KR20090050707A - 초음속 노즐을 이용한 나노입자 세정장치 및 그 세정방법 - Google Patents

초음속 노즐을 이용한 나노입자 세정장치 및 그 세정방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20090050707A
KR20090050707A KR1020070117299A KR20070117299A KR20090050707A KR 20090050707 A KR20090050707 A KR 20090050707A KR 1020070117299 A KR1020070117299 A KR 1020070117299A KR 20070117299 A KR20070117299 A KR 20070117299A KR 20090050707 A KR20090050707 A KR 20090050707A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
nozzle
supersonic nozzle
particles
supersonic
Prior art date
Application number
KR1020070117299A
Other languages
English (en)
Inventor
이진원
이미정
Original Assignee
포항공과대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 포항공과대학교 산학협력단 filed Critical 포항공과대학교 산학협력단
Priority to KR1020070117299A priority Critical patent/KR20090050707A/ko
Publication of KR20090050707A publication Critical patent/KR20090050707A/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/005Nozzles or other outlets specially adapted for discharging one or more gases
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041Cleaning
    • H01L21/02043Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
    • H01L21/02046Dry cleaning only
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017Apparatus for fluid treatment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Abstract

본 발명은 웨이퍼와 같은 제품의 표면에 부착된 오염입자를 제거하기 위한 세정장치 및 그 세정방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 나노입자 세정장치는 기체를 분출시킴으로써 기체를 기 설정된 크기의 탄환입자로 생성시켜 탄환입자를 제품의 표면에 충돌시키는 초음속 노즐, 기 설정된 압력으로 기체를 상기 초음속 노즐로 공급하는 기체 공급기, 및 기체 공급기로부터 공급되는 기체를 기 설정된 온도로 가열 유지시키는 온도 제어기를 포함한다. 이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 나노입자 세정장치는 제품의 표면에 나노수준의 미세한 탄환입자를 고속으로 분사시킴으로써, 제품의 표면에 부착된 오염입자 뿐만 아니라 표면에 형성된 홈과 같은 영역에 박힌 오염입자도 용이하게 제거할 수 있다.
초음속, 노즐, 세정, 나노, 오염입자, 기체, 웨이퍼

Description

초음속 노즐을 이용한 나노입자 세정장치 및 그 세정방법{Aerosol Cleaning Apparatus and Method of Nano-sized Particle Using Supersonic Speed Nozzle}
본 발명은 웨이퍼와 같은 제품의 표면에 부착된 오염입자를 제거하기 위한 세정장치 및 그 세정방법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 초음속 노즐을 이용하여 나노수준의 미세한 오염입자도 제거할 수 있는 나노입자 세정장치 및 그 세정방법에 관한 것이다.
종래 반도체 기술이 점진적으로 발달함에 따라, 반도체 공정에서는 가공 선폭의 크기가 100nm 이하로 떨어지면서, 그 가공 과정에서 발생하는 오염입자의 크기도 50nm 수준까지 작아지고 있다. 더욱이 반도체 공정에서는 가공기술의 발달과 함께 앞으로 5년 이내에 제거해야 할 오염입자의 크기가 20nm 수준까지 작아질 것으로 전망하고 있다. 이와 같은 오염입자는 반도체와 같이 정밀한 제품에 치명적인 오류를 발생시킬 수 있기 때문에, 나노입자 수준의 미세한 오염입자의 세정작업은 반도체와 같은 제품의 품질을 좌우하는 중요한 공정으로 여겨지고 있다.
종래 반도체 공정에서는 반도체 웨이퍼의 표면에 부착된 나노입자 수준의 미세한 오염입자를 제거하기 위해서, 반도체 웨이퍼를 세정액 내에서 고속으로 흔드 는 초음파 세정(Megasonic cleaning) 방식이 적용되고 있다. 하지만, 나노입자 수준의 미세한 오염입자는 반도체 웨이퍼의 표면에 매우 가깝게 밀착되어 있어서, 반도체 웨이퍼를 고속으로 흔드는 정도의 초음파 세정 방식으로는 완전하게 제거하기 매우 어려운 실정이다.
초음파 세정 방식의 대안으로 제안된 에어로졸 세정(aerosol cleaning) 방식은 노즐에 의해 생성된 탄환입자를 반도체 웨이퍼의 표면에 고속으로 충돌시켜, 짧은 시간 동안 강력한 충격력을 전달함으로써 반도체 웨이퍼에 부착된 오염입자를 제거한다.
