專利名稱：清潔表面的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種清理表面污染粒子的清潔設(shè)備和方法。特別地，本發(fā)明涉及一種利用空氣動(dòng)力學(xué)原理的清潔方法和設(shè)備，特別適用于清理平滑襯底，比如硅晶片和類似的半導(dǎo)體產(chǎn)品，平板顯示器(FPD)，屏幕涂層(SC)或平板顯示器(FPD)掩膜，液晶顯示器(LCD)顯示屏，印刷電路板(PCB)和玻璃或光學(xué)表面，以及媒介，例如硬盤，CD和DVD，硬紙板，光學(xué)透鏡和設(shè)備的表面，金屬和塑料表面，賽璐珞片和膠片，及各種對(duì)污染粒子極其敏感的平面媒介和表面。
背景技術(shù)：
很多工業(yè)領(lǐng)域涉及到清潔平整或不平整的光滑表面。特別是，半導(dǎo)體行業(yè)的生產(chǎn)線和研發(fā)場所必須保持非常干凈的環(huán)境。FPD，CD，DVD，LCD行業(yè)和其他類似的生產(chǎn)線也是同樣。在這些行業(yè)，加工工藝對(duì)污染粒子極其敏感。因此，生產(chǎn)通常以不同等級(jí)的絕對(duì)無塵室管理，其中環(huán)境空氣不斷地過濾，以降低空氣傳播的污染粒子(包括超微末微粒)。但是，絕對(duì)無塵室仍然存在污染問題，主要是加工工藝本身引起和標(biāo)準(zhǔn)晶片鉗(比如，末端效應(yīng)器和真空夾盤)，其中標(biāo)準(zhǔn)晶片鉗普遍應(yīng)用在半導(dǎo)體行業(yè)和FPD行業(yè)。
特別地，在半導(dǎo)體行業(yè)中，清除晶片兩表面的污染粒子是很重要的。僅0.1微米(μm)量級(jí)的粒子存在于晶片正面，就能導(dǎo)致微電子失效。此外，當(dāng)晶片處于光刻工藝時(shí)，晶片表面必須完全平整。晶片通常被真空夾盤壓制接觸，如果任何5個(gè)粒子，即時(shí)只是微小尺寸(0.5μm或者更大)，存在于晶片背面，便可能導(dǎo)致晶片局部變形，而使光刻工藝不成功。另外，當(dāng)各晶片依次儲(chǔ)存在一標(biāo)準(zhǔn)晶片盒時(shí)，上層晶片背面的污染粒子可能掉入下層晶片正面。
除了半導(dǎo)體行業(yè)，平板顯示器(FPD)，液晶顯示器(LCD)，印刷電路板(PCB)硬盤，CD和DVD，以及很多產(chǎn)品的加工工藝，都對(duì)污染粒子極其敏感，這可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)量地明顯下降。
晶片和平板顯示器生產(chǎn)線，配置有許多清潔站，這些清潔站采用濕式清潔方法。在很多行業(yè)中，清潔站趨向采用干式清潔方法。
如上所述，絕對(duì)無塵室里的加工工藝，主要在半導(dǎo)體和平板顯示器行業(yè)上，仍然對(duì)小尺寸的污染粒子敏感。因此，廣泛地采用內(nèi)設(shè)清潔站。這樣的清潔站必須清潔襯底，但在操作和裝夾時(shí)，不能引進(jìn)新的污染粒子，以符合質(zhì)量控制規(guī)范，而質(zhì)量控制規(guī)范的要求日益嚴(yán)格?？ūP用于在清潔工藝中支持晶片，操作工具用于在清潔后卸載晶片。此外，很多情況下，各表面是不允許接觸的。比如，當(dāng)清潔背面時(shí)，不允許接觸晶片的正面，因?yàn)橛|摸可能引進(jìn)污染粒子，接觸可能直接損壞微電子圖案。因此，干式清潔設(shè)備在清潔工藝過程中能夠利用不接觸物體的方法清潔物體，將具有極大的價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
因而，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，提供一種從待清潔物體表面清除污染物的方法，該方法包括將一清潔設(shè)備與高壓氣源連接，所述清潔設(shè)備包括至少一個(gè)預(yù)設(shè)定微型橫向尺寸的高壓通道，其具有用于加速氣體的高壓出口，該高壓出口具有至少一個(gè)狹窄唇緣，出口和唇緣形成一個(gè)有效作用面；使所述清潔設(shè)備的該有效作用面與待清潔物體表面平行，并距離一預(yù)設(shè)定微小間隙，從而，在所述至少一個(gè)狹窄唇緣和待清潔表面之間，與設(shè)備一起形成一喉部，其中該間隙是喉部的寬度；在喉部，加速氣體到音速；據(jù)此，產(chǎn)生施加在污染物上的橫向空氣去除力。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述喉部寬度降低到一個(gè)預(yù)設(shè)定距離，以獲得高氣體流速梯度，據(jù)此控制質(zhì)量流量。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述喉部寬度是可調(diào)節(jié)的。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述喉部寬度在100微米至1000微米之間。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述喉部寬度大概在30微米至100微米之間。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述喉部寬度大概30微米或更小。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述狹窄唇緣呈銳利狀。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述高壓通道的橫向尺寸接近所述喉部的寬度。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述高壓通道的橫向尺寸明顯大于所述喉部的寬度。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述高壓通道的橫向尺寸明顯小于所述喉部的寬度。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述高壓氣源的壓強(qiáng)是可控制的。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述高壓氣源的壓強(qiáng)為5巴。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述高壓氣源的壓強(qiáng)為20巴。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述高壓氣源的壓強(qiáng)為100巴。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述方法還包括通過至少一個(gè)排泄通道排泄氣體，所述的至少一個(gè)高壓出口設(shè)置在其中，并具有位于裝置里的外部邊緣。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，利用真空裝置通過至少一個(gè)排泄通道排泄氣體。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述真空裝置和高壓氣源都調(diào)節(jié)至使得作用于待清潔物體的壓力為零。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述真空裝置排泄所有氣體，形成一個(gè)動(dòng)態(tài)封閉環(huán)境，以防止帶有污染物的氣體質(zhì)量流量逃逸到環(huán)境大氣。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，包括使設(shè)備的有效作用面相對(duì)待清潔物體運(yùn)動(dòng)。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)為有角度的運(yùn)動(dòng)。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)結(jié)合有直線運(yùn)動(dòng)。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)基本上平行物體表面和氣流在喉部加速的方向。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述設(shè)備的有效作用面歇地重新點(diǎn)對(duì)點(diǎn)部署，清理待清潔表面的各個(gè)局部部分。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述喉部的寬度由支撐物控制。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述喉部的寬度由非接觸支撐機(jī)構(gòu)控制。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述非接觸支撐機(jī)構(gòu)包括氣墊。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述氣體是空氣。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述氣體是氦氣。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述氣體是氮?dú)狻?br> 此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述氣體是被加熱的氣體。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，待清潔表面被加熱。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述氣體被周期性高頻波激發(fā)。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述氣體被壓電式激發(fā)。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述氣體利用聲頻信號(hào)激發(fā)。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，提供一種用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，該設(shè)備與一高壓氣源連接，其包括至少一個(gè)預(yù)設(shè)定微型橫向尺寸的高壓通道，其具有用于加速氣體的高壓出口，該高壓出口具有至少一個(gè)狹窄唇緣，出口和唇緣形成一個(gè)有效作用面，據(jù)此，當(dāng)使所述清潔設(shè)備的該有效作用面與待清潔物體表面平行，并距離一預(yù)設(shè)定微小間隙，從而，在所述至少一個(gè)狹窄唇緣和待清潔表面之間，形成一喉部，其中該間隙是喉部的寬度，并且當(dāng)氣體在喉部被加速至音速左右，產(chǎn)生作用在污染物上的橫向空氣去除力。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述喉部的寬度由一機(jī)械機(jī)構(gòu)控制。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述喉部的寬度由一氣動(dòng)機(jī)構(gòu)控制。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述喉部的寬度設(shè)置在100至1000微米之間。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述喉部的寬度設(shè)置在30至100微米左右。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述喉部的寬度設(shè)置為30左右或更小。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述狹窄唇緣為稅利狀。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述高壓通道的橫向尺寸接近喉部的寬度。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述高壓通道的橫向尺寸明顯大于喉部的寬度。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述高壓通道的橫向尺寸明顯小于喉部的寬度。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述高壓氣源的壓強(qiáng)是可控制的。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述高壓氣源的壓強(qiáng)為5巴。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述高壓氣源的壓強(qiáng)為20巴。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述高壓氣源的壓強(qiáng)為100巴。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述設(shè)備還包括通過至少一個(gè)排泄通道。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述至少一個(gè)排泄通道連接至一真空泵。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，該設(shè)備還包括一相對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，以使所述有效作用面和待清潔表面相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)提供直線運(yùn)動(dòng)。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)提供角度運(yùn)動(dòng)。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)使動(dòng)作結(jié)合有直線運(yùn)動(dòng)。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)由機(jī)械機(jī)構(gòu)提供。