氣體噴射器微粒去除方法和裝置制造方法
【專利摘要】一種超聲波清潔工具，其具有器件保持夾具、超聲波浴以及清潔流體循環(huán)系統(tǒng)。超聲波浴具有聲場(chǎng)換能器，并且在結(jié)構(gòu)上被配置成使器件保持夾具與超聲波浴中的聲場(chǎng)換能器進(jìn)行超聲波傳播。器件保持夾具包括第一端板、第二端板、第一器件固定部件、第二器件固定部件以及多個(gè)壓縮螺柱。第一器件固定部件從第一端板凸出，并且在結(jié)構(gòu)上被配置成在收縮位置和伸展位置之間可重復(fù)轉(zhuǎn)換。第二器件固定部件從第二端板凸出。器件保持夾具的壓縮螺柱從第一端板跨至第二端板，并被分隔開以在諸壓縮螺柱之間形成多個(gè)超聲波傳輸窗。這些超聲波傳輸窗共同地使位于器件保持夾具內(nèi)的器件的絕大部分與超聲波浴的聲場(chǎng)換能器進(jìn)行基本無阻的超聲波傳播。清潔流體循環(huán)系統(tǒng)具有清潔流體、清潔流體供給儲(chǔ)液器、去離子水供給以及壓縮干燥空氣供給，它們流體連接至器件保持夾具。
【專利說明】氣體噴射器微粒去除方法和裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及從內(nèi)表面去除微粒的裝置和相關(guān)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 諸如半導(dǎo)體晶片之類的襯底的加工可包括多種操作。一種這樣的操作是例如蝕刻 襯底。半導(dǎo)體晶片或其它襯底的加工需要杜絕雜質(zhì)碎屑和污染物的清潔環(huán)境。污染物的存 在將潛在地產(chǎn)出不可接受的工件。傳統(tǒng)地，在等離子體加工操作中使用的噴射器通過人工 擦洗內(nèi)表面至可達(dá)的程度而被清潔。相信這種工序不能使噴射器免受諸如陶瓷和氧化釔微 粒之類的微粒污染物的影響。本發(fā)明人已認(rèn)識(shí)到需要更有效的替代方案以從噴射器的受限 制表面去除微粒，例如陶瓷和氧化釔微粒。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 根據(jù)本發(fā)明的主題，提供一種超聲波清潔工具以從表面去除微粒。超聲波清潔工 具旨在從用于等離子體加工操作中使用的噴射器的內(nèi)表面去除微粒，例如氧化鋁和氧化釔 微粒。超聲波清潔工具包括超聲波浴，用于浸沒擬被清潔的器件并利于暴露至聲能。
[0004] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，一種超聲波清潔工具包括器件保持夾具、超聲波浴和 清潔流體循環(huán)系統(tǒng)。超聲波浴包括聲場(chǎng)換能器并在結(jié)構(gòu)上被配置成使器件保持夾具與聲場(chǎng) 換能器進(jìn)行超聲波傳播（in sonic communication with)。器件保持夾具包括第一端板、第 二端板、第一器件固定部件、第二器件固定部件以及多個(gè)壓縮螺柱。器件保持夾具的第一器 件固定部件從第一端板凸出，并且該第一器件固定部件包括推進(jìn)軸、器件咬合鞍座和清潔 流體傳遞通道。清潔流體傳遞通道延伸貫穿推進(jìn)軸和器件咬合鞍座。第一器件固定部件的 推進(jìn)軸在結(jié)構(gòu)上被配置成在收縮位置和伸展位置之間可重復(fù)轉(zhuǎn)變。器件保持夾具的第二器 件固定部件從第二端板凸出并具有清潔流體出口通道。器件保持夾具的壓縮螺柱從器件保 持夾具的第一端板跨至器件保持夾具的第二端板，并被間隔開以在各壓縮螺柱之間形成多 個(gè)超聲波傳輸窗。這些超聲波傳輸窗共同地使位于器件保持夾具內(nèi)的器件的絕大部分與超 聲波浴的聲場(chǎng)換能器進(jìn)行基本無阻的超聲波傳播。清潔流體循環(huán)系統(tǒng)包括清潔流體、清潔 流體供給儲(chǔ)液器、去離子水供給以及壓縮干燥空氣供給，它們各自流體連接至清潔流體傳 遞通道。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，器件保持夾具包括第一端板、第二端板、第一器件固定 部件、第二器件固定部件以及多個(gè)壓縮螺柱。器件保持夾具的第一器件固定部件從第一端 板凸出，并且該第一器件固定部件包括推進(jìn)軸、器件咬合鞍座和清潔流體傳遞通道，所述清 潔流體傳遞通道延伸貫穿推進(jìn)軸和器件咬合鞍座。推進(jìn)軸在結(jié)構(gòu)上被配置成可在收縮位置 和伸展位置之間可重復(fù)轉(zhuǎn)變，并進(jìn)一步在結(jié)構(gòu)上配置成從收縮位置至伸展位置的螺紋地推 進(jìn)。第二器件固定部件從第二端板凸出，并且包括清潔流體出口通道。器件保持夾具的壓 縮螺柱從器件保持夾具的第一端板跨至器件保持夾具的第二端板，并穿過設(shè)置在第一端板 和第二端板內(nèi)的孔腔。壓縮螺柱也具有在第二端上的擰緊旋鈕。各壓縮螺柱被間隔開以在 各壓縮螺柱之間形成多個(gè)超聲波傳輸窗，這些超聲波傳輸窗共同地使位于器件保持夾具內(nèi) 的器件的絕大部分與聲場(chǎng)換能器進(jìn)行基本無阻的超聲波傳播。