에어로졸 세정 방식은 노즐을 통해 분사되는 탄환입자의 크기 또는 그 속도에 의해 오염입자를 제거하는 정도가 현저히 달라진다. 즉, 종래의 에어로졸 세정 방식은 일반적으로 액체 또는 액체와 기체의 혼합물을 노즐의 작은 구멍을 통해 분출시킴으로써, 반도체 웨이퍼에 충돌하는 탄환입자를 생성한다. 하지만, 종래의 에어로졸 세정방식은 액체 또는 액체와 기체의 혼합물이 분출되는 과정에서 분무(噴霧) 응고되기 때문에, 탄환입자의 크기를 일정 수준 이하로 작게 만들기 어려운 단점이 있다.
즉, 종래의 에어로졸 세정 방식은 탄환입자를 최소화하는데 한계가 있어서, 정밀가공 기술의 발달과 함께 점차 작아지고 있는 나노입자 수순의 미세한 오염입자를 제거하는데 어려움이 있다. 그리고, 종래의 에어로졸 세정 방식은 노즐을 통해 분사된 탄환입자가 설정된 크기 이하로 미립화되지 않은 경우에 반도체 웨이퍼의 표면에 부착된 오염입자를 오히려 압착하거나 표면 분리를 방해하는 요소로 작 용할 단점이 있다.
본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 반도체 웨이퍼와 같은 제품의 표면에 부착된 나노수준의 미세한 오염입자도 제거할 수 있는 초음속 노즐을 이용한 나노입자 세정장치 및 그 세정방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예에 따른 나노입자 세정장치는 기체를 분출시킴으로써 상기 기체를 기 설정된 크기의 탄환입자로 생성시켜서 상기 탄환입자를 제품의 표면에 충돌시키는 초음속 노즐, 기 설정된 압력으로 상기 기체를 상기 초음속 노즐로 공급하는 기체 공급기, 및 상기 기체 공급기로부터 공급되는 상기 기체를 기 설정된 온도로 가열 유지시키는 온도 제어기를 포함한다.
상기 초음속 노즐은 상기 기체가 유입되는 내부 공간이면서 상기 기체의 유동 단면적이 점진적으로 축소되는 수축부, 상기 기체의 유동 단면적이 가장 최소가 되는 지점인 노즐목, 및 상기 노즐목으로부터 상기 기체의 유동 단면적이 점진적으로 확장되어 상기 기체의 분자들이 상호 응축되면서 상기 탄환입자로 생성되는 확장부를 포함한다. 상기 확장부는 상기 기체의 유동 단면적이 상기 기체의 종류 또는 설정하고자 하는 상기 탄환입자의 크기에 따라 달리 형성된다.
상기 초음속 노즐은 상기 기체를 분출시키는 노즐 구멍이 복수 개로 형성되는 복합 노즐 구조이다. 상기 초음속 노즐은 상기 노즐 구멍의 개수에 각각 대응 하여 상호 상이한 성질의 기체가 각각의 상기 노즐 구멍으로 공급된다.
나노입자 세정장치는 상기 기체 공급기와 상기 온도 제어기의 사이에 위치하면서 상기 기체에 함유된 이물질을 제거하는 필터를 더 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 나노입자 세정방법은 기체를 기 설정된 압력으로 공급하는 기체 공급단계, 상기 기체를 기 설정된 온도로 가열 유지시키는 기체 가열단계, 및 상기 기체를 초음속 노즐로 주입시키고 상기 기체를 기 설정된 크기의 탄환입자로 분사시켜서 상기 탄환입자를 제품의 표면에 충돌시키는 초음속 노즐 분사단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 나노입자 세정장치는 액체를 사용하지 않고 기체 또는 기체 혼합물만을 이용하여 초음속 노즐을 통해 기 설정된 크기 이하의 미세한 탄환입자를 분사시킬 수 있다. 이로 인해, 나노입자 세정장치는 제품의 표면에 나노수준의 미세한 탄환입자를 고속으로 분사시킴으로써, 제품의 표면에 부착된 오염입자 뿐만 아니라 표면에 형성된 홈과 같은 영역에 박힌 오염입자도 용이하게 제거할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 나노입자 세정장치는 초음속 노즐의 내부 형상을 달리하거나, 기체 또는 기체 혼합물의 압력 및 온도를 달리 설정할 수 있다. 이로 인해, 나노입자 세정장치는 제품의 표면에 부착된 오염입자의 크기에 대응하는 탄환입자의 크기와 농도 또는 속도를 각각 설정함으로써, 제품의 표면에 부착된 오염입자를 보다 용이하게 제거할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 나노입자 세정장치는 기체 또는 기체 혼합물이 상온이거나 기 설정된 온도로 예열된 상태이기 때문에, 탄환입자가 제품의 표면에 충돌하더라도 제품을 냉각시키거나 제품을 변형 또는 손상시키지 않는 장점이 있다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 초음속 노즐을 이용한 나노입자 세정장치의 각 구성요소들을 나타낸 개략도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 나노입자 세정장치(100)는 초음속 노즐(110)을 이용하여 반도체 웨이퍼와 같은 제품(10)의 표면에 부착된 오염입자를 제거한다. 즉, 나노입자 세정장치(100)는 초음속 노즐(110)을 통해 분사되는 나노수준의 미세한 탄환입자를 반도체 웨이퍼와 같은 제품(10)의 표면에 충돌시켜서, 제품(10)의 표면에 부착된 오염입자를 제거한다. 이와 같은 작동을 실현시키기 위해 나노입자 세정장치(100)는 구체적으로 다음과 같은 구성요소를 구비한다.