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)由氣動(dòng)機(jī)構(gòu)提供。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述設(shè)備的有效作用面設(shè)置為可歇地重新點(diǎn)對(duì)點(diǎn)部署，清理待清潔表面的各個(gè)局部部分。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述清潔頭由機(jī)械機(jī)構(gòu)支撐。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述清潔頭由氣墊支撐。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述待清潔物體由機(jī)械機(jī)構(gòu)接觸性支撐。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述待清潔物體由非接觸機(jī)構(gòu)支撐。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述清潔頭集成在非接觸支撐平臺(tái)上。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述高壓出口為伸長狀。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述至少一唇緣包含至少兩伸長狀唇緣，據(jù)此兩相對(duì)的喉部寬度完全相等。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述至少一唇緣包含至少兩伸長狀唇緣，據(jù)此兩相對(duì)的喉部具有不同的寬度。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述至少一唇緣包含至少兩伸長狀唇緣，據(jù)此形成兩相對(duì)的喉部，其中通道充分垂直于待清潔物體表面。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述至少一唇緣包含至少兩伸長狀唇緣，據(jù)此形成兩相對(duì)的喉部，其中通道相對(duì)待清潔物體表面傾斜設(shè)置。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述高壓出口為環(huán)形。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述有效作用面是平面。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述有效作用面是弓形的。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述有效作用面的形狀與待清潔物體表面形狀相對(duì)應(yīng)。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述至少一個(gè)高壓通道設(shè)置有一限流器。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述限流器具有自適應(yīng)回位彈簧的特性。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述限流器是機(jī)電控制閥。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，該設(shè)備還設(shè)置有至少一氣體排泄通道，該氣體排泄通道包含有一限流器。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，該設(shè)備設(shè)置有至少兩個(gè)充分平行的高壓出口。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，該設(shè)備包含至少兩個(gè)充分垂直的高壓出口。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，該設(shè)備設(shè)置有至少一個(gè)高壓出口，該出口被分成可以獨(dú)立操作的部分。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，該設(shè)備包含至少一個(gè)高壓出口，該出口可在兩連續(xù)的清潔工序間重新部署。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，該設(shè)備包含至少一個(gè)高壓出口，該出口平行于物體。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，提供一種清潔系統(tǒng)，該清潔系統(tǒng)用于從待清潔物體表面清除污染物，并與一高壓氣源連接，該系統(tǒng)包括至少一清潔頭，該清潔頭包括至少一高壓通道，該高壓通道具有一預(yù)設(shè)定的微型橫向尺寸，并有一用于加速氣體的高壓出口，該高壓出口具有至少一狹窄唇緣，該出口和唇緣形成一有效作用面，支撐機(jī)構(gòu)用于支撐待清潔物體；
相對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其用于提供待清潔物體表面和所述至少一清潔頭之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，據(jù)此，當(dāng)使所述清潔設(shè)備的該有效作用面與待清潔物體表面平行，并距離一預(yù)設(shè)定微小間隙，從而，在所述至少一個(gè)狹窄唇緣和待清潔表面之間，形成一喉部，其中該間隙是喉部的寬度，當(dāng)在喉部加速氣體到音速時(shí)，產(chǎn)生作用在污染物上的橫向去除力。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，該系統(tǒng)設(shè)置為適合圓形待清潔物體。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，該系統(tǒng)設(shè)置為適合矩形待清潔物體。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述支撐機(jī)構(gòu)包括一支撐物體的平臺(tái)，至少局部無接觸地通過氣墊支撐物體的至少一邊。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述氣墊真空預(yù)載。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述支撐機(jī)構(gòu)包括一部分接觸地支撐物體的平臺(tái)。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，利用摩擦力的機(jī)械機(jī)構(gòu)通過移動(dòng)物體提供相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，利用夾緊的機(jī)械機(jī)構(gòu)通過移動(dòng)物體提供相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，至少一清潔頭是可移動(dòng)的，以提供相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述至少一清潔頭和待清潔物體均可移動(dòng)，以提供相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，該系統(tǒng)還包括加熱裝置。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述加熱裝置包括用于加熱氣體的加熱器。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述加熱裝置包括一用于加熱待清潔物體表面的加熱器。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，設(shè)置有加濕裝置，其用于弄濕待清潔表面，以降低作用在污染物上的粘著力。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，設(shè)置有一離子發(fā)生器，以使氣體離子化。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，設(shè)置有一激振器用于激發(fā)氣體至高頻周期性波動(dòng)。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，設(shè)置有一光掃描器，其用于檢查待清潔物體表面和監(jiān)測(cè)污染物的清除。


為更好地理解本發(fā)明，以及認(rèn)識(shí)其實(shí)際應(yīng)用，提供以下參考附圖。值得注意的是，本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于附圖中給出的實(shí)施例。相同的零件用相同的附圖標(biāo)記標(biāo)識(shí)。
圖1a為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，具有一平坦有效作用面的伸長清潔頭的示意圖；圖1b為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，具有一平坦有效作用面的環(huán)形清潔頭的示意圖；圖1c為圖1a的清潔頭鄰近待清潔面的橫截面剖視圖，該清潔頭具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)；圖1d為圖1c的清潔頭喉部的局部放大圖，該清潔頭具有流線型喉部；圖1e為圖1c的清潔頭喉部的局部放大圖，該清潔頭具有稅利的喉部；圖1f至圖1h為圖1c具有銳利喉部的清潔頭的各種設(shè)計(jì)方案；圖2a為根據(jù)根發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例的清潔頭的側(cè)視圖，該清潔頭具有弓形作用面作用面；圖2b為根據(jù)根發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例的清潔頭底部側(cè)視圖，該清潔頭具有彎曲作用面；圖3a為根據(jù)根發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例，圖1e的喉部的橫截面剖視圖，其中接近喉部的壓力通道的寬度“a”大于喉部寬度“ε”，在喉部產(chǎn)生徑向加速流；圖3b為根據(jù)根發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例，圖1e的銳利喉部的橫截面剖視圖，其中接近喉部的壓力通道的寬度“a”與喉部寬度“ε”相近，在喉部產(chǎn)生流分離區(qū)；圖3c為根據(jù)根發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例，圖1e的銳利喉部的橫截面剖視圖，其中接近喉部的壓力通道的寬度“a”小于喉部寬度“ε”，在喉部產(chǎn)生沖擊波；圖4a為去除力作用下的圓形粒子的橫截面剖視圖；圖4b為去除力作用下的非規(guī)則粒子的橫截面剖視圖；圖5a為粒子和邊界層相互作用的橫截面剖視圖，其中粒子尺寸大于邊界層厚度；圖5b為粒子和邊界層相互作用的橫截面剖視圖，其中粒子尺寸小于邊界層厚度；圖6a為工作的清潔頭靠近待清潔表面的橫截面局部剖視圖；圖6b為橫向方向的去除力的特性示意圖，該橫向方向平行于流體流動(dòng)方向；圖7a至圖7c為根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的覆蓋清潔區(qū)域的光掃描模式示意圖；圖7d為對(duì)長污染粒子施加雙向去除力的方法示意圖；圖8a為根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的具有接觸式平臺(tái)和清潔頭的機(jī)構(gòu)示意圖；
圖8b為根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的具有非接觸式平臺(tái)和清潔頭的機(jī)構(gòu)示意圖；圖8c為根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的具有非接觸式平臺(tái)的機(jī)構(gòu)，其中清潔頭漂浮于待清潔襯底之上的示意圖；圖8d是圖8c所示機(jī)構(gòu)的清潔頭的底視圖；圖9a為根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的非接觸圓形平臺(tái)，其中平臺(tái)上集成有清潔頭的示意圖；圖9b為根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例的非接觸圓形平臺(tái)，其中平臺(tái)上集成有活動(dòng)的小清潔頭的示意圖；圖9c為根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例的清潔設(shè)備的幾種可選機(jī)構(gòu)，其中兩個(gè)或更多清潔頭結(jié)合成一體；圖10a至圖10e為根據(jù)本發(fā)明的幾個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，清潔設(shè)備的機(jī)構(gòu)執(zhí)行旋轉(zhuǎn)清潔動(dòng)作的示意圖，其中采用各種圓形平臺(tái)；圖10f至圖10j為根據(jù)本發(fā)明的另外幾個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，清潔設(shè)備的機(jī)構(gòu)執(zhí)行直線清潔動(dòng)作的示意圖，其中采用各種非接觸平臺(tái)；圖10k至圖10n為根據(jù)本發(fā)明的另外幾個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，清潔設(shè)備的機(jī)構(gòu)執(zhí)行直線清潔動(dòng)作的示意圖，其中采用各種接觸式平臺(tái)；圖11為根據(jù)本發(fā)明的幾個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的帶有外圍設(shè)備的清潔系統(tǒng)示意圖；圖12a至圖12d為根據(jù)本發(fā)明的各優(yōu)選實(shí)施例，基于流體回位彈簧限流器的可選非接觸式平臺(tái)。