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，一種超聲波清潔工具包括器件保持夾具、超聲波浴和 清潔流體循環(huán)系統(tǒng)。超聲波浴包括聲場(chǎng)換能器，并且在結(jié)構(gòu)上被配置成使器件保持夾具與 超聲波浴中的聲場(chǎng)換能器進(jìn)行超聲波傳播。器件保持夾具具有第一端板、第二端板、第一器 件固定部件、第二器件固定部件以及多個(gè)壓縮螺柱。器件保持夾具的第一器件固定部件從 第一端板凸出，并包括推進(jìn)軸、器件咬合鞍座和清潔流體傳遞通道，所述清潔流體傳遞通道 延伸貫穿推進(jìn)軸和器件咬合鞍座。器件保持夾具的第二器件固定部件從第二端板凸出，并 包括清潔流體出口通道。壓縮螺柱從器件保持夾具的第一端板跨至器件保持夾具的第二端 板，并被間隔開以在各壓縮螺柱之間形成多個(gè)超聲波傳輸窗。清潔流體循環(huán)系統(tǒng)具有清潔 流體供給儲(chǔ)液器、去離子水供給以及壓縮干燥空氣供給，它們流體連接至清潔流體傳遞通 道。此外，清潔流體出口通道流體連接至清潔流體供給儲(chǔ)液器。 附圖簡(jiǎn)述
[0007] 通過結(jié)合以下附圖，可更好地理解在下文中詳細(xì)描述的本發(fā)明的特定實(shí)施例，其 中在附圖中相同的結(jié)構(gòu)使用相同的附圖標(biāo)記指示，而且在附圖中：
[0008] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的器件保持夾具的側(cè)視概況圖；
[0009] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的器件保持夾具的俯視概況圖；
[0010] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的器件保持夾具的剖切側(cè)視概況圖；
[0011] 圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的第二器件固定部件的剖切等軸側(cè)視圖（cut isometric view);以及
[0012] 圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的超聲波清潔工具的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013] 總地參照附圖并且尤其參照?qǐng)D1和圖5,將理解這些示例圖是為了描述本發(fā)明的 特定實(shí)施例并且不旨在限制所附權(quán)利要求書的范圍。超聲波清潔工具1〇〇包括器件保持夾 具200、超聲波浴300和清潔流體循環(huán)系統(tǒng)400。超聲波浴300包括聲場(chǎng)換能器350,并且 在結(jié)構(gòu)上被配置成使器件保持夾具200與超聲波浴300中的聲場(chǎng)換能器350進(jìn)行超聲波傳 播。器件保持夾具200包括第一端板210、第二端板220、第一器件固定部件230、第二器件 固定部件240和多個(gè)壓縮螺柱250。清潔流體循環(huán)系統(tǒng)400包括清潔流體供給儲(chǔ)液器410、 去離子水供給420和壓縮干燥空氣供給440。
[0014] 超聲波清潔工具100向設(shè)置在器件保持夾具200中的器件900提供超聲波清潔。 清潔流體通過第一器件固定部件230被引入到器件900。清潔流體經(jīng)過器件900并通過第 二器件固定部件240排出。在經(jīng)過器件900時(shí)，清潔流體從器件驅(qū)逐和掃除雜質(zhì)微粒。另 夕卜，由聲場(chǎng)換能器350產(chǎn)生例如在超聲波或兆頻超聲波范圍內(nèi)的超聲波。聲能結(jié)合清潔流 體在器件900的內(nèi)表面上提供清潔動(dòng)作。清潔流體通過第二器件固定部件240流出，并將 去除的微?；蛭廴疚飵щx器件900。器件900的清潔是通過聲能實(shí)現(xiàn)的；清潔流體的流動(dòng) 將去除的微粒沖走。
[0015] 在一個(gè)實(shí)施例中，器件900是在半導(dǎo)體加工和制造中使用的陶瓷氣體噴射器。
[0016] 在一個(gè)實(shí)施例中，器件保持夾具200包括第一端板210、第二端板220、第一器件固 定部件230、第二器件固定部件240和多個(gè)壓縮螺柱250。器件保持夾具200的第一器件固 定部件230從第一端板210凸出，并包括推進(jìn)軸232、器件咬合鞍座234和清潔流體傳遞通 道236,所述清潔流體傳遞通道236延伸貫穿推進(jìn)軸和器件咬合鞍座。清潔流體傳遞通道 236在與清潔流體循環(huán)系統(tǒng)400連接的配件（未示出）和器件900之間形成通路。第一器 件固定部件230的推進(jìn)軸232在結(jié)構(gòu)上被配置成在收縮位置和伸展位置之間可重復(fù)轉(zhuǎn)變。
