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一−ロー−＝・−ーー−−■−−‐←‐一一一＝‐C凸一一一一一一P一一一‐−一一一一一
3 − 2 − 2 ノ ズ ル ー 表 面 間 距 離
こ こ で は 、 ノ ズ ル と ウ エ ハ 表 面 間 の 距 離 Q が 飛 散 率 に 及 ぼ す 影 響 に つ い て 検 討 す る 。
Fig.3‑7は、ノズルA(断面積0.5X5Inm2)を用いてノズル噴射 角 度 を 9 0 ． に 設 定 し た 状 態 で 距 離 Q を 変 化 さ せ 、 0 ． 5 5 お よ び 1 ． 1 川 の 粒 子 が 付 着 し た ウ エ ハ 表 面 に 対 し て 、 圧 力 4 0 0 k P a の 1 パ ル ス の ジ ェ ッ ト 気 流 を 3 0 s 噴 射 し て 洗 浄 を 行 っ た 場 合 の 飛 散 率 の 測 定 結 果 で あ る 。 な お 、 横 軸 に は 距 離 Q と ノ ズ ル 間 隔 d , , と の 比 測 定 結 果 で あ る 。 な お 、 横 軸 に は 距 離 Q と ノ
で あ る 無 次 元 の ノ ズ ル 距 離 l / d " を と っ て い る ◎
○○○○
○８６４
表﹈酉
△○ＣＯｇ ○○○ ４ヨス
d
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0.55
■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■
I．
率は下がっていくと考えられるので、この場合も一定値をとる こ と に な る 。 な お 、 い ず れ の 粒 径 の 場 合 も ! / d . = 2 ぐ ら い で 飛 散 率 が 下 が っ て い る の は 、 ノ ズ ル と ウ エ ハ 表 面 が 近 す ぎ る た め に 抵 抗 が 大 き く な り 十 分 な ジ ェ ッ ト 気 流 速 度 が 得 ら れ な か っ た
た め と 考 え ら れ る 。
また、ピトー管（口径1mm)と水銀柱を用いて圧力100kPaのジ
エ ツ ト 気 流 の 距 離 Q に お け る 動 圧 P j を 測 定 し た 結 果 を F i g ． 3 ‑ 8に 示 す 。 こ の 図 を 見 る と 、 ! = 6 m m ま で は P j は ほ ぼ 一 定 値 ( = 6 0
kPa)になっておりFig.3‑7と同様の傾向が見られる。'○○
S○ 兄二'○○kPq
○ ｓ
﹇Ｏｑ工﹈
○
○ ○
○
ロニー4○
2○
○
○
○ ○ 2 4 S S I O I 2
2[mnJ
Fig.3‑8Relationshipbetweendynamicpressureof airjetandnozzletip‑surfacesepa【､ation.
以 上 の 結 果 よ り 、 ノ ズ ル A を 用 い る 場 合 は ！ ＝ 3 〜 6 m m に 設 定 れ ば よ い こ と に な る が 、 ノ ズ ル 先 端 の 面 積 が 比 較 的 大 き く な て い る ( F i g . 3 ‑ 2 ) た め に 距 離 Q を 大 き く と っ た 方 が ノ ズ ル I 贋 角 度 8 を よ り 小 さ い 値 （ 箒 3 0 。 ） ま で 変 え ら れ る の で 、 ! = 6 m m に す れ ば よ
っ て い る
射 角 度 8 設 定 し た ◎
一 一 一 ● 一 一 一 一 ●
57
ノズルB(断面積0.4X10mm2)については実験的検討を行って
い な い が 、 ノ ズ ル A の 場 合 の 結 果 か ら l / d " = 6 〜 1 2 に 設 定 す る の が 最 適 で あ る と す る と I = 2 ． 4 〜 4 ． 8 m m と な る 。 ノ ズ ル B の 場 合 は ノ ズ ル A と 違 い ノ ズ ル 先 端 が 非 常 に 細 く な っ て い る た め に 距 離 Q に 関 係 な く 角 度 e を 小 さ い 値 ま で 変 え ら れ る の で 、 ！ ＝ 3 m m に 設 定 し た 。3 − ‐ 2 ‐ − 3 ノ ズ ル 噴 射 角 度