具體實(shí)施例方式
在許多加工工藝，比如半導(dǎo)體行業(yè)或平板顯示器行業(yè)中，以及其他類似加工工藝(比如，液晶顯示屏加工工藝和玻璃表面，以及媒介，如硬盤，CD和DVD，硬紙板，光學(xué)透鏡和設(shè)備的表面)，及各種必須極其干凈否則可能導(dǎo)致減產(chǎn)的產(chǎn)品的表面。這就是為何需要在絕對(duì)無塵室進(jìn)行產(chǎn)品加工。雖然在絕對(duì)無塵室里操作，但是很多時(shí)候各表面還是會(huì)被污染，而影響了產(chǎn)量。
本發(fā)明提供一種新的獨(dú)特的清潔設(shè)備，該設(shè)備利用空氣動(dòng)力學(xué)的方法，可以用于清潔各表面上的任何污染物。本發(fā)明中，清潔包括任何污染物，比如粒子或液體，的去除和表面干燥。一種表面清潔設(shè)備，這里例舉了幾個(gè)最佳實(shí)施例，包括一個(gè)外殼，該外殼設(shè)置有清潔頭，該清潔頭的出口連接至高壓氣源，通過它空氣(或其它氣體)被注入，更適宜地，，利用真空力空氣通過其他通道被吸入。
其實(shí)，本發(fā)明的清潔頭是為了產(chǎn)生一充分平行(下面用“平行”)的高速流，以在接近待清潔表面產(chǎn)生巨大的平行去除力，使污染粒子分離，并清除出表面。
清潔頭的出口唇緣優(yōu)化設(shè)置，以產(chǎn)生最大的平行去除力，使通過的質(zhì)量流量達(dá)到最小。當(dāng)清潔頭的唇緣和待清潔表面非常接近時(shí)，這些對(duì)立的要求可以實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的一個(gè)重要特征是，在清潔頭和待清潔表面間形成一微型尺寸的動(dòng)態(tài)喉部。在一側(cè)，該動(dòng)態(tài)喉部的唇緣根據(jù)特殊空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)(隸屬于清潔頭)，在另外一側(cè)，有一待清潔的平坦表面(比如平板顯示器晶片或其他類似物)。該喉部也控制通過的質(zhì)量流量。流體沿喉部被迅速加速，達(dá)到最大速度時(shí)，邊界層厚度保持很小，從而，作用在粒子上壓力和剪切力(此后用“去除力”表示)最大化。本發(fā)明考慮使用微型尺寸，是為了明顯按比例縮小空氣動(dòng)力學(xué)特征，該特征與流體(比如邊界層厚度)有關(guān)，并限制通過的質(zhì)量流量，從而獲得有效益的工藝，防止因大量質(zhì)量流參與而引入額外粒子，污染表面的危險(xiǎn)性增加。該喉部的空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)是為了最小化邊界層增厚，以獲得1.大的速度梯度和因此獲得的作用在粒子上的大剪切力；2.最大壓力恢復(fù)，以獲得全部潛在的推動(dòng)粒子的側(cè)向力。
當(dāng)除了喉部的狹窄寬度之外，喉部的橫向尺寸也保持很小，使得流體被加速至高速時(shí)，該目的可以獲得。當(dāng)邊界層厚度小時(shí)，法向速度梯度大，因此剪切力明顯增大。進(jìn)一步增加剪切力可以通過在喉部入口產(chǎn)生一分流區(qū)獲得，該喉部連接清潔頭的壓力通道的出口的唇緣。為了產(chǎn)生這樣的分流，空氣必須在壓力通道中被加速到相對(duì)高的亞音速。此時(shí)，通過使用一空氣動(dòng)力裝置(分離區(qū))，使該喉部寬度變得較小，結(jié)果增加了去除力。當(dāng)壓力通道出口的流速進(jìn)一步增加時(shí)，另一空氣動(dòng)力裝置，一正激波動(dòng)產(chǎn)生。該正激波在與待清潔表面撞擊前，在流體中抵消。結(jié)果，喉部寬度變更小，相應(yīng)地去除力增加。當(dāng)需要很高的去除力(主要用于清除超微末微粒)時(shí)，可以選擇使用這些裝置。這些裝置明顯降低了通過的質(zhì)量流量，由于從清潔頭到待清潔物體表面間的距離可以大一些，它們?cè)诮档徒佑|風(fēng)險(xiǎn)上意義重大，但有效的喉部寬度變得很小，從空氣動(dòng)力學(xué)的角度說它是優(yōu)選尺寸。
當(dāng)清潔頭的唇緣與待清潔表面非常接近時(shí)，清潔設(shè)備的效率大大提高。
一般情況下，如果要去除微粒，喉部的寬度(此后用“ε”表示)在30微米左右或更小。去除中型尺寸的粒子時(shí)，喉部的寬度優(yōu)選在大約30微米至100微米之間。而對(duì)于粗粒子，喉部的寬度優(yōu)選在大約100微米至1000微米之間。對(duì)應(yīng)于喉部寬度的小尺寸，喉部的長度(基本上是清潔頭的通道出口的唇緣寬度)也優(yōu)選微型尺寸，優(yōu)選和寬度在一個(gè)數(shù)量級(jí)，以最大化剪切力，但也限制作用在表面上的壓力。
相應(yīng)地，形成一長的微型清潔區(qū)，當(dāng)在長清潔頭的邊緣應(yīng)用空氣動(dòng)力學(xué)機(jī)構(gòu)，以將外部區(qū)域和內(nèi)部處理區(qū)隔離時(shí)，本發(fā)明的清潔工藝便在動(dòng)態(tài)封閉的微型室里進(jìn)行。不管清潔頭是否是加長的，通過使用圓形真空泵吸入帶有已清除粒子的空氣。
本發(fā)明的清潔設(shè)備可以用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)清潔個(gè)別粒子，其中粒子的位置由一粒子檢查系統(tǒng)檢測(cè)。當(dāng)待清潔表面和清潔頭可作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，它也可以用來清潔一個(gè)整體表面。當(dāng)為清潔整個(gè)表面設(shè)計(jì)時(shí)，推薦使用一伸長的清潔頭，以更快地清潔。顯然，勝于用一個(gè)伸長的清潔頭的是同時(shí)用幾個(gè)清潔頭。
為優(yōu)化清潔工藝，優(yōu)先采用清潔頭可充分平行于待清潔表面移動(dòng)，清潔頭是平的或者流線型的，移動(dòng)方向必須是充分平行于喉部流體的方向，但只要整個(gè)表面被掃描，45度或者更大的角度也是可以被實(shí)施的。為了最大化清潔性能，建議制定清潔周期，使掃描動(dòng)作執(zhí)行幾次。當(dāng)使用這樣的清潔周期時(shí)，優(yōu)先采用使掃描動(dòng)作在不同的橫向方向。
供給壓強(qiáng)與清潔性能關(guān)系最大。根據(jù)供給壓強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)，清潔任務(wù)可以按以下分類1.對(duì)于要求低壓清潔，建議使用5巴的壓強(qiáng)。
2.對(duì)于要求中等壓力清潔，建議使用20巴的壓強(qiáng)。
3.對(duì)于要求高壓清潔，優(yōu)選壓強(qiáng)為100巴。
這種分類也與喉部寬度“ε”有關(guān)系，其中優(yōu)先采用如下方案，清潔壓力要求越高，寬度“ε”越小，相應(yīng)地，喉部長度越小。一般而言，對(duì)于越小尺寸的污染粒子，需要越高的粒子清潔性能。當(dāng)供給壓強(qiáng)大于2巴或者當(dāng)利用真空泵吸氣執(zhí)行排放時(shí)，喉部兩邊的壓力比率足夠大產(chǎn)生高速流，在喉部區(qū)域達(dá)到音速和下游達(dá)到超音速。
來自高蓄壓器的空氣或者其它可選氣體，比如氮?dú)饣蚝?其他氣體也可能可以用)，如果需要，可以用來(a)產(chǎn)生惰性環(huán)境，(b)利用氣體的熱力學(xué)特性。
圖1a展示了，下面根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的空氣刮除設(shè)備的伸長清潔頭10的等距側(cè)示意圖。該伸長的直的清潔頭適合用于，通過與待清潔表面相對(duì)掃描運(yùn)動(dòng)，清潔大的區(qū)域。它具有壓力連接器20和真空源連接器30。該清潔頭10的朝向面11可以在底部看到。典型地，該朝向面11具有一在中間的壓力出口21和兩個(gè)(可選)真空出口31，通過唇緣12與壓力出口分隔，其中唇緣12位于朝向面11上。在加工工藝中，可以執(zhí)行清潔平坦表面，比如晶片或者平板顯示器，或者頻繁地清潔晶片和平板顯示器處理設(shè)備的接觸面，以降低因無意的體接觸而產(chǎn)生的背面污染。
圖1b展示了本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例的空氣刮除設(shè)備的圓形清潔頭10a的等距示意圖。該環(huán)形清潔頭適用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)清潔工藝，特別是當(dāng)工藝中采用檢查系統(tǒng)，檢測(cè)特定位置的污染物的存在。它具有類似的壓力連接器20和真空源連接器30。環(huán)形清潔頭的朝向面11可以從底部看到。典型地，該朝向面11具有一基本位于中心的壓力出口21，其由環(huán)形真空出口31圍繞。該清潔頭10的環(huán)形唇緣12在朝向面11上，并將中心壓力出口21與周圍環(huán)形真空出口31隔離。
圖1c是圖1a中伸長的清潔頭10的橫截面剖視圖。該清潔頭10具有鏡像對(duì)稱結(jié)構(gòu)。然而，在很多方面，圖1b中的環(huán)形清潔頭10a的橫截面剖視圖是相似的。該清潔頭10具有基本不同類型的管連接器，一個(gè)連接器或者更多個(gè)用于高壓源20，而一個(gè)或者更多個(gè)用于真空源30。高壓通道22連接至高壓源20，其高壓出口21在清潔頭10的朝向面11。真空通道32連接至真空源20，其真空出口31在清潔頭10的朝向面11上。朝向面10充分平行并接近待清潔物體100的表面99。待清潔表面99和清潔頭10的朝向面11間的間隙此后用希臘字母“ε”表示。出口21和31，以及唇緣12與朝向面11形成一微型室。唇緣12為分隔高壓通道22與真空通道32的墻壁的邊緣。唇緣12具有寬度“b”，高壓通道的寬度為“a”，真空出口31的寬度為“d”。清潔頭10的外壁13寬度為“c”。外壁13可以在朝向面11范圍內(nèi)，但距離表面99有一距離“e”，它大于“ε”。限流器23的設(shè)置是可選的，比如SASO設(shè)備(一種機(jī)械限流器，參見WO 01/14782，WO 01/14752，WO 01/19572，和相應(yīng)美國專利US 6,644,703和US 6,523,572)或者在高壓通道22內(nèi)設(shè)置壓力控制閥(通常電子控制)，以提供流體回位彈簧特性。為了節(jié)約真空源，可以選擇不同的限流器33，也優(yōu)選空氣阻力較小的SASO管口，相應(yīng)地高壓通道也選用相同的SASO管口，或者在真空通道32設(shè)置其他流體控制閥。
動(dòng)態(tài)微型密封室由密封的清潔區(qū)動(dòng)態(tài)隔離形成?？梢酝ㄟ^使用圓周真空泵31獲得，它吸走帶有被清除粒子的空氣，并通過寬度“e”的通道13吸進(jìn)少量環(huán)境空氣，但與外界環(huán)境相互影響很小。
當(dāng)清潔頭10接近表面99時(shí)，高壓空氣從通道22流向出口21，經(jīng)過唇緣12與表面99間的一很小的間隙“ε”，被真空出口31通過與真空連接器30(連接至真空儲(chǔ)蓄器)連接的通道32吸走。唇緣12和表面99間的微型區(qū)域以下用“喉部”區(qū)表示。因?yàn)榍鍧嶎^10具有鏡像對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，所以在兩相對(duì)的喉部形成兩個(gè)相對(duì)的微型清潔區(qū)。喉部具有一很狹窄的寬度，用字母“ε”表示。該喉部區(qū)域是產(chǎn)生高去除力的地方。待清潔物體100的表面99和清潔頭10的唇緣并不都靜止，其中之一或者兩者橫向運(yùn)動(dòng)，以產(chǎn)生相對(duì)掃描運(yùn)動(dòng)，滿足覆蓋和清潔大面積或從一個(gè)點(diǎn)至另一個(gè)點(diǎn)的移動(dòng)(在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)清潔模式中)。雖然圖1c中顯示了對(duì)稱設(shè)置，清潔頭的兩相對(duì)喉部可以是不同的，其中，比如，首先掃描的喉部設(shè)計(jì)用來清潔大的顆粒，而其次的喉部(相對(duì)的喉部)，優(yōu)選較小寬度，設(shè)計(jì)用來清潔小尺寸顆粒?？傊枚鄠€(gè)清潔頭可以形成多步驟清潔工藝。采用多步驟清潔工藝，可以通過調(diào)節(jié)壓力和喉部寬度，以及重復(fù)幾遍。
圖1d是根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例的空氣刮除設(shè)備的清潔頭10的喉部橫截面示意圖。該喉部具有流線型輪廓的唇緣12a?？諝饬髟诟邏和ǖ?2中被迅速加速，通過待清潔表面99和通道22與通道32間壁16的唇緣12a，最終由真空通道32吸走。具有特殊形狀的喉部15具有微小寬度“ε”和微小長度“τ”。因?yàn)樵诤聿窟M(jìn)行清潔，被清除的粒子通過真空通道32排出。
圖1e是本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例的空氣刮除設(shè)備清潔頭10的喉部18b的橫截面剖視圖。該喉部18b具有銳利唇緣12b。氣流在高壓通道22被迅速加速，經(jīng)喉部15，最終通過真空通道32吸走。其中喉部15形成于待清潔表面和銳利唇緣12b間，該唇緣12b位于通道22和通道32間的壁16。銳利喉部15具有微小寬度“ε”。然而，與具有流線型輪廓的唇緣12a相比，該設(shè)計(jì)用于產(chǎn)生一消失的喉部長度(由于加工原因，還存在微小長度)。由于是在喉部進(jìn)行清潔，被清除的粒子通過真空通道32排出。
圖1f是根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，圖1a和圖1b清潔頭高壓通道22的出口附近橫截面剖視圖。通道22的中心線202充分垂直于待清潔物體表面99。該橫截面剖視圖具有至少兩個(gè)相對(duì)喉部中的一個(gè)喉部15，其中每個(gè)相對(duì)喉部的氣流方向基本相反。清潔頭的朝向面11與待清潔物體表面平行，并且兩表面間的距離基本均勻，該距離為喉部寬度“ε”。