[0017] 在一個(gè)實(shí)施例中，器件保持夾具200的第二器件固定部件240從第二端板220凸 出，并包括清潔流體出口通道246。該清潔流體出口通道246在器件900和與清潔流體循環(huán) 系統(tǒng)400連接的配件（未示出）之間形成通路。配件被設(shè)想為本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的用于 將流體管路連接在一起的任何標(biāo)準(zhǔn)配件。非限定性例子包括螺紋接口、具有滑動(dòng)夾頭的快 速連接式接頭和/或凸輪鎖緊快速接頭（camlock coupling)。
[0018] 在一個(gè)實(shí)施例中，將清潔流體傳遞通道236和清潔流體出口通道246流體連接至 清潔流體循環(huán)系統(tǒng)400的配件包括柔性纜線（flexible cable)。柔性纜線至少有利于器件 保持夾具200在超聲波浴300中的重定位和轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0019] 在一個(gè)實(shí)施例中，第一器件固定部件230的推進(jìn)軸232在結(jié)構(gòu)上被配置成在收縮 位置和伸展位置之間可重復(fù)轉(zhuǎn)變。當(dāng)推進(jìn)軸232處于收縮位置時(shí)，第一器件固定部件230和 第二器件固定部件240之間的間隙，更具體地是器件咬合鞍座234和第二器件固定部件之 間的間隙，足以自由地插入器件900。一旦推進(jìn)軸232移動(dòng)至伸展位置，器件咬合鞍座234 和第二器件固定部件240之間的間隙減小并且器件900被鎖定到位。
[0020] 在一個(gè)實(shí)施例中，推進(jìn)軸232基本上被配置成從收縮位置螺紋地推進(jìn)至伸展位 置。推進(jìn)軸232的轉(zhuǎn)動(dòng)使推進(jìn)軸和附連的器件咬合鞍座234縱向地移動(dòng)。推進(jìn)軸232上的 外螺紋與第一端板210上的匹配內(nèi)螺紋咬合。在一個(gè)實(shí)施例中，推進(jìn)軸手柄238被固定至 推進(jìn)軸232。該推進(jìn)軸手柄238協(xié)助操縱和轉(zhuǎn)動(dòng)推進(jìn)軸，使其從收縮位置轉(zhuǎn)動(dòng)至伸展位置和 從伸展位置轉(zhuǎn)動(dòng)至收縮位置。
[0021] 在一個(gè)實(shí)施例中，器件咬合鞍座234相對(duì)于推進(jìn)軸232自由轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)推進(jìn)軸232 轉(zhuǎn)動(dòng)以咬合或脫開器件900時(shí)，器件咬合鞍座234對(duì)于器件900是靜止的。在一個(gè)實(shí)施例 中，為了減少器件咬合鞍座234和推進(jìn)軸232之間的摩擦，固定部件墊圈228被設(shè)置在器件 咬合鞍座和推進(jìn)軸之間。在一個(gè)實(shí)施例中，固定部件墊圈228由聚四氟乙烯（PTFE)構(gòu)成。
[0022] 在一個(gè)實(shí)施例中，器件咬合鞍座234包括鞍座密封部件通道和設(shè)置在其中的鞍座 密封部件260。鞍座密封部件260在器件咬合鞍座234和器件900之間形成流體密封，以防 止和/或減少工作期間清潔流體的逸出。在一個(gè)實(shí)施例中，鞍座密封部件260是0形環(huán)。
[0023] 在一個(gè)實(shí)施例中，器件咬合鞍座234和推進(jìn)軸232通過咬合鞍座夾226被固定在 一起。咬合鞍座夾226包括多個(gè)指狀元件，它們鎖閉在器件咬合鞍座234上的互補(bǔ)接納槽 內(nèi)。
[0024] 器件900通過第二器件固定部件240固定至第二端板220。第二器件固定部件240 包括接納器件900的一端的套管248。套管248圍住器件900的端部。另外，第二器件固 定部件240包括圍繞清潔流體出口通道246的出口座262。在一個(gè)實(shí)施例中，套管密封部 件242設(shè)置在套管248的內(nèi)壁周圍。套管密封部件242在套管248和器件900之間形成密 封以防止清潔流體通過接口的排出。套管密封部件242確保流過器件900和器件保持夾具 200的清潔流體經(jīng)由清潔流體出口通道246離開。
[0025] 在一個(gè)實(shí)施例中，出口座密封部件244被設(shè)置在第二器件固定部件240的出口座 262內(nèi)，該出口座262圍住清潔流體出口通道246。出口座密封部件244是可擠壓的，并當(dāng) 清潔流體流速改變時(shí)允許器件900的略微移動(dòng)。鞍座密封部件260和出口座密封部件244 允許器件900在第一器件固定部件230和第二器件固定部件240之間浮動(dòng)。鞍座密封部件 260和出口座密封部件244具有足夠的可擠壓性以得到清潔流體的涌動(dòng)，所述清潔流體涌 動(dòng)歸因于清潔流體在器件保持夾具200和器件900中的流動(dòng)的開始和終止。此外地，鞍座 密封部件260和出口座密封部件244具有足夠的彈性，足以防止器件900和出口座262和 /或器件咬合鞍座234的鄰接。