こ こ で は 、 ノ ズ ル 噴 射 角 度 が 飛 散 率 に 及 ぼ す 影 響 に つ い て 検 討 す る 。
Fig.3‑9は、ノズルA(断面積0.5X5mm2)を用いてノ.ズルー表 面 間 距 離 を 6 m m に 設 定 し た 状 態 で 角 度 e を 変 化 さ せ 、 l . 1 川 の 粒 子 が 付 着 し た ウ エ ハ 表 面 に 対 し て 、 F i g . 3 ‑ 4 に 示 し た よ う に 圧 力 1 0 0 k P a の 1 パ ル ス の ジ ェ ッ ト 気 流 を 6 0 s 噴 射 し 、 そ の 後 同 じ 表 而に対して200kPa,300kPa,400kPa,500kPaの1パルスのジェット 気 流 を そ れ ぞ れ 6 0 s づ つ 噴 射 し て 洗 浄 を 行 っ た 場 合 の 飛 散 率 の 測 定 結 果 で あ る 。 な お 、 角 度 e は 3 0 ° ， 6 0 ． ， 9 0 ． の 三 つ の 場 合 に つ
い て 測 定 し た 。 こ の 図 を 見 る と 、 角 度 が 小 さ い ほ ど 飛 散 率 が 各 圧 力 で 大 き く な っ て い る 傾 向 に あ る が 、 デ ー タ の ば ら つ き を 考 慮 す る と 角 度 に よ っ て 顕 著 な 差 が 現 わ れ て い る と は 必 ず し も 言 え な い 。 角 度 が 小 さ い ほ ど ジ ェ ッ ト 気 流 の ウ エ ハ 表 面 に 沿 う 速 度 成 分 が 期 す た め に 粒 子 が 飛 散 し や す く な る と 考 え ら れ た が 、
よ ど み 点 か ら 下 流 約 l m m ま で の 領 域 で は 飛 散 率 は 角 度 に よ っ て そ れ ほ ど 影 響 さ れ な い と い う 結 果 に な っ た 。 し か し な が ら 、 洗 浄 後 の ウ エ ハ 表 面 を 観 察 し た 結 果 、 角 度 が 小 さ い ほ う が わ ず か な が ら 洗 浄 領 域 が 広 く な っ て い る （ 0 ＝ 3 0 ． と 6 0 ． の 時 を 比 較 し た場合、30°の方が0．5〜0.7mm程度広い）のが確認され、また、
ノ ズ ル B の 場 合 も 同 じ よ う な 傾 向 が 見 ら れ た 。
以 上 の こ と か ら 、 い ず れ の ノ ズ ル の 場 合 も ノ ズ ル 噴 射 角 度 8 は 3 0 ｡ に 設 定 し て 洗 浄 を 行 う こ と に し た 。
− − − 守 一 ‐ − − − − 0 ■ ー 8 口 一 ・ 一 一． ‑ T ･ ･ ･ 一 ・ ・ ・ ，ロ ー ー ー ー ‑ 9 . 一 つ ． ､･ ・ ・ ・ ■ ､ 一 ・ 一 宗 ･ ■ ー − − 申 ロ ー 了 ･ 一 ' ・ ■ー ′ r 可 . . . ･ ･ ･ ･ 、 一 ・ . ■ ' ､ 一 一 一 一 → ･ 口 一 ・ ・ 一 一 一 弓 ･ ﾛ ' ． 一 一‑ デ ー ■ 一 一 ・ 一 % ･ 一 ー ･ − 1 口 一 一 口 … 3 q ■ ' 一 . ー ー 『 ･ 一 寺
'○○ 一一
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L 4 0
PSLdp=l.lUm
Surfoce:Wofer 1=6mm
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○
F b [ k R a
Fig．3‑9Totalremovalefficiencyatvariousjet impingingangles.
