプ１３３ａ及び１３３ｂは、それぞれのピストンを包囲するポンプチューブ１３６ａ及び１３６ｂと、ポンプチューブの内側で往復するピストン１３４ａ及び１３４ｂとを含む。ラック１３７ａとラック１３７ｂとの間に配置されたギア４１０と、ローラ４０８ａ及び４０８ｂは、ピストンポンプの往復力を提供する。逆止弁１３２ａ及び１３２ｂは、ピストン１３４ａ及び１３４ｂによって提供される流体圧力に合わせて交互に開閉することによって、ピストンポンプを機能させ、従って、層流タンクの側壁から渦キラーに至り、ピストンポンプ１３３ａ及び１３３ｂまで戻る流体の一様な再循環を提供する。一実施形態では、ピストン１３４ａ及び１３４ｂは、それぞれ、ポート４０４ａ及び４０４ｂから供給された空気によって交互に駆動され、ラック１３７ａ及び１３７ｂ並びにギア４１０は、それぞれ、ピストン１３４ｂ及び１３４ａを往復的に駆動する。
【００３１】
図７Ｂは、本発明の一実施形態による層流タンクのクワッドピストンポンプ構成の底面図を示す簡略概略図である。ポンプ１３３ａ乃至１３３ｄが、層流タンクの下に配置される。ギア４１０、ラック１３７ａ及び１３７ｂ、並びにローラ４０８ａ及び４０８ｂは、ポンプペア１３３ａ及び１３３ｃをポンプペア１３３ｂ及び１３３ｄとは反対方向に往復駆動させる手段を提供する。ギア４１０、ラック１３７ａ及び１３７ｂ、並びにローラ４０８ａ及び４０８ｂの物理的配置が、バランスのとれた力をクワッドピストンポンプ構成に提供する。一実施形態では、ラック１３７ａ及び１３７ｂは、ピストンの間に配置され、隣接する２つのピストンを連結するタイバー１３９ａ及び１３９ｂを介して連結される。当業者は、代替のポンプ構成を、本明細書に記載した実施形態と統合してもよいことを理解するであろう。さらに、図７Ａ及び図７Ｂに関して図示したピストンポンプの代わりに、代替のポンプの種類を用いてもよい。
【００３２】
また、実施形態は、基板の洗浄方法を提供する。方法は、垂直に配向された複数の基板をタンクの下部分に配置する工程と、タンクに流体を流す工程とを含む。流体は、タンク内でポンプによって再循環される。再循環は、複数の水平整列流体流れとしてタンクの頂部に流体を流入させることを含み、水平整列流体流れの一番上の流体流れがタンクの中間領域に移動し、水平整列流体流れの各々の引き続く下方の流体流れが、逐次減少した距離タンク内へ移動する。水平整列流体流れの各々の方向が、タンクの底に向かって層流的に変化する。この層流方向変化は、垂直配向された基板より上である、タンクを横切る異なる半径方向個所で、水平整列流体流れの各々について起こる。流体を再循環させている間基板を回転させる。
【００３３】
理解の明確さの目的のため、前述の発明をある程度詳細に説明したが、特定の変更及び修正を添付の特許請求の範囲内で行うことができることが明らかであろう。従って、本実施形態は例示であって限定的ではないと考えるべきであり、本発明は、本明細書で記載した詳細に限定されず、添付の特許請求の範囲及び均等物の範囲内で変更することができる。
【図１】
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【図２】
2013510713.tif 000004
【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年5月18日(2012.5.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースから延びる側壁によって形成されるタンクと、
ベースに隣接して配置されたタンクからの流体出口と、
対向する側壁の上部分に形成された複数の流体ポートとを含み、
複数の流体ポートは、上部分の長さと上部分の深さにわたって延びる配列として配置され、複数の流体ポートは、タンクの内部に水平流体流れを提供するように構成され、水平流体流れは、一番上の流れがタンクの中間領域まで進み、各々の引き続く下方の流れが、該引き続く下方の流れが出る側壁により近く進むように配置される、洗浄装置。
【請求項２】
タンクの下部分に配置された支持体群を更に含み、該支持体群は、複数の垂直方向に向けたディスクを支持し且つ回転させるように構成されている、請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項３】
タンクのベースより下方に配置されたポンプを更に含み、該ポンプは、タンクの底から側壁を通して流体ポートまで流体を再循環させるように構成されている、請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項４】
複数のディスクの回転は、流体流れによって駆動される請求項２に記載の装置。
【請求項５】