[0026] 當(dāng)通過器件保持夾具和器件的清潔流體的壓力或流速改變時(shí)，器件900在器件保 持夾具200中的浮動(dòng)配置實(shí)現(xiàn)改善的減震作用。盡管出口座密封部件244和鞍座密封部件 260顯示為0形環(huán)式密封，但替代實(shí)施例也可包括本領(lǐng)域內(nèi)已知的其它類型或樣式的密封。
[0027] 在一個(gè)實(shí)施例中，器件保持夾具200的壓縮螺柱250從器件保持夾具的第一端板 210跨至器件保持夾具的第二端板220。壓縮螺柱250保持第一端板210和第二端板220分 開一預(yù)定距離，從而當(dāng)推進(jìn)軸232從收縮位置轉(zhuǎn)變至伸展位置時(shí)允許器件900的咬合。用 不同長(zhǎng)度的壓縮螺柱代替壓縮螺柱250,允許器件保持夾具200適應(yīng)不同長(zhǎng)度的器件900。
[0028] 器件保持夾具200的壓縮螺柱250被分隔開，以在這些壓縮螺柱之間形成多個(gè)超 聲波傳輸窗。這些超聲波傳輸窗共同地使位于器件保持夾具200內(nèi)的器件900的絕大部分 與超聲波浴300的聲場(chǎng)換能器350進(jìn)行基本無阻的超聲波傳播。
[0029] 在一個(gè)實(shí)施例中，器件保持夾具200的壓縮螺柱250各自包括設(shè)置在壓縮螺柱的 至少一端上的螺紋部分252和擰緊旋鈕254。壓縮螺柱250穿過被設(shè)置在第一端板210和 第二端板220內(nèi)的孔腔。
[0030] 在一個(gè)實(shí)施例中，壓縮螺柱250包括在壓縮螺柱的第一端上的凸緣256以及在壓 縮螺柱第二端上的螺紋部分252和擰緊旋鈕254。壓縮螺柱250穿過設(shè)置在第一端板210 和第二端板220內(nèi)的孔腔。第一端板210和第二端板220中的至少一個(gè)包括凹進(jìn)部分，該 凹進(jìn)部分與凸緣256的幾何形狀基本匹配并與孔腔對(duì)準(zhǔn)。凸緣256與第一端板210和/或 第二端板220內(nèi)的凹進(jìn)部分咬合。在一個(gè)實(shí)施例中，凸緣256和對(duì)應(yīng)的凹進(jìn)部分是非圓形 的。非圓形幾何形狀防止壓縮螺柱250和第一端板210和/或第二端板220之間的相對(duì)轉(zhuǎn) 動(dòng)。用于防止凸緣256和對(duì)應(yīng)凹進(jìn)部分之間的轉(zhuǎn)動(dòng)的咬合允許擰緊旋鈕254被固定至壓縮 螺柱250并且無需任何工具就可被固定。
[0031] 在一個(gè)實(shí)施例中，壓縮螺柱墊圈258被設(shè)置在第二端板220和每個(gè)壓縮螺柱250 的擰緊旋鈕254之間。被定位成圍住每個(gè)壓縮螺柱250的螺紋部分252的壓縮螺柱墊圈 258在第二端板220和每個(gè)壓縮螺柱的擰緊旋鈕254之間提供摩擦減小的支承表面。在一 個(gè)實(shí)施例中，壓縮螺柱墊圈258由聚四氟乙烯（PTFE)構(gòu)成。
[0032] 在一個(gè)實(shí)施例中，第一端板210和第二端板220各自包括基本三角形的幾何形狀。 因此，器件保持夾具200包括布置在等邊三角形的各頂點(diǎn)上的三個(gè)壓縮螺柱250。當(dāng)器件保 持夾具200被布置在超聲波浴300中時(shí)，三角形幾何形狀提供器件保持夾具可停靠在其上 的三個(gè)邊或面。器件保持夾具200在這三個(gè)面中的每一個(gè)面之間的轉(zhuǎn)動(dòng)幫助確保器件900 的全部表面暴露于來自聲場(chǎng)換能器350的聲能。由于等邊三角形幾何形狀，整個(gè)器件保持 夾具200可以120°增量轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0033] 在一個(gè)實(shí)施例中，至少第一端板210或第二端板220的每個(gè)面包括不同的標(biāo)記以 區(qū)別每個(gè)面。例如，在其中第一端板210和第二端板220各自包括三個(gè)邊的實(shí)施例中，第一 端板和/或第二端板可在第一邊上包括單個(gè)凹口 270、在第二邊上包括雙重凹口 272并在第 三邊上包括三重凹口 274。
[0034] 在個(gè)實(shí)施例中，超聲波浴300包括設(shè)直在外超聲波罐320中的內(nèi)襯罐310。雙罐 配置有助于維持內(nèi)襯罐310內(nèi)的干凈環(huán)境。例如，使干凈的去離子水流入內(nèi)襯罐310并允 許其溢入外超聲波罐320。從器件900或器件保持夾具200的外表面去除的任何污染物或 微粒通過流動(dòng)的干凈去離子水被掃除。外超聲波罐320和設(shè)置在其中的流體不與器件900 或器件保持夾具200直接接觸，并由此消除了有關(guān)交叉污染的顧慮。
