(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-01-19
(54)【発明の名称】対称ガス噴射を利用したパーティクル除去装置
(51)【国際特許分類】
B08B 5/00 20060101AFI20220112BHJP
G01N 15/06 20060101ALI20220112BHJP
B05B 1/14 20060101ALI20220112BHJP
【ＦＩ】
B08B5/00 A
G01N15/06 D
B05B1/14 Z
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021525329
(86)(22)【出願日】2019-10-24
(85)【翻訳文提出日】2021-05-25
(86)【国際出願番号】 KR2019014062
(87)【国際公開番号】W WO2020105875
(87)【国際公開日】2020-05-28
(31)【優先権主張番号】10-2018-0146303
(32)【優先日】2018-11-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】521200509
【氏名又は名称】キム，ジン ホ
(74)【代理人】
【識別番号】100091683
【弁理士】
【氏名又は名称】▲吉▼川 俊雄
(74)【代理人】
【識別番号】100179316
【弁理士】
【氏名又は名称】市川 寛奈
(72)【発明者】
【氏名】キム，ジン ホ
【テーマコード（参考）】
3B116
4F033
【Ｆターム（参考）】
3B116AB01
3B116BB22
3B116BB72
3B116BB88
3B116CC05
3B116CD41
4F033BA02
4F033EA03
4F033EA04
4F033EA05
4F033GA01
4F033LA04
4F033NA01
(57)【要約】
本発明は、内部空間を有するケーシング；ケーシングの一方に複数個のガスノズルが形成され、複数個のガスノズルは対称的に配置されて対象物と離隔して配置され、対象物にガスを噴射して対象物表面のパーティクルを取り除くガス噴射部；及びケーシングの他方に回収管が繋がって引き込まれて形成され、対象物から分離されたパーティクルを回収管に回収する回収部を含む対称ガス噴射を利用したパーティクル除去装置を提供する。
本発明によれば、ガスノズルが対称方向で互いに噴射して対象物の表面から分離されたパーティクルの拡散を防止し、対象物の汚染が発生することなく、パーティクルの正確な回収、検出及び計数可能な効果がある。
【選択図】 図１
本発明によれば、ガスノズルが対称方向で互いに噴射して対象物の表面から分離されたパーティクルの拡散を防止し、対象物の汚染が発生することなく、パーティクルの正確な回収、検出及び計数可能な効果がある。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
内部空間を有するケーシング；ケーシングの一方に複数個のガスノズルが形成され、複数個のガスノズルは対称的に配置されて対象物と離隔して配置され、対象物にガスを噴射して対象物表面のパーティクルを取り除くガス噴射部；
ケーシングの他方に回収管が繋がって引き込まれて形成され、対象物から分離されたパーティクルを回収管に回収する回収部；及び
ケーシングに形成されて対象物から分離されたパーティクルを望む方向へ誘導する方向誘導ノズルを含む対称ガス噴射を利用したパーティクル除去装置。
【請求項2】
内部空間を有するケーシング；ケーシングの一方に複数個のガスノズルが形成され、複数個のガスノズルは対称的に配置されて対象物と離隔して配置され、対象物にガスを噴射して対象物表面のパーティクルを取り除くガス噴射部；
ケーシングの他方に回収管が繋がって引き込まれて形成され、対象物から分離されたパーティクルを回収管に回収する回収部；及び
ケーシングに繋がって内部へ清浄化ガスを注入して、異物の回収部への流入を防ぐガス注入部を含む対称ガス噴射を利用したパーティクル除去装置。
【請求項3】
内部空間を有するケーシング；ケーシングの一方に複数個のガスノズルが形成され、複数個のガスノズルは対称的に配置されて対象物と離隔して配置され、対象物にガスを噴射して対象物表面のパーティクルを取り除くガス噴射部；