水平流体流れは、タンクに流入するとき第１方向に流れ、タンクから流出するとき第２方向に流れる、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
第１方向は、第２方向と約９０度異なる、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
支持体群は、
複数の軸支持体を貫いて延びる軸と、
軸支持体の上に配置された複数のローラと、を含み、
複数のローラは、軸の回転によって駆動される、請求項２に記載の装置。
【請求項８】
支持体群は、軸の各端に堅く固定されたインペラを更に含み、該インペラは流体流れによって駆動される羽根を有する、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
対向する側壁は、互に貼り付けられた複数の壁部分からなる、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
壁部分の１つが、内部に埋め込まれたヒータを有し、壁部分の他の１つが、タンクの流体に音響エネルギーを供給するように構成されたトランスデューサを有する、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
洗浄チャンバであって、
ベースの表面から延びる側壁を持つベースと、
対向する側壁の上部分に沿って形成された複数の列の流体ポートと、を含み、
流体出口の列の各々は、列の一番上の流体流れが、チャンバのベースに向かって方向を変える前にチャンバの中間領域まで延び、列の各々の引き続く下方の流体流れが、チャンバのベースに向かって方向を変える前に、それ程でなくチャンバ内へ延びる、洗浄チャンバ。
【請求項１２】
チャンバの下部分に配置された支持体群を更に含む請求項１１に記載の洗浄チャンバ。
【請求項１３】
ベースより下に配置されたポンプを更に含み、該ポンプは、チャンバの下部分からチャンバの上部分まで側壁を通して流体を再循環させるように構成されている、請求項１１に記載の洗浄チャンバ。
【請求項１４】
ベースは、フィルタの上に配置された拡散板を含む、請求項１１に記載のチャンバ。
【請求項１５】
ポンプは、少なくとも１組のピストンポンプであり、該１組のピストンポンプの各ピストンポンプは、該１組のピストンポンプの各ピストンに連結されたラックを持つシリンダハウジングを有する、請求項１３に記載のチャンバ。
【請求項１６】
１組のピストンポンプの各ラックは、ギアを介して連結されている、請求項１５に記載のチャンバ。
【請求項１７】
ベースは、ポンプによる流体の再循環を可能にする複数の逆止弁を含み、複数の逆止弁は、外部ポンプによるタンクの充填及び排液を可能にする、請求項１３に記載のチャンバ。
【請求項１８】
側壁の１つは、第１部分に埋め込まれたヒータと、タンクの流体に音響エネルギーを供給するように構成され第２部分に埋め込まれたトランスデューサとを有する、請求項１１に記載のチャンバ。
【請求項１９】
垂直配向された複数の基板をタンクの下側部分に配置し、
流体をタンクに流し、
流体をタンクに再循環させること、を含み、
再循環は、
複数の水平整列流体流れとしてタンクの頂部に流体を流すことを含み、水平整列流体流れの一番上の流体流れが、タンクの中間領域まで移動し、水平整列流体流れの各々の引き続く下方の流れが、逐次減少した距離タンク内へ移動し、
水平整列流体流れの各々の方向を、タンクの底に向かう垂直整列流体流れに層流的に変化させる工程を更に含み、該層流的変化は、垂直に向けた基板より上の、タンクを横切る異なる半径方向個所で、垂直整列流体流れの各々について起こる、基板洗浄方法。
【請求項２０】
流体を再循環させながら基板を回転させることを更に含み、該回転は流体流れによって達成される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
回転させることは、垂直に向けた基板を載せたローラに連結された軸を駆動するインペラを回転させることを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
タンクの流体に音響エネルギーを付与することを更に含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
音響エネルギーは、垂直に向けた基板より上で流体流れに付与される、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
タンクの側壁を介してタンクの流体を加熱し、垂直に向けた基板より下で液体を濾過すること、を更に含む請求項１９に記載の方法。
【国際調査報告】
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