[0035] 聲場(chǎng)換能器350產(chǎn)生超聲波。由聲場(chǎng)換能器350產(chǎn)生的超聲波在流經(jīng)過被設(shè)置在 器件保持夾具200內(nèi)的器件900的清潔流體內(nèi)形成空蝕穴。超聲清潔和兆頻超聲清潔使用 空化氣泡以攪動(dòng)液體，該空化氣泡由超聲波引起的高頻壓力波所導(dǎo)致。在清潔操作中，空化 作用是其中由于來自聲場(chǎng)換能器350的能量輸入而迫使流體中的氣泡的尺寸或形狀振蕩 的過程。空化氣泡對(duì)附著于例如器件900的壁的污染物或微粒產(chǎn)生很高的力。該清潔動(dòng)作 也滲透盲孔、裂紋和凹進(jìn)部分。
[0036] 在一個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)襯罐310的尺寸被設(shè)計(jì)成：當(dāng)器件保持夾具被置于內(nèi)襯罐內(nèi) 時(shí)，使設(shè)置在器件保持夾具200內(nèi)的器件900完全浸沒。器件保持夾具200和器件900的 浸沒允許超聲波從聲場(chǎng)換能器350到達(dá)全部表面。
[0037] 在一個(gè)實(shí)施例中，器件900優(yōu)選地接收大約5至大約25W/英寸2的聲能，并更優(yōu) 選地接收大約10至大約20W/英寸 2的聲能。
[0038] 由聲場(chǎng)換能器350產(chǎn)生的聲波的頻率影響了針對(duì)去除而優(yōu)化的微粒的特性。該頻 率對(duì)變化尺寸的微粒的微粒去除具有影響。通常，較低的頻率往往去除較大的微粒，而較高 的頻率往往是去除較小微粒的最佳頻率。超聲波清潔工具1〇〇可與聲場(chǎng)換能器350配合， 該聲場(chǎng)換能器350產(chǎn)生任何特定要求的頻率，這些頻率允許微粒去除工具以不同的最佳去 除頻率適應(yīng)多種不同的微粒。在一個(gè)實(shí)施例中，聲場(chǎng)換能器350包括超聲波換能器，并產(chǎn)生 具有在大約20kHz和大約50kHz之間的頻率的聲波。聲波頻率的非限定例子是大約20kHz、 大約30kHz或大約40kHz的頻率。在另一實(shí)施例中，聲場(chǎng)換能器350包括兆頻超聲換能器， 并產(chǎn)生具有在大約0. 8MHz和大約1. 2MHz之間的頻率的聲波。通過聲場(chǎng)換能器350產(chǎn)生的 聲波頻率的一個(gè)非限定例子是大約1MHz的頻率。在一個(gè)實(shí)施例中，聲場(chǎng)換能器350能夠產(chǎn) 生掃除頻率，由此聲場(chǎng)換能器輸出變化的聲波頻率。此外，可考慮采用產(chǎn)生至少兩個(gè)不同頻 率的聲場(chǎng)換能器350。
[0039] 在一個(gè)實(shí)施例中，聲場(chǎng)換能器350是可替換的，并且能夠被替換為至少一個(gè)第二 聲場(chǎng)換能器?？梢杂玫诙晥?chǎng)換能器替換聲場(chǎng)換能器350,這樣允許單個(gè)超聲波清潔工具 100產(chǎn)生不同的聲波頻率。例如，可使用產(chǎn)生大約40kHz的聲波的聲場(chǎng)換能器350,來承擔(dān) 初始清潔操作，并隨后替換聲場(chǎng)換能器，并用大約1MHz的聲波承擔(dān)第二清潔操作。單個(gè)超 聲波清潔工具100能夠與不同頻率設(shè)定點(diǎn)的聲場(chǎng)換能器350協(xié)同地去除多種微粒。此外， 可替代的聲場(chǎng)換能器350通過允許在故障情況下僅更換聲場(chǎng)換能器而降低了維護(hù)成本，這 與完整的超聲波浴300和聲場(chǎng)換能器組合正相反。
[0040] 參見圖5,在一個(gè)實(shí)施例中，超聲波清潔工具100包括含清潔流體的清潔流體循環(huán) 系統(tǒng)400。清潔流體循環(huán)系統(tǒng)400將清潔流體從清潔流體供給儲(chǔ)液罐410提供至器件保持 夾具200。在一個(gè)實(shí)施例中，清潔流體包括去離子水。去離子水來源自去離子水供給420。 在一個(gè)實(shí)施例中，去離子水供給420是液罐或類似的儲(chǔ)液罐。在又一實(shí)施例中，去離子水供 給420是能夠傳遞未定義體積的流體的連續(xù)源。連續(xù)源的非限定例子是按需的去離子水產(chǎn) 生。
[0041] 在一個(gè)實(shí)施例中，清潔流體包括化學(xué)溶液。在一個(gè)實(shí)施例中，該化學(xué)溶液包括表面 活性劑、酸和氧化劑。在另一實(shí)施例中，化學(xué)溶液包括表面活性劑、堿和氧化劑?；瘜W(xué)溶液 來源自化學(xué)品供給430。在一個(gè)實(shí)施例中，化學(xué)品供給430是液罐或類似的儲(chǔ)液罐。在又一 實(shí)施例中，化學(xué)品供給430是能夠傳遞未定義體積的流體的連續(xù)源。連續(xù)源的非限定例子 是批量化學(xué)溶液產(chǎn)生以替換來自要求的緩沖容器的耗盡。
[0042] 在一個(gè)實(shí)施例中，化學(xué)品供給430內(nèi)的化學(xué)溶液是SCI。SC1，即標(biāo)準(zhǔn)清潔 1 (Standard Cleanl)，是業(yè)內(nèi)接受的標(biāo)準(zhǔn)堿性清潔溶液。該標(biāo)準(zhǔn)配方是ΝΗ40Η(氫氧化銨）、 H20 2 (過氧化氫）和去離子水，以1 :1 :5的比例配制。在一個(gè)實(shí)施例中，以標(biāo)準(zhǔn)配方利用SCI。 在另一實(shí)施例中，以去離子水的比例為更高的稀釋配方來利用SCI。