圖1g是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，類似圖1f的設(shè)計(jì)。但是通道22的中心線202基本與待清潔物體表面99傾斜。圖1h是根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例，類似圖1f的設(shè)計(jì)。其中，清潔頭設(shè)計(jì)成兩種尺寸，比如圖1a中的伸長的清潔頭，但喉部15的寬度“ε2”小于其相對(duì)的喉部寬度“ε1”。這種設(shè)計(jì)分成兩步清潔工藝，其中當(dāng)清潔頭向左相對(duì)于待清潔物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，大的粒子首先被清除，清潔頭和大粒子間的機(jī)械接觸風(fēng)險(xiǎn)較小，該機(jī)械接觸可能損壞待清潔物體或清潔頭。其次，具有更好效果的小寬度“ε1”喉部15清除小尺寸粒子。
圖2a是根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例，空氣刮除設(shè)備的清潔頭側(cè)視圖。該清潔頭10b具有非平面朝向面11b，該朝向面11b與待清潔物體100的非平面表面11b相對(duì)應(yīng)。清潔非平面表面，比如光學(xué)透鏡，可以在透鏡的加工工藝或者透鏡的整個(gè)使用過程中進(jìn)行，用于污染環(huán)境，比如粉塵環(huán)境下的光學(xué)鏡片清潔。
圖2b是根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例，空氣刮除設(shè)備清潔頭的側(cè)視圖。該清潔頭具有彎曲的朝向面11c，適用于清理相對(duì)應(yīng)的曲面。
在喉部區(qū)域，沿很小長度，產(chǎn)生高的去除力。為了最大化清潔性能，可以使用流場。參見圖3a，展示了圖1b中的稅利邊緣的放大圖。圖3a示意性闡明了稅利喉部18b的橫截面剖視圖。該喉部18b是兩個(gè)相對(duì)喉部中的一個(gè)，具有銳利唇緣12b。氣流在高壓通道22中被迅速加速，經(jīng)喉部15，最終由真空通道32排出。其中喉部15形成于待清潔表面99和銳利唇緣12b間，唇緣12b位于通道22和通道32的壁16上。該銳利喉部15具有微小的寬度“ε”。相對(duì)于本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例，當(dāng)高壓通道22(在出口21，接近喉部區(qū)域)的橫向?qū)挾取癮”(橫向尺寸)比“ε”大，在高壓通道22內(nèi)形成向著表面99的低速氣流，如小箭頭41所示，因此出口21(接近表面99)的動(dòng)態(tài)壓力相對(duì)于駐點(diǎn)壓力很小。相應(yīng)地，形成放射流線譜42。其中流體只有在喉部區(qū)域被加速。
在圖3b中，高壓通道22(在出口21，接近喉部區(qū)域)的寬度“a”與“ε”基本一樣。相應(yīng)地，在通道22中產(chǎn)生向著表面99的高速氣流，如較大箭頭43所示，結(jié)合喉部銳利邊緣的氣流分離區(qū)44因此產(chǎn)生。結(jié)果，存在根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)成形的喉部，該喉部的有效寬度小的多。從而，通過調(diào)整“a”，喉部的有效寬度可以明顯大于它的物理寬度。它主要具有以下兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)(a)邊界層厚度被縮小，因而清除小尺寸的粒子更有效。(b)從系統(tǒng)穩(wěn)定性考慮，以及為了降低變形風(fēng)險(xiǎn)(機(jī)械損壞)，優(yōu)先采用工作在較寬機(jī)械寬度“ε”(待清潔物體15與清潔頭的距離)，另一方面具有明顯較小有效喉部寬度相關(guān)的性能。
在圖3c中，高壓通道22(在出口21，接近喉部區(qū)域)的橫向?qū)挾取癮”小于“ε”。相應(yīng)地，高速氣流(接近音速)，在通道22中產(chǎn)生，流向表面99，如更大的箭頭45所示。在出口21，氣流進(jìn)一步被加速至相對(duì)低的超音速。因?yàn)闅饬鞅仨氉兿?，所以在出?1下形成一滯流區(qū)，但壓力恢復(fù)通過滯流沖擊波裝置46提供。因?yàn)闆_擊波的馬赫數(shù)接近音速的馬赫數(shù)(M＝1)，壓力損失并不明顯。沖擊波裝置是另一個(gè)使根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)成型的喉部具有較小的有效寬度。實(shí)際上，可以得到機(jī)械寬度和有效寬度的比例是2。在這種情況下，同樣通過調(diào)節(jié)“a”，喉部的有效寬度能夠明顯大于它的機(jī)械寬度，但同樣流型是改變的。降低喉部有效寬度的好處已在圖3b中作了總結(jié)。
少量的微米級(jí)或者超細(xì)粒子的清理需要用高的去除力。作用在粒子上的去除力有兩部分，作用在相同的方向(流向)1.側(cè)面拉力或壓力2.剪切力本發(fā)明的主要目的是最大化這些力，同時(shí)通過合并，優(yōu)化所有去除力，比如兩個(gè)力的最佳性能都集中在一個(gè)地方。
參見圖4a，圖中展示了附著在待清理表面99的一個(gè)球形粒子50，被作用于橫向氣流，用氣流線59表示。這是粒子附近流向的微觀圖，其中粒子位于喉部區(qū)域(圖中未顯示)。因?yàn)榱Ｗ訐碛腥S特征，作為氣流的障礙物，氣流線59同樣是三維特征(簡潔起見，圖中只畫了一條氣流線)。只有在粒子的下游，才產(chǎn)生氣流分隔，以及微量尾流55。當(dāng)氣流到達(dá)粒子前時(shí)，產(chǎn)生一去除壓力53，在高壓力作用(流向)在粒子區(qū)域，產(chǎn)生一滯流區(qū)52。在對(duì)面，小得多的壓力作用在粒子的下游面。此外，因?yàn)闅饬魇且羲贇饬?，所以隨著氣流進(jìn)一步加速(至較低超音速)，形成貼著粒子上表面的滯流沖擊波58。在這種情況下，弱邊的壓力進(jìn)一步降低。一般而言，流向壓力是粒子上游面的壓力和下游面壓力之差。作用在粒子55上表面的流向剪切力54取決于粘度。相應(yīng)地，它與氣體的熱力學(xué)性能(粘性系數(shù))有關(guān)，并取決于法線(表面的)速度梯度。
這兩個(gè)補(bǔ)充流向去除力產(chǎn)生一側(cè)向合力，以移動(dòng)粒子，使之與表面分離。然而，在很多情況下，這不是主要機(jī)理，因?yàn)榱Ｗ邮紫葧?huì)被相對(duì)于旋轉(zhuǎn)點(diǎn)51轉(zhuǎn)動(dòng)而與表面分離，因?yàn)樗蛔饔糜诹?注意，剪切力力矩是壓力力矩的兩倍)。當(dāng)粒子50剛好是圓形時(shí)，支持力對(duì)力矩的抵抗力很小，因?yàn)橹С至ο鄬?duì)于旋轉(zhuǎn)點(diǎn)51的力矩很小。圖4b顯示了和圖4a類似的情況，但粒子50a的形狀是不規(guī)則的。在這種情況下，考慮到粒子的特殊形狀，旋轉(zhuǎn)點(diǎn)51a偏移支持力的位置。因此，考慮到支持力相對(duì)旋轉(zhuǎn)點(diǎn)51a的力矩較大，能夠阻礙氣體力矩。對(duì)于這種支持力矩，利用轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)理使粒子離開物體表面，所需的去除力要比分離類似尺寸的球形粒子要大的多。
通常粒子尺寸越大，外形就越不規(guī)則，而尺寸越小，越規(guī)則，就越接近球形。一般而言，清除一粒子(作用于粒子側(cè)面)所需的去除力隨粒子尺寸的增加而降低。結(jié)合這兩點(diǎn)，一方面，似乎粒子的形狀效應(yīng)對(duì)大粒子影響較大，其中所需去除力相對(duì)較小，另一方面，形狀效應(yīng)對(duì)小粒子影響較小，其中不需因?yàn)樾螤疃黾尤コΓ枰幂^大的去除力。
對(duì)于本發(fā)明的方法和設(shè)備的清潔效率而言，空氣動(dòng)力是粒子和邊界層間的相互作用。圖5a示意地展示了這樣的相互作用，其中粒子50a的尺寸大于邊界層57厚度“δ”。文獻(xiàn)記載有很多關(guān)于邊界層厚度的有用的定義。但是，去除力的實(shí)際厚度將用“δ1”，其中“δ1”是邊界層慣量相對(duì)低的范圍，因此壓力53a明顯增加。當(dāng)大尺寸粒子與邊界層結(jié)合，壓力恢復(fù)幾乎超越完全潛流。這直接表明了壓力的作用，其中壓力源(或者滯流壓力)越高，作用在粒子的橫向力就越高。剪切力54取決于局部速度梯度，并且不受邊界層的弱部(接近表面99的亞表層)明顯影響。此外，產(chǎn)生局部剪切力比在光滑表面產(chǎn)生的剪切力更高，因?yàn)檫吔鐚釉诹Ｗ禹敳烤植渴湛s。在相對(duì)較大的粒子情況下，壓力和剪切力直接與作用面積有關(guān)，其中各力是疊加的。一般而言，典型尺寸降低，這些力降低是典型尺寸的平方。
圖5b展示了粒子50b的典型尺寸小于邊界層57的厚度“δ”。在這種情況下，粒子主要屈服于實(shí)際厚度為“δ1”的邊界層的弱部，因此，壓力53b的強(qiáng)度明顯增加，壓力恢復(fù)沒有達(dá)到它的完全潛流。剪切力54不會(huì)受邊界層的弱部明顯影響。結(jié)果，在相對(duì)小的粒子情況下，只有剪切力直接和作用面積相關(guān)(隨著粒子典型尺寸的減少而降低)，而壓力當(dāng)?shù)湫统叽鐪p少時(shí)，消逝更快。因此，對(duì)于大粒子，壓力是去除力的主要部分，但是對(duì)于小粒子的去除力要求，剪切力起主要作用。
對(duì)于清除小粒子，特別是超細(xì)粒子，的效率，粒子典型尺寸和邊界層間距離是很重要的。本發(fā)明中，減少喉部區(qū)域的物理尺寸，并在喉部形成微型活動(dòng)清潔區(qū)，是很重要的。當(dāng)喉部寬度很小時(shí)，利用上述其中一個(gè)氣動(dòng)裝置產(chǎn)生一狹窄喉部，從而形成優(yōu)選特征，邊界層厚度也變小。當(dāng)喉部長度變小(特別是銳利喉部)時(shí)，氣流迅速沿下游很短距離加速成一聲速流。根據(jù)邊界層厚度的增長特性，距離氣源越近，邊界厚度層厚度越小。微型尺寸和迅速加速(到達(dá)聲速需要小于10微米)使得在喉部區(qū)域具有幾乎消失的邊界層厚度，其中氣流在喉部區(qū)域達(dá)到聲速。該喉部區(qū)域是去除力最有效的區(qū)域，此外，下游去除力變小。這當(dāng)然和上文提到的粒子和邊界層之間的相互作用有關(guān)系。隨著邊界層厚度變小，越小的粒子屈服于完全潛側(cè)壓力，而不會(huì)有明顯損壞效應(yīng)，這種損壞效應(yīng)由邊界層的弱流部分產(chǎn)生。
為了針對(duì)清潔大表面，執(zhí)行有效的清潔工藝，建議利用本發(fā)明的清潔頭執(zhí)行掃描運(yùn)動(dòng)。清潔頭和待清潔表面采用相對(duì)運(yùn)動(dòng)。圖6a展示了一對(duì)稱清潔頭的表面11接近并朝向待清潔物體表面99。朝向面11形成于清潔頭的唇緣，其中高壓通道22的出口和真空通道32的入口呈現(xiàn)在表面11上。清潔頭銳利邊唇緣和待清潔表面99間的狹窄通道為喉部15。通過橫向移動(dòng)清潔頭，方向如箭頭61所示，形成相對(duì)運(yùn)動(dòng)。建議相對(duì)掃描運(yùn)動(dòng)的方向充分平行于高速流的方向(參見通道22和通道32間的箭頭)。橫向運(yùn)動(dòng)為朝向面11和待清潔表面99間的充分平行運(yùn)動(dòng)，而間隙“ε”控制氣流，并影響清潔效率。定義一軸線X平行于掃描運(yùn)動(dòng)方向61，原點(diǎn)X0在對(duì)稱線上，Xt表示原點(diǎn)到喉部15的銳利邊緣的距離。圖6b展示了去除力的空間分布。然而，當(dāng)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，待清潔表面的每個(gè)點(diǎn)最終會(huì)被作用于最大的去除力。因此，掃描速率最好是限定的，以保證有足夠的時(shí)間清除粒子。由于微型粒子的超低質(zhì)量，其去除機(jī)制的時(shí)間量程很快，實(shí)際上任何速率都有可能?？紤]到清潔工藝的效率，最有效的運(yùn)動(dòng)方向是當(dāng)掃描動(dòng)作平行于產(chǎn)生去除力的高速流方向。
圖7a至圖7d展示了一些相對(duì)運(yùn)動(dòng)效果。圖7a展示了一個(gè)相對(duì)掃描運(yùn)動(dòng)，其中清潔頭10沿著橫向方向71，充分平行于最有效的清潔方向72(如果清潔頭具有一相對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，可以采用兩個(gè)相對(duì)的方向)，因此，一般來說，清潔過程中有效區(qū)73大于清潔頭10的長度。圖7b展示了當(dāng)清潔頭10沿橫向方向71運(yùn)動(dòng)，該橫向方向71不平行于最有效的清潔方向72，因此，一般來說，清潔過程中有效區(qū)73被降低。然而，同樣當(dāng)方向71和72的夾角45°時(shí)，仍然可以保持有大于70％的掃描效率。為了優(yōu)化清潔工藝效率，建議采用裝配有兩個(gè)直交的清潔頭。圖7c展示了這樣的組裝，其中兩清潔頭10(其去除力的方向用箭頭72表示)和10t(其去除力的方向用箭頭72t表示)均相對(duì)掃描運(yùn)動(dòng)方向71成45°，并垂直相交設(shè)置。參見圖7d，采用這樣的組裝的原因就顯而易見了。該圖示意地展示了長粒子50在待清潔表面99上的一般情況。當(dāng)去除力作用在長粒子的短方向(74a)，對(duì)去除力的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)理的阻礙相對(duì)較小。但當(dāng)去除力作用在粒子的長方向(74b)時(shí)，對(duì)去除力的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)理的阻礙明顯增加。因此，如圖73所示的雙向清潔工藝的使用改進(jìn)了清潔工藝。另外一個(gè)可代替該組裝是，利用一個(gè)清潔頭執(zhí)行兩個(gè)清潔工藝步驟，其中兩個(gè)清潔步驟之間，改變清潔頭的方向。必須強(qiáng)調(diào)本發(fā)明中，詞“相對(duì)掃描運(yùn)動(dòng)”意味著，清潔頭不動(dòng)而待清潔物體運(yùn)動(dòng)，或者清潔頭運(yùn)動(dòng)而待清潔物體不動(dòng)，或者當(dāng)采用更復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)時(shí)，清潔頭和待清潔物體之間同時(shí)相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明的另一個(gè)重要事項(xiàng)是，清潔工藝中的熱環(huán)境。清潔工藝中的空氣或者其他氣體可以是預(yù)熱的。在這種情況下，去除力增大或者至少不會(huì)減弱，其中去除力取決于氣體的熱力學(xué)性能(比如粘性或者密度)。然而，加熱氣體的主要目的是降低支持力。如果加熱的氣體加熱粒子和其下的待清潔表面，至大于100℃，粒子和表面間的水分被蒸發(fā)。支持力的有效部分是毛細(xì)作用力，所以當(dāng)它消失時(shí)，清除粒子就更容易了。另一個(gè)可選擇的方式，是預(yù)熱待清潔物和/或在清潔工藝中加熱它，以蒸發(fā)水分和明顯減小支持力。加熱可以在帶有發(fā)熱器的接觸式平臺(tái)上進(jìn)行(熱傳導(dǎo)裝置)，或者當(dāng)采用非接觸式平臺(tái)(熱對(duì)流裝置)時(shí)，通過預(yù)熱空氣產(chǎn)生空氣墊。另一方面，也可以在表面上噴濺水分以降低毛細(xì)作用力或其他方式，以降低支持力。商業(yè)上有很多已知的處理方法。但是，這種方法在粒子周圍引進(jìn)了潮濕的環(huán)境，不是優(yōu)選的方式，因?yàn)樗鼘?dǎo)致了半干的清潔工藝，很難實(shí)施。另外，也有一種方式降低支持力，對(duì)氣流加予離子發(fā)生器，以降低靜電力。