ケーシングの他方に回収管が繋がって引き込まれて形成され、対象物から分離されたパーティクルを回収管に回収する回収部；及び
対象物の裏面側に形成されて対象物から分離されたパーティクルを吸い込む第２回収部を含む対称ガス噴射を利用したパーティクル除去装置。
【請求項4】
回収部の回収管と繋がって吸い込まれたパーティクルの検出または計数が行われる粒子検出部をさらに含む、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の対称ガス噴射を利用したパーティクル除去装置。
【請求項5】
回収管にメンブレンフィルターが取り付けられてパーティクルを採集できたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の対称ガス噴射を利用したパーティクル除去装置。
【請求項6】
前記ガス噴射部の開閉バルブを制御してガスの噴射時間と噴射間隔を自動に調節する制御部をさらに含む請求項１ないし３のいずれか一項に記載の対称ガス噴射を利用したパーティクル除去装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、パーティクル除去装置に係り、より詳しくは、クリーンルームなどで対象物の表面からパーティクルを効果的に取り除いて回収するための対称ガス噴射を利用したパーティクル除去装置に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、産業が高度化するほど事務環境のみならず生産現場で埃などのパーティクルを制御する必要性が増加し、生産現場を清潔な状態で維持することでパーティクルが製品に及ぼす悪影響を防ぐためにクリーンルームが導入された。
【0003】
このようなクリーンルームは、半導体、ディスプレイ、製薬、病院などの産業と科学研究室で導入して運営中であり、特に、半導体やＬＣＤディスプレイ製造工程などナノレベルの高精密な工程が含まれた先端産業では製品を製造する現場での些細な環境条件までも製品品質に大きい影響を及ぼす可能性があるので、クリーンルームで要求する清浄度は段々強化されている成り行きである。例えば、半導体製造工程において自動化装置などから発振される粒子がウェハー表面に沈着して生じるパターンの欠陷が製品収率低下の主な原因として指摘されている。
【0004】
このように、先端産業で製品を製造する現場にパーティクルが存在する場合、製造工程中に製品に伝導して致命的な製品不良の原因になることがあり、このようなパーティクルは、製品を製造する現場の天井、壁面、底、生産及び計測設備、各種資材などに累積され、作業者の衣服にも附着し、ロボット、作業者、製品の移動及び空間的温度の不均衡によって気流の移動をもたらし、作業者や物体または隣接部分の表面に累積されていたパーティクルが伝導されて製品を汚染させることで製品不良をもたらすようになる。
【0005】
パーティクルを取り除くための従来の技術として、特許文献１には、スキャナを通してサンプルの表面をエアポンプで吸い込むと、パーティクルがレーザーダイオード光源計数機とフィルターを通してフィルタリングされる真空吸入方式による表面パーティクル計数装置が公開されている。
【0006】
しかし、真空吸入方式によってパーティクルを吸い込むことでサンプルの表面から粒子を分離する能力が落ちるので、最近、半導体及びディスプレイ産業で求める数μｍ以下の微小パーティクルを分離することができない問題がある。
【0007】
また、特許文献２には、基板が置かれている基板移送装置と、基板移送装置の上に一定角度で傾いてガスを噴射し、基板上に付いているパーティクルを分離するガス噴射器と、基板移送装置の上にガス噴射器と対向して一定角度で傾いて基板から分離されたパーティクルを吸い込む吸入器を含むガス噴射方式のパーティクル除去装置が公開されている。
【0008】
しかし、基板から分離されたパーティクルが噴射気体の気流によって周辺に拡散して汚染が発生し、噴射作業が終わった後も気流によって移送中の基板の別の位置にパーティクルがまた附着されて再汚染が発生することがあり、パーティクルの正確な回収、検出及び計数が困難であり、作業中に作業者が吸い込む危険が発生する問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】米国登録特許第５２５３５３８号明細書