[0043] 在一個(gè)實(shí)施例中，化學(xué)品供給430內(nèi)的化學(xué)溶液是SC2。SC2,即標(biāo)準(zhǔn)清潔2,是業(yè) 內(nèi)接受的標(biāo)準(zhǔn)蝕刻和清潔溶液。該標(biāo)準(zhǔn)配方是HC1 (鹽酸）、H202 (過氧化氫）和去離子水， 以1 :1 :5的比例配制。在一個(gè)實(shí)施例中，以標(biāo)準(zhǔn)配方利用SC2。在另一實(shí)施例中，以去離子 水的比例為更高的稀釋配方來利用SC2。
[0044] 在一個(gè)實(shí)施例中，在化學(xué)溶液中包括表面活性劑?？山邮艿谋砻婊钚詣┑姆窍薅?例子包括燒基苯氧基聚乙烯氧基乙醇（alkyl phenoxy polyethylene oxide alcohol)，例 如 NCW601A(Wako Chemicals)和 Triton X-100 (Union Carbide);燒基苯氧基聚縮水甘油 (alkyl phenoxy polyglycidols)，例如 Olin Hunt 表面活性劑（0HSR);氟化燒基磺酸鹽， 例如 Fluorad FC_93(3M);塊（屬）醇（acetylenic alcohols)，例如 Surfynol(APCI);以 及三甲銨乙內(nèi)酯，例如椰油酰胺丙基甜菜堿（cocamidopropyl betaine)。
[0045] 在一個(gè)實(shí)施例中，清潔流體循環(huán)系統(tǒng)400包括至少一個(gè)清潔流體傳遞泵452。該清 潔流體傳遞泵452提供將清潔流體從清潔流體供給儲(chǔ)液器410傳遞至器件保持夾具200的 原動(dòng)力。清潔流體傳遞泵452的非限定例子包括離心泵和蠕動(dòng)泵。要理解和預(yù)見，可使用 本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員已知的將原動(dòng)力施加至管道內(nèi)的流體的任何方法。
[0046] 參見圖5,在超聲波清潔工具100的實(shí)施例中，來自去離子水供給420的去離子水 進(jìn)料流424和來自化學(xué)品供給430的化學(xué)溶液進(jìn)料流434在到達(dá)清潔流體傳遞泵452之前 在清潔流體供給儲(chǔ)液器410內(nèi)被混合。來自去離子水供給420的去離子水和來自化學(xué)品供 給430的化學(xué)溶液的各流速可通過調(diào)整去離子水供給流閥422和/或化學(xué)品供給流閥432 予以控制。來自去離子水供給420的去離子水和來自化學(xué)品供給430的化學(xué)溶液的不同流 速允許通過調(diào)整化學(xué)溶液和去離子水的比例來改變最終清潔流體的效力。
[0047] 在一個(gè)實(shí)施例中，去離子水供給420和化學(xué)品供給430均與清潔流體供給儲(chǔ)液器 410流體連通。來自去離子水供給420和化學(xué)品供給430的混合流被引入到清潔流體供給 儲(chǔ)液器410以供貯存和進(jìn)一步混合。
[0048] 在一個(gè)實(shí)施例中，清潔流體供給儲(chǔ)液器410被填充而不使清潔流體的各個(gè)組成部 分經(jīng)過器件保持夾具200。在一個(gè)實(shí)施例中，以來自替代的儲(chǔ)液器的預(yù)先混合的清潔溶液填 充清潔流體供給儲(chǔ)液器410。在另一實(shí)施例中，以去離子水進(jìn)料流424和化學(xué)溶液進(jìn)料流 434經(jīng)由閥（未示出）填充清潔流體供給儲(chǔ)液器410,所述閥對(duì)清潔流體供給儲(chǔ)液器410內(nèi) 進(jìn)料，所述閥被設(shè)置在清潔流體選擇閥454與去離子水供給420和化學(xué)品供給430中的每 一個(gè)之間。
[0049] 去離子水進(jìn)料流424和化學(xué)溶液進(jìn)料流434的獨(dú)立控制的流動(dòng)特征允許調(diào)整清潔 流體內(nèi)的去離子水和化學(xué)溶液的比例。在一個(gè)實(shí)施例中，在器件保持夾具200的清潔流體 傳遞通道236提供的清潔流體優(yōu)選地具有大約2至大約12的pH值。在器件保持夾具200 提供的清潔流體更優(yōu)選地對(duì)酸性場(chǎng)合具有大約3至大約4的pH值以及對(duì)堿性場(chǎng)合具有大 約10至大約11的pH值。增加的清潔流體PH值降低了微粒和器件900的內(nèi)表面之間的吸 引力。
[0050] 在一個(gè)實(shí)施例中，清潔流體循環(huán)系統(tǒng)400包括壓縮的干燥空氣供給440?？墒褂脡?縮空氣進(jìn)料流444結(jié)合去離子水進(jìn)料流424和/或化學(xué)溶液進(jìn)料流434從器件900的內(nèi)表 面移除和清潔微粒。可結(jié)合或獨(dú)立于由聲場(chǎng)換能器350產(chǎn)生的聲能，來使用壓縮的空氣。