3 ‐ 2 4 ジ ェ ッ ト 噴 射 時 間
パ ル ス エ ア ジ ェ ッ ト を 用 い て 表 面 洗 浄 を 行 う 場 合 、 エ ア ジ ェ ッ ト の 噴 射 時 間 を ど の 程 度 に と る か は 洗 浄 時 間 に 大 き く 係 わ っ て く る 。 そ こ で 、 飛 散 率 が ジ ェ ッ ト I 噴 射 時 間 に よ っ て ど の よ う に 変 化 す る か を 検 討 し た 。
Fig．3‑10は、噴射角度30｡,距離6mmに設置したノズルA(断 面 積 0 . 5 X 5 m n l 2 ) か ら 噴 射 さ れ る ジ ェ ッ ト 気 流 に よ り 、 3 . 3 お よ び l . 1 # m の 粒 子 が 除 去 さ れ る 様 子 を 連 続 的 に ビ デ オ 撮 影 し て 観 察
し た 時 の 飛 散 率 の 経 時 変 化 を 示 し た も の で あ る 。 こ の 図 を 見 る と 、 い ず れ の 粒 径 お よ び 圧 力 P " の 場 合 も 粒 子 の 飛 散 は ジ ェ ッ ト 気 流 噴 射 直 後 に 起 こ り 、 そ の 後 ジ ェ ッ ト 気 流 を 当 て 続 け て も 飛 散 率 は ほ と ん ど 変 化 せ ず ほ ぼ ‑ . ‑ ． 定 に な っ て い る の が わ か る 。 こ
の こ と か ら ウ エ ハ の 洗 浄 を 行 う 際 に は パ ル ス 的 に ジ ェ ッ ト を 噴
肘=さ.せ、．ジエツート臘射時間bd̲は1sとした。
→ ‑ − − ● 一 一 一ーー一一一一−
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一▲−▲−▲ ▲ − ▲ − ▲ −
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○ ろ ○ e ○ g O l 2 0 I S O I S O
t [ s ]
Fig.3‑10Chageintotalremovalefficiencywith exposuretimetoair･jet.
3 − 2 − 5 ジ ェ ッ ト 休 止 時 間
3 − 2 − 4 の 結 果 か ら 、 ジ ェ ッ ト 気 流 に よ っ て 洗 浄 を 行 う 際 に は パ ル ス 的 に ジ ェ ッ ト を 噴 射 す る こ と に し た が 、 パ ル ス ジ ェ ッ ト を 連 続 的 に 噴 射 し て 洗 浄 を 行 う 場 合 に は そ れ ら の 間 隔 （ ジ ェ ッ
ト 休 止 時 間 ） を 設 定 す る 必 要 が あ る 。
粒 子 が 付 着 し て い る 表 面 に 対 し て ジ ェ ッ ト 気 流 を 噴 射 し た 時 粒 子 が 付 着 し て い る 表 面 に 対 し て ジ ェ ッ ト 気 流 を 噴 射 し た 時 に 飛 散 し な か っ た 粒 子 で も 、 仮 に そ の ジ ェ ッ ト 気 流 に よ っ て 分 離 距 離 が 変 化 し た り 、 粒 子 ま わ り の 吸 着 水 が 飛 ぶ な ど し て 粒 子 の 付 着 状 態 が ジ ェ ッ ト 噴 射 前 に 比 （ て 変 化 し て い る 場 合 に は 、 粒 子 が そ の 新 た な 付 着 状 態 に な じ ん だ り 、 あ る い は も っ と 安 定 な 付 着 状 態 に 移 行 す る よ う な 現 象 が 起 こ っ て い る か も し れ な い 。
し た が っ て 、 仮 に こ の よ う な 現 象 が 起 こ っ て い る 場 合 に は 、 た と え 同 じ 圧 力 の パ ル ス ジ ェ ッ ト で 洗 浄 を 行 っ た と し て も 、 パ ル ス ジ ェ ッ ト の 間 隔 の 違 い に よ っ て 飛 散 率 に 違 い が 出 て く る と い
う こ と が 起 こ り 得 る か も し れ な い 。 そ こ で 、 ジ ェ ッ ト 休 止 時 間 t i だ け を 変 化 さ せ て 洗 浄 実 験 を 行 い 、 t ; が 飛 散 率 に 及 ぼ す 影 響 に つ い て 検 討 し た 。
Fig.3‑11は、ノズルB(断面積0.4X10mm2)を用いてl.11mの粒 子 が 付 着 し た 表 面 に 対 し て は P ｡ = 3 0 0 k P a の ジ ェ ッ ト 気 流 を 、 0 ． 5 5 川 の 粒 子 が 付 着 し た 表 面 に 対 し て は P u = 4 0 0 k P a の ジ ェ ッ ト 気 流 を そ れ ぞ れ 1 0 回 噴 射 し て 洗 浄 を 行 っ た 場 合 の ジ ェ ッ ト 休 止 時 間 と 飛 散 率 の 関 係 を 示 し た も の で あ る 。 ジ ェ ッ ト 休 止 時 間 t i は 3 , 3 0 , 6 0 , 9 0 s の 四 通 り に つ い て 飛 散 率 を 測 定 し た が 、 こ れ ら の う ち の t i 二 3 s と い う の は 、 本 実 験 装 置 に お い て 、 あ る 圧 力 の l パ ル ス の ジ ェ ッ ト 気 流 を 噴 射 し た 後 、 電 磁 バ ル ブ 上 流 側 の 圧 力 が 設 定 圧 力 に 回 復 す る ま で の 時 間 で あ る 。
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○△○○
６４
﹇誤﹈ご
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○
S○ g○
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○
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Fig.3‑11Relationshipbetweentotalremoval efficiencyandjetinterval.