為了最大化去除力，可以在喉部區(qū)域?qū)饬骷佑柚芷谛圆▌?dòng)。這可以通過聲音裝置或者利用機(jī)電裝置(包括壓電器件)實(shí)現(xiàn)。從空氣動(dòng)力學(xué)的角度上看，周期性(根據(jù)時(shí)間)波暫時(shí)影響邊界層厚度和接近表面的速度梯度。而且，周期性波頻率可以根據(jù)小粒子的尺寸調(diào)節(jié)，尺寸越小清除就越困難。這意味著高頻率對(duì)去除微型(超細(xì))粒子起作用，但是操作頻率必須低于一臨界頻率，因?yàn)榱鲃?dòng)性就像低通過濾器，不適于極高的頻率。
本據(jù)本發(fā)明的一種清潔系統(tǒng)，包括一清潔設(shè)備，其具有至少一個(gè)清潔頭，一支撐待清潔物體的接觸或非接觸平臺(tái)，其中待清潔物體表面安全地固定在接近清潔頭的地方，以及移動(dòng)機(jī)構(gòu)，提供清潔頭和待清潔物體表面的充分平行的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，直線或者轉(zhuǎn)動(dòng)。這種情況有很多種組裝形式。圖8至圖10展示了本發(fā)明的清潔設(shè)備幾種優(yōu)選實(shí)施例。
圖8a根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，展示了一種組裝，其中待清潔物體100被保持在其背面與平臺(tái)83接觸的位置。該組裝設(shè)置有一清潔頭10，具有壓力出口20和真空出口30。該清潔頭10保持在接近待清潔物體100的表面99上。一手臂81，可以是機(jī)械手，控制清潔頭10。手臂81與垂直件82連接，作為控制清潔頭10和待清潔物體100的表面99之間間隙的機(jī)構(gòu)。
圖8b根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例，展示了類似圖8a中的一組裝，其中待清潔物體100利用非接觸平臺(tái)84定位。該非接觸平臺(tái)84具有提供加壓空氣的入口84a，該加壓空氣用來在平臺(tái)84上表面和待清潔物體100的表面99間產(chǎn)生氣墊或者氣懸85；以及一真空出口84b，如果氣墊85由真空泵預(yù)載[壓力—真空(PV)氣墊，參見PCT/IL02/01045，標(biāo)題“High-Performance Non-Contact Support Platforms”(Yassour等人)，公開號(hào)WO03/060961]。在該組裝中，單個(gè)清潔頭10和待清潔表面99間的間隙控制，可以通過調(diào)節(jié)氣墊85的間隙實(shí)現(xiàn)。也可以通過調(diào)節(jié)壓力源84a或者真空泵84b或者兩者。
圖8c根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例，展示了另一種類似圖8a的組裝，其中，待清潔物體100被放置在平臺(tái)83上，其背面與平臺(tái)83接觸。在這種情況下，清潔頭10c兩邊分別由氣墊支撐，氣墊產(chǎn)生在待清潔物體100的表面99和活動(dòng)盤87的朝向面間，活動(dòng)盤87依附在清潔頭10c的兩邊。該活動(dòng)盤87從清潔頭10c的兩邊產(chǎn)生一支撐墊88，例如PCT/IL02/01045中所描述的情況，這里可作參考。每個(gè)盤具有一出口87a，以提供加壓空氣，保持在清潔頭10c的底邊朝向面和待清潔表面99間產(chǎn)生一氣墊88；以及一真空出口87b，如果氣墊88由真空泵預(yù)載(壓力—真空—?dú)鈮|)。在該組裝中，清潔頭10c和待清潔物體100的表面99間的間隙控制，可以通過調(diào)節(jié)氣墊88的間隙來完成。這可以通過調(diào)節(jié)壓力源87a或者真空泵87b或者兩者來完成。在該組裝中，清潔頭10c是漂浮于物體100的表面99上的氣墊88上。為了能在垂直方向自由移動(dòng)，清潔頭10c與垂直件82通過曲桿86連接，曲桿86在垂直方向是可動(dòng)的，橫向方向不可動(dòng)。圖8d是圖8c組裝的清潔頭10c的底視圖。與圖1c類似，朝向面11c包含有一高壓出口21和真空吸入口31。但為了使清潔頭10c能夠漂浮，兩活動(dòng)盤87產(chǎn)生對(duì)稱地支撐清潔頭10c的氣墊，這種技術(shù)在PCT/IL02/01045中有描述，這里僅作參考。
根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，可以設(shè)計(jì)一組裝，其中在干式清潔設(shè)備的非接觸平臺(tái)上集成一清潔頭。圖9a至圖9c展示了幾種帶有集成清潔頭的平臺(tái)，圖中例舉了圓形平臺(tái)，其中待清潔物體放置在非接觸平臺(tái)上，待清潔物體和平臺(tái)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)。圖9a根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例例舉了一個(gè)圓形非接觸平臺(tái)90，其具有有效作用面91和一集成清潔頭10。該組裝特別適合清潔圓形物體，比如硅晶片。長清潔頭10具有一朝向面11，其中也設(shè)置有清潔頭10的高壓通道出口21。該清潔頭10的朝向面11結(jié)合到非接觸平臺(tái)90的表面91中。
圖9b根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，例舉了一個(gè)非接觸平臺(tái)，其中一可移動(dòng)小清潔頭10a集成在圓形非接觸平臺(tái)90里，該小清潔頭具有高壓通道(清潔頭10的)圓形出口21，平臺(tái)90具有有效作用面91。該清潔頭10a的半徑尺寸比非接觸平臺(tái)90小得多。清潔頭10a的朝向面11包含在非接觸平臺(tái)90的活動(dòng)平面91里。為了提供徑向掃描運(yùn)動(dòng)，清潔工藝中，清潔頭沿一徑向滑槽92運(yùn)動(dòng)。在這種情況下，同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)待清潔物體(圖中未示)，使掃描覆蓋整個(gè)待清潔表面。
圖9c根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例，例舉了幾種多個(gè)清潔頭集成在非接觸平臺(tái)90上的方案，其中每個(gè)清潔頭的朝向面與非接觸平臺(tái)90的有效作用面91結(jié)合在一起。一種方案是，利用幾個(gè)清潔頭段10f沿徑向方向不同角度設(shè)置，其中每一段清潔一環(huán)形片斷，并且所有段一起覆蓋整個(gè)待清潔表面。同樣，整個(gè)待清潔面的掃描覆蓋可以通過轉(zhuǎn)動(dòng)待清潔物體完成(圖中未示)。另一中方案是，去除力作用在兩充分垂直的方向，通過用兩集成段10g代替集成段10f，該兩個(gè)集成段充分垂直(圖中只表示了中心部分)。在這種情況下，如上文圖7d所解析，清潔效率被提高。
圖10a至圖10h根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，例舉了幾種組裝，該組裝可用于清潔平坦表面的干清潔系統(tǒng)。圖10a至圖10e的組裝利用了半導(dǎo)體行業(yè)(圓形晶片)中典型的旋轉(zhuǎn)掃描運(yùn)動(dòng)，圖10f至圖10h的組裝利用了平板顯示器行業(yè)(寬版襯底)中典型的直線掃描運(yùn)動(dòng)。
圖10a根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施例，例舉了一種圓形組裝，用于清潔正面，其中清潔頭10a朝向待清潔物體表面99，待清潔物體100與干清潔系統(tǒng)的平臺(tái)90c接觸。清潔頭可以配備側(cè)邊非接觸活動(dòng)盤，以產(chǎn)生氣墊，支撐清潔頭，參見圖8c至圖8d所描述。在這種情況下，平臺(tái)99轉(zhuǎn)動(dòng)或者清潔頭10a轉(zhuǎn)動(dòng)，或者兩者均轉(zhuǎn)動(dòng)，以形成相對(duì)掃描運(yùn)動(dòng)94r。
圖10b根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例，例舉了一個(gè)圓形組裝，用于清潔正面，其中單個(gè)清潔頭10a朝向待清潔物體表面99，待清潔物體由干清潔系統(tǒng)的非接觸平臺(tái)90支撐。在這個(gè)組裝(同樣在圖10c和圖10d)中，優(yōu)先采用壓力—空氣型支撐氣墊，或者壓力—真空型(真空預(yù)載)氣墊，該氣墊雙向夾住物體(參見PCT/IL02/01045，在此作參考)。在這個(gè)組裝中，清潔頭10a轉(zhuǎn)動(dòng)或者待清潔物體100轉(zhuǎn)動(dòng)，或者兩者均轉(zhuǎn)動(dòng)，以形成相對(duì)掃描運(yùn)動(dòng)94r。圓形物體100的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可以由一轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)提供，比如依附在圓形物體100(比如硅晶片)邊緣的驅(qū)動(dòng)輪95。也可以采用其他轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)動(dòng)圓環(huán)，夾住物體或者其他接觸機(jī)構(gòu)夾住物體。另一個(gè)方案是采用完全不接觸流體機(jī)構(gòu)，它利用旋轉(zhuǎn)剪切力轉(zhuǎn)動(dòng)物體。其他機(jī)構(gòu)也可以采用，落入本發(fā)明的范圍。
圖10c根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，例舉了一種圓形組裝，用于清潔背面，其中清潔頭10集成在干清潔系統(tǒng)的非接觸平臺(tái)90里。該集成清潔頭10朝向待清潔物體100的背面99，該待清潔物體由干清潔系統(tǒng)的非接觸平臺(tái)90支撐。在該組裝中，只有待清潔物體100旋轉(zhuǎn)，形成相對(duì)掃描運(yùn)動(dòng)94r。再次，圓形物體100的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可以由轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，比如依附在圓形物體100(比如硅晶片)邊緣驅(qū)動(dòng)輪95，驅(qū)動(dòng)。其他可采用的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)參見圖10b的解析。
圖10d根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例，例舉了一圓形組裝，用于清潔圓形物體的前表面和背面。該組裝包括用于清潔前表面99f的清潔頭10a和相對(duì)的集成在平臺(tái)90的清潔頭10，其中該集成清潔頭10用于清潔物體100的背面99b。待清潔物100由干清潔系統(tǒng)的非接觸平臺(tái)90支撐。在該組裝中，只有待清潔物體100轉(zhuǎn)動(dòng)，形成相對(duì)掃描運(yùn)動(dòng)94r。再次，物體100的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可以由轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，比如一依附在圓形物體100(比如硅晶片)邊緣的驅(qū)動(dòng)輪95提供。其他轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)參見圖10b的解析。
圖10e根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，例舉了一圓形組裝，用于清潔圓形物體100的前表面99f和背面99b。該組裝包括兩個(gè)相對(duì)的集成清潔頭10，集成在干清潔系統(tǒng)的雙邊非接觸平臺(tái)(它是鏡像對(duì)稱平臺(tái))的兩個(gè)相對(duì)的盤90里。待清潔物體100由該雙邊非接觸平臺(tái)支撐。在這種情況下，建議采用雙邊壓力預(yù)載型(PP型)氣墊，或者雙邊真空預(yù)載型(PV-PV型)氣墊(參見PCT/IL02/01045，，這里作為參考)。這些雙向支撐氣墊為高效清潔提供了穩(wěn)定的非接觸平臺(tái)。在該組裝中，只有待清潔物體100旋轉(zhuǎn)，形成相對(duì)掃描運(yùn)動(dòng)94r。再次，圓形物體100的轉(zhuǎn)動(dòng)可以由轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，比如依附在圓形物體100(比如硅晶片)邊緣的驅(qū)動(dòng)輪95提供。其他轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)參見圖10b的解析。