[0051] 在一個(gè)實(shí)施例中，清潔流體循環(huán)系統(tǒng)400包括控制閥的組合?？刂崎y調(diào)整清潔流 體和/或清潔流體組成部分的流動(dòng)路徑。可分別使用去離子水供給流閥422、化學(xué)品供給 流閥432和壓縮干燥空氣供給流閥442控制去離子水進(jìn)料流424、化學(xué)溶液進(jìn)料流434和 壓縮空氣進(jìn)料流444的流速。此外，在一個(gè)實(shí)施例中，止回閥464被設(shè)置在去離子水進(jìn)料流 424、化學(xué)溶液進(jìn)料流434和壓縮空氣進(jìn)料流444內(nèi)，以防止在不使用某一特定流體時(shí)發(fā)生 回流。在一個(gè)實(shí)施例中，清潔流體循環(huán)系統(tǒng)400包括清潔流體選擇閥454。清潔流體選擇 閥454調(diào)整去往器件保持夾具200的進(jìn)料流，該進(jìn)料流在來自清潔流體供給儲(chǔ)液器410的 清潔流體和組成的進(jìn)料流（去離子水進(jìn)料流424、化學(xué)溶液進(jìn)料流434和壓縮空氣進(jìn)料流 444)之間。在一個(gè)實(shí)施例中，清潔流體循環(huán)系統(tǒng)400包括再循環(huán)選擇閥456。再循環(huán)選擇閥 456調(diào)整離開器件保持夾具200的流體從排放管路流至再循環(huán)管路然后回到清潔流體供給 儲(chǔ)液器410。在一個(gè)實(shí)施例中，清潔流體循環(huán)系統(tǒng)400包括排放閥458。排放閥458允許清 潔流體、壓縮的干燥空氣、去離子水和/或化學(xué)溶液從清潔流體循環(huán)系統(tǒng)400被去除。在一 個(gè)實(shí)施例中，排放閥458被設(shè)置在器件保持夾具200后面以在流過器件保持夾具之后排去 清潔流體，而另一排放閥與清潔流體供給儲(chǔ)液器410連接地設(shè)置，以在加工和清潔器件900 之后排走任何不想要的清潔流體。
[0052] 根據(jù)前述閥，可取得流體流的多種組合。

【權(quán)利要求】
1. 一種超聲波清潔工具，包括器件保持夾具、超聲波浴以及清潔流體循環(huán)系統(tǒng)，其中： 所述超聲波浴包括聲場(chǎng)換能器，并且在結(jié)構(gòu)上被配置成使器件保持夾具與超聲波浴中 的聲場(chǎng)換能器進(jìn)行超聲波傳播； 所述器件保持夾具包括第一端板、第二端板、第一器件固定部件、第二器件固定部件以 及多個(gè)壓縮螺柱； 所述器件保持夾具的第一器件固定部件從第一端板凸出，并且包括推進(jìn)軸、器件咬合 鞍座和清潔流體傳遞通道，所述清潔流體傳遞通道延伸貫穿所述推進(jìn)軸和所述器件咬合鞍 座； 所述第一器件固定部件的推進(jìn)軸在結(jié)構(gòu)上被配置成在收縮位置和伸展位置之間可重 復(fù)轉(zhuǎn)換； 所述器件保持夾具的第二器件固定部件從所述第二端板凸出，并包括清潔流體出口通 道； 所述器件保持夾具的壓縮螺柱從器件保持夾具的第一端板跨至器件保持夾具的第二 端板； 所述器件保持夾具的壓縮螺柱被分隔開，以在所述壓縮螺柱之間形成多個(gè)超聲波傳輸 窗； 所述超聲波傳輸窗共同地使位于器件保持夾具內(nèi)的器件的絕大部分與超聲波浴的聲 場(chǎng)換能器進(jìn)行基本無阻的超聲波傳播； 所述清潔流體循環(huán)系統(tǒng)包括清潔流體、清潔流體供給儲(chǔ)液器、去離子水供給以及壓縮 干燥空氣供給；以及 所述清潔流體供給儲(chǔ)液器、去離子水供給以及干燥壓縮空氣供給流體地連接至所述清 潔流體傳遞通道。
2. 如權(quán)利要求1所述的超聲波清潔工具，其特征在于，所述推進(jìn)軸基本上被配置成從 收縮位置螺紋地推進(jìn)至伸展位置。
3. 如權(quán)利要求1所述的超聲波清潔工具，其特征在于，所述第一器件固定部件進(jìn)一步 包括設(shè)置在所述推進(jìn)軸和所述器件咬合鞍座之間的固定部件墊圈。
4. 如權(quán)利要求1所述的超聲波清潔工具，其特征在于： 多個(gè)壓縮螺柱，所述多個(gè)壓縮螺柱中的每一個(gè)包括設(shè)置在所述壓縮螺柱的至少一端上 的螺紋部分和擰緊旋鈕；以及 所述壓縮螺柱穿過被設(shè)置在第一端板和第二端板內(nèi)的孔腔。
5. 如權(quán)利要求1所述的超聲波清潔工具，其特征在于： 所述多個(gè)壓縮螺柱包括在壓縮螺柱的第一端上的凸緣以及在壓縮螺柱的第二端上的 螺紋部分和擰緊旋鈕； 所述壓縮螺柱穿過被設(shè)置在所述第一端板和所述第二端板內(nèi)的孔腔；以及 所述第一端板和所述第二端板中的至少一個(gè)包括基本上與凸緣的幾何形狀匹配并與 所述孔腔對(duì)準(zhǔn)的凹進(jìn)部分。
6. 如權(quán)利要求1所述的超聲波清潔工具，其特征在于： 所述第一端板和所述第二端板各自包括具有三個(gè)外表面的基本上三角形幾何形狀；以 及 所述器件保持夾具包括布置在等邊三角形的各頂點(diǎn)上的三個(gè)壓縮螺柱。