一 一ー 一戸=.−『 一一一一一8−ー一・・一一;一・ー ーー＝号−．．−'｡一一『.一･ローﾛ■ず ･副ロー‐一・一・勺÷.‑ｰ､−．−･可･･･､・・一一・・・一÷･一･･･篭一一一一・・・％・…一・一・・r一一一・・=も，･･
こ の 図 を 見 る と 、 t i = 3 , 3 0 s に お い て デ ー タ に 多 少 ば ら つ き が あ る も の の 、 い ず れ の 粒 径 の 場 合 も ジ ェ ッ ト 休 止 時 間 に よ ら ず 飛 散 率 は ほ ぼ 一 定 に な っ て い る 。 し か し な が ら 、 実 際 に 洗 浄 を 行 う 場 合 に は 洗 浄 時 間 が よ り 短 い ほ う が 望 ま し い の で 、 本 実 験 で の ジ ェ ッ ト 休 止 時 間 は 3 s に 設 定 し て 洗 浄 を 行 う こ と に し た 。
3 − 2 − 6 実 験 条 件
3 − 2 − 2 〜 3 − 2 − 5 に お い て 設 定 し た 操 作 条 件 も 含 め て に お け る 実 験 条 件 を T a b l e 3 ‑ 2 に 示 す 。
、 洗 浄 実 験
Table3‑2Experimentalconditions.
3 − 3 実 験 結 果 と 考 察
ご で は 、 3 − 2 で 設 定 し た 操 作 条 件 の 下 で ウ エ ハ 表 面 の 洗 浄 い 、 そ の 実 験 結 果 か ら パ ル ス ジ ェ ッ ト に よ る 粒 子 の 飛 散 過 洗 浄 性 能 に つ い て 検 討 す る 。
こ
を 行 程 と
二 . 込 − − 9 ． − ． 1 − 色 一 → ｡ ｡ . ＝ , − ． ﾛ 凸 ▲ 画 一 色 芋 ･ ･ 毎 一 一 一 全 ､ っ 一 イ ー ･ ･ ● 一 口 − − − や 一 一 ｡ 〜 ● 一 p − − o − ｡ − ■ 一 一 一 一 一 一
Surfacematerial Siliconwafer
Particlematerial Polystyrenelatex(PSL)
Particlediameter dID #m] 3.3， 2.0， 1.1， 0．55， 0．25 Airpressure P"[kPa] 100〜500
Distancebetween
surfaceandnozzle‑tip Q [mm] 6(NozzleA)， 3(NozzleB)
Jet●lmplnglngang●● le e 二deg] 30 Durationofairjett。
‐ー
S
ー ■ ■ l.0
Jetinyerval ti
一ｰ
S
‐ー 3.0
Relativehumidity
画一
%
］ 20〜25
一 一 一 ▽ − − ． − − − − 寺 一 一 一 ■ ＝ ･ 守 − ． ． − r 一 一 一 『 − − ． ． − ア ! ー − − ． ・ 守 一 ． 一 ・ ・ ・ 一 一 − ｡ ÷ ． ■ P ＝ ' 一･ ｰ ・ 言 一 . 一 一 ・ 一 一 一 一 一 弓 一 三 一 一 一 ・ ■ ロ ー テ ー ー ー 言 一 一 一 一 一 一 マ ー ー ー ー. 音 一 一 ・ ＝ ‐ ‐万 一 一 一, ー ‐ 寺 一 一 ．‐ . ． ー 一． ． ー
3 − 3 − 1 パ ル ス ジ ェ ッ ト に よ る 洗 浄 結 果
ノ ズ ル A を 用 い て l . 1 , 0 . 5 5 , 0 . 2 5 川 の 粒 子 が 付 着 し た ウ エ ハ 表 面 を 洗 浄 し た 時 の 飛 散 率 r L と パ ル ス 回 数 、 の 関 係 を F i g s . 3 ‑ 1 2 ， 3 1 3 に 示 す 。 こ れ ら の 図 を 見 る と 、 い ず れ の 粒 径 の 場 合 も