圖10f至圖10j例舉了采用直線掃描運(yùn)動(dòng)的組裝，適用于平板顯示器行業(yè)(寬版薄襯底)，其中采用非接觸平臺(tái)。圖10f根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，例舉了矩形組裝，用于清潔矩形薄襯底(比如平板顯示器)的正面，其中長清潔頭朝向待清潔物體100的正面99，該待清潔物體100由干清潔系統(tǒng)的非接觸平臺(tái)90支撐。清潔頭10a可分成幾個(gè)部分10s。這種情況的很多細(xì)節(jié)與圖10b的描述類似，但是這里是直線運(yùn)動(dòng)。在該組裝中(圖10g至圖10j也一樣)，建議采用PA型支撐氣墊或者PV型(真空預(yù)載)氣墊(參見PCT/IL02/01045，這里作為參考)，雙向夾住物體。在該組裝中，清潔頭10a直線運(yùn)動(dòng)，或者待清潔物體100直線運(yùn)動(dòng)，形成相對(duì)掃描運(yùn)動(dòng)94c。物體100的直線運(yùn)動(dòng)可以由各種直線運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和夾具提供。另一種方案是利用剪切力直線移動(dòng)物體的完全不接觸流體機(jī)構(gòu)。
圖10g根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，例舉了一矩形組裝，用于清潔矩形襯底(比如平板顯示器)背面，其中一加長集成清潔頭集成在干清潔系統(tǒng)的非接觸平臺(tái)90里。該集成清潔頭10朝向待清潔物體100的背面99，該待清潔物體100由干清洗系統(tǒng)的非接觸矩形平臺(tái)90支撐。這種情況的很多細(xì)節(jié)與圖10c的描述類似)但是這里是直線運(yùn)動(dòng)。其他相關(guān)細(xì)節(jié)與圖10f的組裝類似。
圖10h根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，例舉了一矩形組裝，用于清潔一薄的矩形物體100(比如平板顯示器)的正面99f和背面(圖中未示)。該組裝包括用于清潔物體100正面99的清潔頭10a和用于清潔物體100背面的相對(duì)清潔頭10，其中該相對(duì)清潔頭10集成在干清潔系統(tǒng)的非接觸平臺(tái)90里。待清潔物體100由干清潔系統(tǒng)的矩形非接觸平臺(tái)90支撐。這種情況下的很多細(xì)節(jié)與圖10d的描述類似，但這里是直線運(yùn)動(dòng)。其他相關(guān)細(xì)節(jié)與圖10f和10g描述的組裝類似。
圖10g根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，例舉了一矩形組裝，用于清潔矩形襯底(比如平板顯示器)背面，其中一加長集成清潔頭集成在干清潔系統(tǒng)的非接觸平臺(tái)90里。該集成清潔頭10朝向待清潔物體100的背面99，該待清潔物體100由干清洗系統(tǒng)的非接觸矩形平臺(tái)90支撐。這種情況的很多細(xì)節(jié)與圖10c的描述類似)但是這里是直線運(yùn)動(dòng)。其他相關(guān)細(xì)節(jié)與圖10f的組裝類似。
圖10i根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，例舉了一矩形組裝，用于清潔一薄的矩形襯底100(比如平板顯示器)的正面，其中根據(jù)平板顯示器的寬度采用較短的清潔頭10a。在該組裝中，清潔工藝是沿縱向片段連續(xù)進(jìn)行；待清潔物體100被來回94d移動(dòng)，而清潔頭在兩相反運(yùn)動(dòng)間的預(yù)設(shè)定時(shí)間間隔，被橫向(95a)移動(dòng)到新的橫向位置。該組裝能明顯降低清潔系統(tǒng)的質(zhì)量流量。其他相關(guān)細(xì)節(jié)與圖10f的組裝類似。
圖10j根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，例舉了一矩形組裝，用于清潔矩形襯底(比如平板顯示器)的正面，其中使用兩個(gè)加長的清潔頭10a和清潔頭10b。在該組裝中，清潔過程是平行的，其中清潔是縱向移動(dòng)至襯底長度的一半。這樣的組裝可以使清潔系統(tǒng)明顯減小印記(大約減小25％)。另一個(gè)減小清潔系統(tǒng)印記的方式，是只利用一個(gè)移動(dòng)清潔頭10b，其中襯底向前94c移動(dòng)至襯底的一半長度的同時(shí)，清潔頭10b向后95b移動(dòng)襯底的一半長度。其他相關(guān)細(xì)節(jié)與圖10f的組裝類似。將加長清潔頭橫向分成幾個(gè)部分(參見圖10f的部分10s)，其中各部分相繼運(yùn)作，同樣可以達(dá)到類似的效果。在這樣的安排中，清潔工藝沒有涉及到任何活動(dòng)部件，因此降低了掉落污染物的風(fēng)險(xiǎn)。
圖10k至10n例舉了利用直線掃描運(yùn)動(dòng)的組裝，特別適用于平板顯示器(寬版薄襯底)行業(yè)，其中采用接觸式平臺(tái)。圖10k根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，例舉了一矩形組裝，用于清潔物體100的表面99的正面清潔。該物體100由一活動(dòng)臺(tái)接觸(可選通過真空裝置)固定，掃描運(yùn)動(dòng)是運(yùn)載待清潔物體100的工作臺(tái)的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)94c。其他相關(guān)細(xì)節(jié)和圖10f中描述的組裝類似。
圖10L根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，例舉了矩形組裝，用于物體100的表面99正面清潔。物體100可通過標(biāo)準(zhǔn)傳送輪96在進(jìn)入清潔區(qū)之前或之后運(yùn)送。此外，設(shè)置有一驅(qū)動(dòng)軸97，并與清潔頭10相對(duì)，物體100在它們之間直線移動(dòng)。由于轉(zhuǎn)動(dòng)速度97a，軸97使物體100沿94c方向前進(jìn)。軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度97a與傳送輪96的運(yùn)動(dòng)同步。圖10m根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，例舉了一種矩形組裝，用于清潔正面。該組裝和圖10j所描述的類似，清潔區(qū)由非接觸的平臺(tái)90支撐，取代驅(qū)動(dòng)軸，該平臺(tái)90相對(duì)清潔頭10設(shè)置，物體100在它們之間直線移動(dòng)。圖10n根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，例舉一矩形組裝，用于雙面清潔。該組裝類似于圖10L，但沒有驅(qū)動(dòng)軸，設(shè)置有兩相對(duì)的清潔頭10(用于清潔物體100的正面)和10a(用于清潔物體100背面)，且物體100在它們之間直線移動(dòng)。
對(duì)應(yīng)于待清潔表面，清潔頭的方向可能是多樣化的。本發(fā)明的裝置可以水平操作，豎直操作或者其他任意要求的方向。
為此，圖11根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，例舉了一干清潔系統(tǒng)400。該清潔系統(tǒng)400具有一基座200，基座200具有足夠的內(nèi)部空間，以緊湊地容納不同尺寸的元件和子系統(tǒng)。在基座200的頂部，干清潔系統(tǒng)400具有PV型非接觸支撐平臺(tái)210。該非接觸支撐平臺(tái)210由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)220驅(qū)動(dòng)，沿方向225轉(zhuǎn)動(dòng)。平臺(tái)210可由機(jī)械機(jī)構(gòu)或者氣動(dòng)機(jī)構(gòu)支撐，平衡它的體重。待清潔物體100橫向被三個(gè)邊緣元件212夾住。元件212也使物體100的中心與非接觸平臺(tái)210的中心軸線219重合。元件212也作為起落銷，用于加載或卸載物體100。非接觸平臺(tái)210提供PV型氣墊，支撐待清潔物體100。近距離傳感器213設(shè)置在非接觸平臺(tái)210，以感應(yīng)非接觸平臺(tái)210的朝向面和待清潔物體100的背面之間的距離，以實(shí)現(xiàn)支撐氣墊間隙的閉環(huán)控制。發(fā)熱元件240和溫度傳感器241集成在平臺(tái)210里。
根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的干清潔系統(tǒng)400，其清潔頭110設(shè)置接近待清潔物體100的表面99，并穩(wěn)固連接至支撐機(jī)構(gòu)115。該支撐機(jī)構(gòu)能調(diào)節(jié)清潔頭110的朝向面和待清潔物體100的表面99間的距離。近距離傳感器111設(shè)置在清潔頭110，以控制該距離。此外，支撐機(jī)構(gòu)115能側(cè)向轉(zhuǎn)動(dòng)清潔頭100，通過使之橫向移動(dòng)遠(yuǎn)離中心位置，垂直放在起落元件212上，以卸載和裝載物體100。
加壓氣體(比如空氣)通過壓力管道120供給到清潔頭110，其中壓力管道120具有壓力控制閥121和超微過慮器122。優(yōu)先采用使過濾器122設(shè)置在閥121之后，以降低污染風(fēng)險(xiǎn)。同樣地，真空泵通過真空管道130連接至清潔頭110，其中設(shè)有真空控制閥131。加壓空氣和真空泵通過基座200和支撐機(jī)構(gòu)115供給至清潔頭110。壓力傳感器112和真空傳感器113集成在清潔頭110里。加壓空氣可以由單元116用來產(chǎn)生高頻周期波。這可以通過聲學(xué)裝置(機(jī)電裝置)或者壓電裝置來完成。此外，一實(shí)用單元125可以連接至管道130的入口。該實(shí)用單元125可包括發(fā)熱元件123或者離子發(fā)生器124。
加壓氣體(比如空氣)通過壓力管道220供給至PV型非接觸平臺(tái)210，其中壓力管道220具有一壓力控制閥221和一超細(xì)過慮器222。優(yōu)先采用將過濾器222安裝在閥221的后邊，以降低污染風(fēng)險(xiǎn)。同樣地，真空泵通過真空管道230連接至PV型(真空預(yù)載)平臺(tái)210，其中真空管道230具有一真空控制閥231。加壓空氣和真空泵通過基座200提供至PV型非接觸平臺(tái)210。壓力傳感器214和真空傳感器215集成在PV型非接觸平臺(tái)210上。干清潔系統(tǒng)的中心控制單元300通過線路310控制干清潔系統(tǒng)400的清潔工藝，并通過線路320和330控制外部供給管，以提供控制清潔工藝所需的所有信息。它也包括外部設(shè)備和用于監(jiān)控和通信的計(jì)算機(jī)350的連接。
中心控制單元可以是外面的單元，或者安裝在基座200里。相應(yīng)地，閥121和131以及閥221和231可以安裝在基座200里。此外，光學(xué)掃描裝置450可與清潔系統(tǒng)400一起提供污染粒子的定位(特別是當(dāng)使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)清潔工藝時(shí))和/或者提供清潔工藝的前處理分析或后處理分析。
根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，PA型非接觸平臺(tái)用于支撐待清潔物體。圖12a展示了一典型PA型非接觸平臺(tái)500的橫截面剖視圖，其中該非接觸平臺(tái)500具有一剛性組裝510和一內(nèi)部壓力管道521。通過連接至泵(圖中未示)的壓力管道520，該壓力管道521填充有加壓氣體(比如空氣)。該P(yáng)A型氣墊111支撐待清潔物體100，其中加壓空氣通過多個(gè)壓力管道522被引至PA型氣墊111，其中壓力管道522每個(gè)都配備有限流器(比如SASO管口)以及流體回位彈簧，其出口在組裝510的頂面511。該P(yáng)A型氣墊111產(chǎn)生在待清除物體100的底面和組裝510的頂面511之間，PA型氣墊111的間隙“ε”就是兩表面的距離。PA型氣墊111具有局部平衡特性，因?yàn)榻M裝510具有多個(gè)排氣管，其管口在組裝510的頂面511。
根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，提供一種PV型(真空預(yù)載)非接觸平臺(tái)，在非接觸平臺(tái)完全覆蓋情況下，用于不接觸地夾緊待清潔物體。圖12b展示了一典型PV型非接觸平臺(tái)501的橫截面剖視圖，其中非接觸平臺(tái)510具有一剛性組裝510，一內(nèi)部壓力管道521和一內(nèi)部真空管道531。該壓力管道521通過連接至泵(圖中未示)的壓力連接器520，填充加壓氣體(比如空氣)。該真空管道531通過真空連接器530連接至一真空泵(圖中為示)。該P(yáng)V型氣墊111不接觸地夾緊待清潔物體100，其中加壓空氣通過多個(gè)壓力管道522引至PV型氣墊111，每個(gè)壓力管道522配備有一限流器(比如SASO管口)和流體回位彈簧，其開口在組裝510的頂面511。PV型氣墊111具有局部平衡特性，因?yàn)榻M裝510具有多個(gè)排氣管532，其管口在組裝510的頂面511。該P(yáng)V型氣墊111產(chǎn)生在待清除物體100的底面和組裝510的頂面511之間，PV型氣墊111的間隙“ε”就是兩表面的距離。如圖12b所示，在表面511上，壓力管道522的所有出口和真空管道532的所有出口都被物體100，也就是PV型氣墊覆蓋，距離表面511為“ε”。