7. 如權(quán)利要求6所述的超聲波清潔工具，其特征在于，至少第一端板或第二端板的三 個(gè)面中的每一個(gè)包括不同的標(biāo)記。
8. 如權(quán)利要求1所述的超聲波清潔工具，其特征在于，所述器件是陶瓷氣體噴射器。
9. 如權(quán)利要求1所述的超聲波清潔工具，其特征在于，所述清潔流體循環(huán)系統(tǒng)還包括 調(diào)整所述清潔流體的溫度的熱控制單元。
10. 如權(quán)利要求1所述的超聲波清潔工具，其特征在于，所述超聲波浴進(jìn)一步包括設(shè)置 在外超聲波罐內(nèi)的內(nèi)襯罐。
11. 如權(quán)利要求1所述的超聲波清潔工具，其特征在于，所述清潔流體的PH值受到控 制，以降低附于所述器件內(nèi)表面的微粒的ξ電勢(shì)。
12. 如權(quán)利要求1所述的超聲波清潔工具，其特征在于，所述清潔流體包括至少一種表 面活性劑。
13. 如權(quán)利要求10所述的超聲波清潔工具，其特征在于，所述內(nèi)襯罐的尺寸被設(shè)計(jì)成： 當(dāng)器件保持夾具被置于內(nèi)襯罐內(nèi)時(shí)，使設(shè)置在器件保持夾具內(nèi)的器件完全浸沒。
14. 如權(quán)利要求1所述的超聲波清潔工具，其特征在于，所述超聲波傳輸窗從所述聲場(chǎng) 換能器傳輸5至25W/英寸2的聲能。
15. 如權(quán)利要求1所述的超聲波清潔工具，其特征在于，設(shè)置在器件保持夾具內(nèi)的器件 相對(duì)于彈性密封部件在所述第一器件固定部件和所述第二器件固定部件之間浮動(dòng)。
16. -種器件保持夾具，包括第一端板、第二端板、第一器件固定部件、第二部件固定部 件以及多個(gè)壓縮螺柱，其中： 所述器件保持夾具的第一器件固定部件從第一端板凸出，并且包括推進(jìn)軸、器件咬合 鞍座和清潔流體傳遞通道，所述清潔流體傳遞通道延伸貫穿所述推進(jìn)軸和所述器件咬合鞍 座； 所述第一器件固定部件的推進(jìn)軸在結(jié)構(gòu)上被配置成在收縮位置和伸展位置之間可重 復(fù)轉(zhuǎn)換； 所述第一器件固定部件的推進(jìn)軸在結(jié)構(gòu)上被配置成從收縮位置至伸展位置螺紋地推 進(jìn)； 所述器件保持夾具的第二器件固定部件從所述第二端板凸出，并且包括清潔流體出口 通道； 所述器件保持夾具的壓縮螺柱從器件保持夾具的第一端板跨至器件保持夾具的第二 端板； 所述器件保持夾具的壓縮螺柱穿過被設(shè)置在第一端板和第二端板內(nèi)的孔腔； 所述器件保持夾具的壓縮螺柱包括在所述壓縮螺柱的第二端上的擰緊旋鈕； 所述器件保持夾具的壓縮螺柱被分隔開，以在所述壓縮螺柱之間形成多個(gè)超聲波傳輸 窗；以及 所述超聲波傳輸窗共同地使位于器件保持夾具內(nèi)的器件的絕大部分與聲場(chǎng)換能器進(jìn) 行基本無阻的超聲波傳播。
17. 如權(quán)利要求16所述的器件保持夾具，其特征在于，所述多個(gè)壓縮螺柱被配置成防 止相對(duì)于第一端板和第二端板中的至少一個(gè)的轉(zhuǎn)動(dòng)。
18. 如權(quán)利要求17所述的器件保持夾具，其特征在于，所述器件保持夾具的壓縮螺柱 包括在所述壓縮螺柱的第一端上的非圓形凸緣，并且第一端板和第二端板中的至少一個(gè)包 括凹進(jìn)部分，所述凹進(jìn)部分與所述非圓形凸緣的幾何形狀基本匹配并與所述孔腔對(duì)準(zhǔn)。
19. 一種超超聲波清潔工具，包括器件保持夾具、超聲波浴以及清潔流體循環(huán)系統(tǒng)，其 中： 超聲波浴包括聲場(chǎng)換能器，并且在結(jié)構(gòu)上被配置成使器件保持夾具與超聲波浴中的聲 場(chǎng)換能器進(jìn)行超聲波傳播； 所述器件保持夾具包括第一端板、第二端板、第一器件固定部件、第二器件固定部件以 及多個(gè)壓縮螺柱； 所述器件保持夾具的第一器件固定部件從第一端板凸出并包括推進(jìn)軸、器件咬合鞍座 和清潔流體傳遞通道，所述清潔流體傳遞通道延伸貫穿所述推進(jìn)軸和所述器件咬合鞍座； 所述器件保持夾具的第二器件固定部件從所述第二端板凸出并包括清潔流體出口通 道； 所述器件保持夾具的壓縮螺柱從器件保持夾具的第一端板跨至器件保持夾具的第二 端板； 所述器件保持夾具的壓縮螺柱被分隔開，以在所述壓縮螺柱之間形成多個(gè)超聲波傳輸 窗； 所述清潔流體循環(huán)系統(tǒng)包括清潔流體供給儲(chǔ)液器、去離子水供給以及壓縮干燥空氣供 給； 所述清潔流體供給儲(chǔ)液器、去離子水供給以及干燥壓縮空氣供給流體地連接至所述清 潔流體傳遞通道；以及 所述清潔流體出口通道流體連接至清潔流體供給儲(chǔ)液器。
【文檔編號(hào)】B08B3/12GK104249068SQ201410305531
【公開日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月28日
【發(fā)明者】克利?！ぐ＠锟恕だ唆斖? 阿芒·阿沃揚(yáng) 申請(qǐng)人:朗姆研究公司