【特許文献2】韓国公開特許第１０－２００８－００１７７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明は、上述した問題を全て解決するために案出されたもので、ガスノズルが対称方向で互いに噴射して対象物の表面から分離されたパーティクルの拡散を防止し、対象物の汚染が発生することなく、パーティクルの正確な回収、検出及び計数可能な対称ガス噴射を利用したパーティクル除去装置の提供にその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
前記課題を解決するために、本発明は、内部空間を有するケーシング；ケーシングの一方に複数個のガスノズルが形成され、複数個のガスノズルは対称的に配置されて対象物と離隔して配置され、対象物にガスを噴射して対象物表面のパーティクルを取り除くガス噴射部；及びケーシングの他方に回収管が繋がって引き込まれて形成され、対象物から分離されたパーティクルを回収管に回収する回収部を含む、対称ガス噴射を利用したパーティクル除去装置を提供する。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、ガスノズルが対称方向で互いに噴射して対象物の表面から分離されたパーティクルの拡散を防止し、対象物の汚染が発生することなく、パーティクルの正確な回収、検出及び計数可能な効果がある。
【0013】
また、本発明は、回収部に真空が形成されていない場合もパーティクルを所定距離送って回収することができ、対称方向で噴射された噴射ガスの圧力や噴射量に不均衡が発生したり、噴射ガスが対象物表面の様々な形態によって、衝突後に不規則に拡散してもパーティクルを望む方向へ誘導して回収することができる効果がある。
【0014】
また、清浄化ガスを注入して異物の回収部への流入を防止してパーティクルに対するより正確な検出と計数が可能であり、対象物表面の形態に合う噴射時間と噴射間隔を設定して自動に制御可能であり、パーティクルの円滑な採集と回収ができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の一実施例によるパーティクル除去装置と附帯設備を一緒に図示した図面である。
【図2】本発明の一実施例によるパーティクル除去装置を図示した斜視図である。
【図3】ａ～ｄは本発明の一実施例によるガスノズルの配置を示す平面図で、ｅは側面図である。
【図4】本発明の一実施例による対象物の表面から分離されたパーティクルの回収作用を図示した図面である。
【図5】本発明の一実施例による第２回収部をさらに含む概路図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、図面を参考して本発明による対称ガス噴射を利用したパーティクル除去装置を実施するための具体的内容について実施例を中心に詳細に説明する。
【0017】
本発明による対称ガス噴射を利用したパーティクル除去装置は、クリーンルームなどで対象物の表面からパーティクルを効果的に取り除いて回収するためのもので、図１を参考すれば、ケーシング１００、ガス噴射部２００、回収部３００を含み、第２回収部４００、方向誘導ノズル５００、ガス注入部６００、粒子検出部７００、制御部８００を選択的にさらに含むことができる。
【0018】
図２を参考すれば、前記ケーシング１００は内部空間を持ち、垂直または水平方向に設置されてもよく、対象物の表面から分離されたパーティクルＰが回収部３００へ誘導される空間を提供する。
【0019】
前記ガス噴射部２００は、ケーシング１００の一方にノズルブロック２１０が形成され、ノズルブロック２１０は中央部が貫通されたリングや帯状からなって対象物Ｍの表面がガスノズル２２０へ露出された状態となり、対象物Ｍは支持台の上に安着して支持されてもよい。
【0020】
ノズルブロック２１０は円形リングまたは四角リングなどの形状からなってもよいが、その形状に特に制限はない。
【0021】
ノズルブロック２１０はガス供給管２３０と繋がってガス供給管２３０から供給されたガスがノズルブロック２１０を通して複数個のガスノズル２２０に配分される。ガス供給管２３０はエアコンプレッサー２６０と繋がって圧縮されたガスの供給を受け、制御部８００によって自動開閉制御される開閉バルブ２４０と、エアフィルター２５０が取り付けられている。