ジ ェ ッ ト 気 流 I 噴 射 回 数 が 増 す に つ れ て 飛 散 率 は 増 加 し て お り 、 断 続 的 に ジ ェ ッ ト 気 流 を I 噴 射 す る 効 果 が 大 き い こ と が わ か る 。 ま た 、 粒 径 お よ び 圧 力 P ! ' が 大 き い ほ ど パ ル ス 回 数 に よ る r し の 増 加 率 は 大 き く な っ て い る 。 さ ら に 、 粒 径 の 飛 散 率 に 及 ぼ す 影 響 について見ると、0．25川の場合(Fig.3‑13)はP．=500kPaのパル ス ジ ェ ッ ト を 1 0 0 回 I 噴 射 し て も 飛 散 率 は 9 0 ％ 弱 ま で し か 上 が っ て お ら ず 完 全 に 除 去 で き て い な い が 、 F i g . 3 ‑ 1 2 に 示 す よ う に 、 1 ． 1 川の粒子であればP"=500kPaのバルスジェットを約10回I噴射す れ ば ほ ぼ 完 全 に 除 去 で き 、 0 ． 5 5 川 の 粒 子 で あ れ ば P u = 5 0 0 k P a の バ ル ス ジ ェ ッ ト を 約 1 0 〜 1 5 回 噴 射 す れ ば ほ ぼ 完 全 に 除 去 で き て い る 。 0 . 2 5 川 に つ い て は さ ら に 圧 力 P u あ る い は パ ル ス 回 数 、 を 増 せ ば 完 全 に 除 去 で き る と 考 え ら れ る が 、 本 実 験 装 置 で は 耐 久 性 の 面 で さ ら に 圧 力 を ‐ 上 げ る こ と は 難 し く 、 ま た 、 む や み に パ ル ス 回 数 を 増 す の も 洗 浄 時 間 の こ と を 考 え る と 必 ず し も 好 ま し
い こ と で は な い 。
Fig.3‑12において縦軸のrl.はパルスn回目までの積算の飛散 率 の こ と で あ る が 、 こ の 図 よ り l . 1 j m と 0 ． 5 5 # m に つ い て パ ル ス n
回 目 か ら ( n ' l ) 回 目 ま で の 1 パ ル ス ご と の 飛 散 率 r ･ を 求 め 、 パ ル ス 回 数 に 対 し て プ ロ ッ ト し た も の を F i g ． 3 ‑ 1 4 に 示 す 。 こ の 図 を 見 る と 、 デ ー タ に ば ら つ き は あ る も の の 、 い ず れ の 粒 径 と 圧 力 に お い て も 1 パ ル ス ご と の 飛 散 率 r ・ は パ ル ス 回 数 に よ ら ず ほ ぼ 一定（1．1川,500kPaでは33.7%;0.55川,500kPaでは25.2%;l．1 川,400kPaでは22.2%;0.55#m,400kPaでは9.4%)になっているの が わ か る 。 こ の こ と か ら 、 パ ル ス ジ ェ ッ ト に よ っ て 起 こ る 粒 子 の 飛 散 は パ ル ス 回 数 に 関 係 な く ほ ぼ 同 じ 割 合 で 起 こ っ て い る と 考 え ら れ る 。
一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 寺 ・ 一 一 − 一 一 一 一 一 ・ ｡ ｡ 一 一 守 P 一 ℃ ▲ 一 一 G ‑ 一 一 一 一 一 一 一 = ̲ 一 一 一 一 ̲ 合 一 一 一 一 一 ▲ ‑ ‑ ‑ ‑ ‑ ‑ , . b − 毎 − 1 − − − − − 一 ‑ ‑ ‑ 一 一