根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，提供一種PV型非接觸平臺(tái)，用于非接觸夾緊待清潔物體，其中非接觸平臺(tái)不是全部被覆蓋。圖12c所示為一典型PV型非接觸平臺(tái)502的橫截面剖視圖，其中大多細(xì)節(jié)與圖12b相似。然而，表面511上，不是所有的壓力管道522出口和真空管道532出口都被物體100覆蓋(如平臺(tái)的左邊所示，圖12c)。壓力管道由限流器保護(hù)，該限流器設(shè)置在每個(gè)壓力管道522里。這些限流器限制質(zhì)量流，因此保持壓力管道的壓力水平。同樣，為了保護(hù)在真空管道531的真空水平，每個(gè)真空吸管532a都配備由限流器。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，提供一種雙面PP型(壓力預(yù)載)非接觸平臺(tái)，用于夾住待清潔物體。圖12d所示是典型PP(壓力—壓力)型非接觸平臺(tái)503，其中大多細(xì)節(jié)和圖12a相似。平臺(tái)503是一個(gè)雙面平臺(tái)，其中待清潔物體100由兩個(gè)相對(duì)PA氣墊從兩邊非接觸夾住(也可以用兩相對(duì)PV型氣墊，如果這樣的話，氣墊就是PVPV型了)，底面氣墊的間隙是“ε1”，上面氣墊的間隙是“ε2”。該雙面PP型平臺(tái)具有兩個(gè)相對(duì)的剛性組裝510和510a，以及加壓空氣供給的連接器，其中每個(gè)組裝設(shè)置有一內(nèi)部壓力管道(分別是521，521a)，該兩個(gè)壓力管道鏡像對(duì)稱設(shè)置。
必須指出的是，說明書中，實(shí)施例和附圖的描述只是為了更好地理解本發(fā)明，并不限制本也必須指出，本領(lǐng)域的技術(shù)人員閱覽本說明書之后，對(duì)結(jié)合附圖描述的實(shí)施例的修飾或修改將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種清除待清潔物體表面污染物的方法，該方法包括將一清潔設(shè)備與高壓氣源連接，所述清潔設(shè)備包括至少一個(gè)預(yù)設(shè)定微型向尺寸的高壓通道，其具有用于加速氣體的高壓出口，該高壓出口具有至少一個(gè)狹窄唇緣，出口和唇緣形成一個(gè)有效作用面；使所述清潔設(shè)備的該有效作用面與待清潔物體表面平行，并距離一預(yù)設(shè)定微小間隙，從而，在所述至少一個(gè)狹窄唇緣和待清潔表面之間，微小間隙與設(shè)備一起形成一喉部，其中該間隙是喉部的寬度；在喉部，加速氣體到音速；據(jù)此，產(chǎn)生施加在污染物上的橫向空氣去除力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清除待清潔物體表面污染物的方法，其特征在于所述喉部寬度降低到一個(gè)預(yù)設(shè)定距離，以獲得高氣體流速梯度，據(jù)此控制質(zhì)量流量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清除待清潔物體表面污染物的方法，其特征在于所述喉部寬度是可調(diào)節(jié)的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清除待清潔物體表面污染物的方法，其特征在于所述喉部寬度在100微米至1000微米之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清除待清潔物體表面污染物的方法，其特征在于所述喉部寬度大概在30微米至100微米之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清除待清潔物體表面污染物的方法，其特征在于所述喉部寬度大概30微米或更小。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清除待清潔物體表面污染物的方法，其特征在于所述狹窄唇緣呈銳利狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清除待清潔物體表面污染物的方法，其特征在于所述高壓通道的橫向尺寸接近所述喉部的寬度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清除待清潔物體表面污染物的方法，其特征在于所述高壓通道的橫向尺寸明顯大于所述喉部的寬度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清除待清潔物體表面污染物的方法，其特征在于所述高壓通道的橫向尺寸明顯小于所述喉部的寬度。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清除待清潔物體表面污染物的方法，其特征在于所述高壓氣源的壓強(qiáng)是可控制的。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清除待清潔物體表面污染物的方法，其特征在于所述高壓氣源的壓強(qiáng)為5巴。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清除待清潔物體表面污染物的方法，其特征在于所述高壓氣源的壓強(qiáng)為20巴。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清除待清潔物體表面污染物的方法，其特征在于所述高壓氣源的壓強(qiáng)為100巴。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清除待清潔物體表面污染物的方法，其特征在于所述方法還包括通過至少一個(gè)排泄通道排泄氣體，所述的至少一個(gè)高壓出口設(shè)置在其中，并具有位于裝置里的外部邊緣。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的清除待清潔物體表面污染物的方法，其特征在于利用真空裝置通過至少一個(gè)排泄通道排放氣體。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的清除待清潔物體表面污染物的方法，其特征在于所述真空裝置和高壓氣源調(diào)節(jié)至使得待清潔物體壓力為零。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的清除待清潔物體表面污染物的方法，其特征在于所述真空裝置排泄所有氣體，形成一個(gè)動(dòng)態(tài)封閉環(huán)境，以防止帶有污染物的氣體質(zhì)量流量逃逸到環(huán)境大氣。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清除待清潔物體表面污染物的方法，其特征在于還包括使設(shè)備的有效作用面相對(duì)待清潔物體運(yùn)動(dòng)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的清除待清潔物體表面污染物的方法，其特征在于所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的清除待清潔物體表面污染物的方法，其特征在于所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)為有角度的運(yùn)動(dòng)。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的清除待清潔物體表面污染物的方法，其特征在于所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)結(jié)合有直線運(yùn)動(dòng)。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的清除待清潔物體表面污染物的方法，其特征在于所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)基本上平行物體表面和氣流在喉部加速的方向。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清除待清潔物體表面污染物的方法，其特征在于所述設(shè)備的有效作用面歇地重新點(diǎn)對(duì)點(diǎn)部署，清理待清潔表面的各個(gè)局部部分。
25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清除待清潔物體表面污染物的方法，其特征在于所述喉部的寬度由支撐物控制。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清除待清潔物體表面污染物的方法，其特征在于所述喉部的寬度由非接觸支撐控制。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的清除待清潔物體表面污染物的方法，其特征在于所述非接觸支撐包括氣墊。
28.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清除待清潔物體表面污染物的方法，其特征在于所述氣體是空氣。
29.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清除待清潔物體表面污染物的方法，其特征在于所述氣體是氦氣。
30.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清除待清潔物體表面污染物的方法，其特征在于所述氣體是氮?dú)狻?br> 31.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清除待清潔物體表面污染物的方法，其特征在于所述氣體是被加熱的氣體。
32.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清除待清潔物體表面污染物的方法，其特征在于所述待清潔表面是被加熱的。
33.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清除待清潔物體表面污染物的方法，其特征在于所述氣體被周期性高頻波激發(fā)。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的清除待清潔物體表面污染物的方法，其特征在于所述氣體被壓電式激發(fā)。
35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的清除待清潔物體表面污染物的方法，其特征在于所述氣體利用聲頻信號(hào)激發(fā)。
36.一種用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，該設(shè)備與一高壓氣源連接，其包括至少一個(gè)預(yù)設(shè)定微型橫向尺寸的高壓通道，其具有用于加速氣體的高壓出口，該高壓出口具有至少一個(gè)狹窄唇緣，出口和唇緣形成一個(gè)有效作用面，據(jù)此，當(dāng)使所述清潔設(shè)備的該有效作用面與待清潔物體表面平行，并距離一預(yù)設(shè)定微小間隙，從而，在所述至少一個(gè)狹窄唇緣和待清潔表面之間，與設(shè)備一起形成一喉部，其中該間隙是喉部的寬度，并且當(dāng)氣體在喉部被加速至音速左右，產(chǎn)生作用在污染物上的橫向空氣去除力。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于所述喉部的寬度由一機(jī)械機(jī)構(gòu)控制。
38.根據(jù)權(quán)利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于所述喉部的寬度由一氣動(dòng)機(jī)構(gòu)控制。
39.根據(jù)權(quán)利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于所述喉部的寬度設(shè)置在100至1000微米之間。
40.根據(jù)權(quán)利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于所述喉部的寬度設(shè)置在30至100微米左右。
41.根據(jù)權(quán)利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于所述喉部的寬度設(shè)置為30左右或更小。
42.根據(jù)權(quán)利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于所述狹窄唇緣為稅利狀。
43.根據(jù)權(quán)利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于所述高壓通道的橫向尺寸接近喉部的寬度。
44.根據(jù)權(quán)利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于所述高壓通道的橫向尺寸明顯大于喉部的寬度。
45.根據(jù)權(quán)利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于所述高壓通道的橫向尺寸明顯小于喉部的寬度。
46.根據(jù)權(quán)利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于所述高壓氣源的壓強(qiáng)是可控制的。
47.根據(jù)權(quán)利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于所述高壓氣源的壓強(qiáng)為5巴。
48.根據(jù)權(quán)利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于所述高壓氣源的壓強(qiáng)為20巴。
49.根據(jù)權(quán)利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于所述高壓氣源的壓強(qiáng)為100巴。
50.根據(jù)權(quán)利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備還包括通過至少一個(gè)排泄通道。
51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于所述至少一個(gè)排泄通道連接至一真空泵。