【0022】
図３を参考すれば、ノズルブロック２１０に沿って複数個のガスノズル２２０が設置され、複数個のガスノズル２２０は互いに対称されるように設置され、対象物Ｍに向かって所定角度で傾いて対象物Ｍと離隔して配置され、対象物Ｍにガスを噴射して対象物Ｍの表面に附着されたパーティクルＰを分離させる。
【0023】
一般に、対称には点対称、線対称、面対称などがあるが、対称の要素には対称中心、対称軸、対称面があって、対称中心は対称中心を通して繋がる線が対称中心によって等分される点を言い、対称軸は１個の垂直線を軸にして物体を３６０度回転させた時、２回以上同じ形になる軸を言い、２回対称軸、３回対称軸、４回対称軸、８回対称軸などがある。対称面は２面を鏡面にして物体の二つの半分が全く同じ模様になる面を言う。
【0024】
例えば、２個のガスノズルが互いに対称されるようにノズルブロック２１０に設置されてもよく、図３ａに図示された３個のガスノズル２２０は３回対称軸によって対称されるようにノズルブロック２１０に設置されたものであり、図３ｂに図示された４個のガスノズル２２０は４回対称軸によって対称されるようにノズルブロック２１０に設置されたものであり、図３ｃは８回対称軸によって対称されるようにノズルブロック２１０に設置されたものであり、図３ｄはノズルブロックが四角いリング状に形成されて４個のガスノズル２２０が４回対称軸によって対称されるように配置されたものであり、図３ｅはこのように対称的に配置されたガスノズルの配置と作用を示す側面図である。
【0025】
このように対称的に配置されたガスノズル２２０は、対称された状態で同一圧力で同一量の気体を対象物Ｍに向かって所定角度で噴射するが、図４を参考すれば、対称噴射されたガスは対象物Ｍの表面にぶつかって対象物ＭからパーティクルＰを分離した後、互いに衝突して分離されたパーティクルＰと一緒にノズルブロック２１０の中央部から上方に上昇する。このように、対称方向で互いに噴射されたガスによって対象物Ｍの表面から分離されたパーティクルが周辺に拡散されるのが防止され、対象物Ｍの汚染が発生することなく、パーティクルが回収部 ３００へ誘導されて正確な回収、検出及び計数が可能になる。
【0026】
前記回収部３００は、ケーシング１００の他方、すなわち、ノズルブロック２１０の反対側に回収管３１０が繋がって形成され、回収管３１０の一部はケーシング１００の内部に引き込まれた状態となり、回収管の端部に管の入口にあたる回収口が形成され、この時、回収口は端部へ行くほど直径が徐々に増加するように形成されてもよく、ガスノズル２２０から対称噴射されたガスによって対象物Ｍから分離されたパーティクルＰが回収口を通して回収管３１０の経路に回収される。
【0027】
回収管３１０は真空ポンプ３３０と繋がって真空吸入方式によってパーティクルＰを吸い込み、排気管３４０を通して排気することができ、回収管３１０の回収経路にメンブレンフィルター３２０が取り付けられて回収されたパーティクルＰを採集することができる。同時に、回収管３１０にメンブレンフィルター３２０などのパーティクル採取機が設置され、パーティクルＰを採集して汚染可否及びその度合いを確認することができる。
【0028】
また、図５を参考すれば、対象物Ｍに孔（ｈｏｌｅ）が形成されている場合、対象物Ｍの裏面側にも第２回収部４００を追加設置して、ガスノズル２２０から対称的に噴射されたガスによって対象物Ｍから分離されたパーティクルＰをガスと一緒に第２回収管４１０を通して回収し、孔を通過した対象物Ｍの表面から分離されたパーティクルとガスが周辺に拡散されることを防ぐことができる。この時、第２回収管４１０の端部に管の入口にあたる回収口が形成され、この時、回収口は端部へ行くほど直径が徐々に増加するように形成されてもよい。
【0029】
前記方向誘導ノズル５００は方向誘導管５１０に繋がってケーシング１００の中間に形成され、回収部３００の回収管３１０に向かって方向誘導ガスを噴射し、対象物Ｍから分離されたパーティクルＰを望む方向へ誘導する役目をする。この時、方向誘導管５１０はエアコンプレッサー２６０と繋がって圧縮されたガスの供給を受け、制御部８００によって自動開閉制御される開閉バルブ５２０と、エアフィルター５３０が設置されている。
【0030】
前記方向誘導ノズル５００は、回収管３１０に真空が形成されていない場合も回収管３１０の入口に向かって方向誘導ガスを噴射して対象物Ｍから分離されたパーティクルを回収管３１０へ誘導して所定距離を送って回収することができ、ガスノズル２２０の対称方向から噴射された噴射ガスの圧力や噴射量に不均衡が発生したり、噴射ガスが対象物表面の様々な形態によって衝突後に不規則に拡散されても回収管３１０の入口に向かって方向誘導ガスを噴射して対象物Ｍから分離されたパーティクルＰを望む方向へ誘導して回収することができる。
【0031】
前記ガス注入部６００は、ケーシング１００の他方、すなわち、ノズルブロック２１０の反対側にガス注入管６１０が繋がって、ガス注入管６１０はエアコンプレッサー２６０と繋がって圧縮されたガスの供給を受け、制御部８００によって自動開閉制御される開閉バルブ６２０と、エアフィルター６３０が設置されている。この時、前記ガス注入部５００から注入される清浄化ガスは、回収管３１０の外側に沿ってケーシング１００の内部の長手方向に移動する。
【0032】
すなわち、ガスノズル２２０から所定圧力を持つガスが対象物Ｍの表面に向かって噴射されれば、ガスノズル２２０周辺の気体の一部がノズルブロック２１０の中央部へ一緒に流されるようになって、この時、周りに存在していた異物も一緒に移動して回収管３１０に流入されることで対象物Ｍから分離されたパーティクルＰと一緒に混ざった状態になるので、回収部３００と繋がった粒子検出部７００による検出と、計数する時の正確な測定が困難となる。
【0033】
ここで、前記ガス注入管６１０を通してケーシング１００の内部、より詳しくは、回収管３１０の周辺に沿って清浄化ガスを所定圧力で注入すれば、パーティクルＰ以外の異物が回収部３００へ流入されることが防止され、これによって対象物Ｍから分離されたパーティクルＰに対するより正確な検出と計数が可能となる。この時、清浄化ガスは回収部３００に流入されるパーティクルＰの方向と反対される方向に注入される。
【0034】
前記粒子検出部７００は、吸入口７１０が回収部３００の回収管３１０と繋がって回収管３１０の回収経路上を移動するパーティクルＰを吸入して検出または計数が行われる。このようなパーティクルＰの検出と計数によってパーティクルＰの数、大きさ、分布などを測定することで、クリーンルームでの汚染可否とその度合いを容易且つ早く確認することができ、さらに製品不良を防ぐことができる。
【0035】
前記制御部８００はガス噴射部２００の開閉バルブ２４０を制御してガスの噴射時間と噴射間隔を自動に調節することができると同時に、開閉バルブ５２０、６２０も自動に制御して開閉させることで、方向誘導ノズル５００とガス注入管６１０へ噴射される方向誘導ガス及び清浄化ガスの噴射時間と噴射量も調節することができる。
【0036】
ガスノズル２２０からガスが持続的に噴射されると、噴射量が大幅に増加してガスが目的とする距離以上に進めるようになり、回収部３００の規模がそれほど増大されなければならない問題がある。ここで、回収管３１０の大きさ、吸入力など回収部３００の規模に合うように、制御部８００が予め保存されていた設定にしたがって開閉バルブ２４０を制御してガスが間歇的に噴射されるようにすることで、パーティクルＰの回収と採集が円滑に行われるようにした。例えば、回収部３００がガスノズル２２０の１秒間のガス噴射量を１０秒後に回収することができれば、制御部８００は開閉バルブ２４０を制御して１秒間ガスノズル２２０がガスを噴射した後、１０秒の休止時間を有する。
【0037】
本発明において、前記実施形態は一例であって、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の特許請求範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を持って同一な作用効果を示すことは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【0038】
本発明による対称ガス噴射を利用したパーティクル除去装置は、ガスノズルが対称方向で互いに噴射して対象物の表面から分離されたパーティクルの拡散を防止し、対象物の汚染が発生することなく、パーティクルの正確な回収、検出及び計数が可能なので、産業上の利用可能性がある。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【国際調査報告】