52.根據(jù)權(quán)利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于還包括一相對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，以使所述作用面和待清潔表面相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
53.根據(jù)權(quán)利要求52所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)提供直線運(yùn)動(dòng)。
54.根據(jù)權(quán)利要求52所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)提供角度運(yùn)動(dòng)。
55.根據(jù)權(quán)利要求54所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)推動(dòng)動(dòng)作結(jié)合有直線運(yùn)動(dòng)。
56.根據(jù)權(quán)利要求52所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)由機(jī)械機(jī)構(gòu)提供。
57.根據(jù)權(quán)利要求52所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)由氣動(dòng)機(jī)構(gòu)提供。
58.根據(jù)權(quán)利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備的有效作用面設(shè)置為可歇地重新點(diǎn)對(duì)點(diǎn)部署，清理待清潔表面的各個(gè)局部部分。
59.根據(jù)權(quán)利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于所述清潔頭由機(jī)械機(jī)構(gòu)支撐。
60.根據(jù)權(quán)利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于所述清潔頭由氣墊支撐。
61.根據(jù)權(quán)利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于所述待清潔物體由機(jī)械機(jī)構(gòu)接觸性支撐。
62.根據(jù)權(quán)利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于所述待清潔物體由非接觸機(jī)構(gòu)支撐。
63.根據(jù)權(quán)利要求62所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于所述非接觸機(jī)構(gòu)包括氣墊。
64.根據(jù)權(quán)利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于所述清潔頭集成在非接觸支撐平臺(tái)上。
65.根據(jù)權(quán)利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于所述高壓出口為伸長狀。
66.根據(jù)權(quán)利要求65所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于所述至少一唇緣包含至少兩伸長狀唇緣，據(jù)此兩相對(duì)的喉部具有大體上一樣的寬度。
67.根據(jù)權(quán)利要求65所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于所述至少一唇緣包含至少兩伸長狀唇緣，據(jù)此兩相對(duì)的喉部具有不同的寬度。
68.根據(jù)權(quán)利要求65所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于所述至少一唇緣包含至少兩伸長狀唇緣，據(jù)此形成兩相對(duì)的喉部，其中通道大體上垂直于待清潔物體表面。
69.根據(jù)權(quán)利要求65所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于所述至少一唇緣包含至少兩伸長狀唇緣，據(jù)此形成兩相對(duì)的喉部，其中通道相對(duì)待清潔物體表面傾斜設(shè)置。
70.根據(jù)權(quán)利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于所述高壓出口為環(huán)形。
71.根據(jù)權(quán)利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于所述有效作用面是平面。
72.根據(jù)權(quán)利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于所述有效作用面是弓形的。
73.根據(jù)權(quán)利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于所述有效作用面的形狀與待清潔物體表面形狀相對(duì)應(yīng)。
74.根據(jù)權(quán)利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于，所述至少一個(gè)高壓通道設(shè)置有一限流器。
75.根據(jù)權(quán)利要求74所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于所述限流器具有自適應(yīng)回位彈簧特性。
76.根據(jù)權(quán)利要求75所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于所述限流器是機(jī)電控制閥。
77.根據(jù)權(quán)利要求74所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于該設(shè)備還設(shè)置有至少一氣體排泄通道，該氣體排泄通道包含有一限流器。
78.根據(jù)權(quán)利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于設(shè)置有至少兩個(gè)充分平行的高壓出口。
79.根據(jù)權(quán)利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于包含至少兩個(gè)充分垂直的高壓出口。
80.根據(jù)權(quán)利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于該設(shè)備設(shè)置有至少一個(gè)高壓出口，該出口被分成可以獨(dú)立操作的兩部分。
81.根據(jù)權(quán)利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于該設(shè)備包含至少一個(gè)高壓出口，該出口可在兩連續(xù)的清潔工序間重新部署。
82.根據(jù)權(quán)利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設(shè)備，其特征在于該設(shè)備包含至少一個(gè)高壓出口，該出口平行于物體。
83.一種用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔系統(tǒng)，該系統(tǒng)與一高壓氣源連接，該系統(tǒng)包括至少一清潔頭，該清潔頭包括至少一高壓通道，該高壓通道具有一預(yù)設(shè)定的微型橫向尺寸，并有一用于加速氣體的高壓出口，該高壓出口具有至少一狹窄唇緣，該出口和唇緣形成一有效作用面，支撐機(jī)構(gòu)用于支撐待清潔物體；相對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其用于提供待清潔物體表面和所述至少一清潔頭之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，據(jù)此，當(dāng)使所述清潔設(shè)備的該有效作用面與待清潔物體表面平行，并距離一預(yù)設(shè)定微小間隙，從而，在所述至少一個(gè)狹窄唇緣和待清潔表面之間，形成一喉部，其中該間隙是喉部的寬度，當(dāng)在喉部加速氣體到音速時(shí)，產(chǎn)生作用在污染物上的橫向去除力。
84.根據(jù)權(quán)利要求83所述的一種用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔系統(tǒng)其特征在于所述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)適合圓形待清潔物體。
85.根據(jù)權(quán)利要求83所述的一種用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔系統(tǒng)其特征在于該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為適合矩形待清潔物體。
86.根據(jù)權(quán)利要求83所述的一種用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔系統(tǒng)其特征在于所述支撐機(jī)構(gòu)包括一支撐物體的平臺(tái)，至少一邊，至少局部無接觸地通過氣墊支撐物體。
87.根據(jù)權(quán)利要求86所述的一種用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔系統(tǒng)其特征在于所述氣墊真空預(yù)載。
88.根據(jù)權(quán)利要求83所述的一種用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔系統(tǒng)其特征在于所述支撐機(jī)構(gòu)包括一部分接觸地支撐物體的平臺(tái)。
89.根據(jù)權(quán)利要求83所述的一種用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔系統(tǒng)其特征在于利用摩擦力的機(jī)械機(jī)構(gòu)通過移動(dòng)物體提供相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
90.根據(jù)權(quán)利要求83所述的一種用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔系統(tǒng)其特征在于利用夾緊的機(jī)械機(jī)構(gòu)通過移動(dòng)物體提供相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
91.根據(jù)權(quán)利要求83所述的一種用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔系統(tǒng)其特征在于至少一清潔頭是可移動(dòng)的，以提供相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
92.根據(jù)權(quán)利要求83所述的一種用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔系統(tǒng)其特征在于所述至少一清潔頭和待清潔物體均可移動(dòng)，以提供相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
93.根據(jù)權(quán)利要求83所述的一種用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔系統(tǒng)其特征在于所述系統(tǒng)還包括加熱裝置。
94.根據(jù)權(quán)利要求93所述的一種用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔系統(tǒng)其特征在于所述加熱裝置包括用于加熱氣體的加熱器。
95.根據(jù)權(quán)利要求93所述的一種用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔系統(tǒng)其特征在于所述加熱裝置包括一用于加熱待清潔物體表面的加熱器。
96.根據(jù)權(quán)利要求83所述的一種用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔系統(tǒng)其特征在于設(shè)置有加濕裝置，其用于潮濕待清潔表面，以降低作用在污染物上的粘結(jié)力。
97.根據(jù)權(quán)利要求83所述的一種用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔系統(tǒng)其特征在于設(shè)置有一離子發(fā)生器，以使氣體離子化。
98.根據(jù)權(quán)利要求83所述的一種用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔系統(tǒng)其特征在于設(shè)置有一用于激發(fā)氣體至高頻周期性波動(dòng)的激振器。
99.根據(jù)權(quán)利要求83所述的一種用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔系統(tǒng)其特征在于設(shè)置有一光掃描器，其用于檢查待清潔物體表面和檢測(cè)污染物的清除。
全文摘要
一種用于從待清潔物體表面清除污染物的設(shè)備，該設(shè)備(10)連接至高壓氣源。該設(shè)備包括至少一個(gè)預(yù)設(shè)定微型尺寸的高壓通道(22)，該高壓通道(22)用于加速氣體。高壓通道出口由兩狹窄唇緣(12)形成，其中出口和狹窄唇緣形成一有效作用面。當(dāng)該有效作用面與待清潔表面接近一預(yù)定微型間隙，并充分平行待清潔表面時(shí)，在狹窄唇緣和待清潔表面間形成喉部，氣體在喉部被加速至音速，產(chǎn)生作用在污染物上的去除力。
文檔編號(hào)B08B5/00GK1893868SQ200480037366
公開日2007年1月10日 申請(qǐng)日期2004年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月15日
發(fā)明者宇弗·雅索, 希勒·萊克曼 申請(qǐng)人:科福羅科學(xué)解決方案有限公司