초음속 노즐(110)은 나노수준의 미세한 탄환입자를 생성할 수 있는 구성요소로서, 나노수준의 미세한 탄환입자를 제품(10)의 표면에 분사시킨다. 초음속 노 즐(110)로는 그 일 예로 단순한 구멍이 아닌 그 기체 유동 단면적의 변화가 정교하게 형성된 라발 노즐(Laval nozzle)이 사용될 수 있다. 초음속 노즐(110)은 기체 또는 기체 혼합물을 외부로부터 공급 받으며, 이런 기체 또는 기체 혼합물을 고속으로 분출시킴으로써 기 설정된 크기와 농도로 나노수준의 미세한 탄환입자를 분사시킬 수 있다.
기체 공급기(120)는 초음속 노즐(110)로 기체 또는 기체 혼합물을 공급하는 구성요소이며, 이를 위해 아르곤, 헬륨, 질소와 같은 기체 또는 기체 혼합물이 내부 공간에 충진된다. 그리고, 기체 공급기(120)는 기체 또는 기체 혼합물을 기 설정된 압력으로 공급한다.
필터(130)는 기체 공급기(120)와 아래에서 설명할 온도 제어기(140)의 사이에 위치하면서, 기체 또는 기체 혼합물에 함유된 이물질을 제거한다. 즉, 기체 또는 기체 혼합물에 함유된 미세한 이물질은 탄환입자의 크기 또는 농도를 불균일하게 만드는 요인이기 때문에, 초음속 노즐(110)로 공급되는 기체 또는 기체 혼합물은 필터(130)를 통과하면서 이물질이 필터링된다.
온도 제어기(140)는 기체 공급기(120)의 후방에 위치하여, 기체 공급기(120)로부터 공급되는 기체 또는 기체 혼합물을 기 설정된 온도로 가열 유지시킨다. 기체 공급기(120) 내에 저장되는 기체 또는 기체 혼합물은 정해진 공간 내에 압축된 상태로 저장된다. 그리고, 기체 공급기(120)로부터 공급되는 기체 또는 기체 혼합물은 온도 제어기(140)를 통과하도록 구성됨으로써, 온도 제어기(140) 내에서의 열교환을 통해 상온의 상태 또는 기 설정된 온도 이상으로 변환한다. 이렇게 가열된 상태의 기체 또는 기체 혼합물은 초음속 노즐(110)로 유입되고, 초음속 노즐(110)을 통해 설정된 크기 이하의 미세한 탄환입자로 생성된다. 탄환입자의 속도는 초음속 노즐(110)로부터 분사되어 팽창되기 전에서의 기체 또는 기체 혼합물의 온도(stagnation temperature, To)에 연계되는데, 대략 To1 /2에 비례한다. 따라서, 제1 실시예에 따른 나노입자 세정장치(100)는 기체 또는 기체 혼합물을 매우 낮은 온도까지 냉각시키는 종래의 단순 노즐 분사 방식에 비해 탄환입자의 속도를 매우 높게 상승시킬 수 있다. 초음속 노즐(110)을 통해 분사되는 탄환입자는 제품(10)의 표면에 충돌하면서, 도 2에 도시된 바와 같은 유동 흐름을 갖는다.
도 2는 도 1에 도시된 초음속 노즐을 이용하여 제품의 표면에 부착된 나노 크기의 오염입자를 제거하는 과정을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 초음속 노즐(110)은 반도체 웨이퍼와 같은 제품(10)의 표면에 대해 설정된 각도로 경사지게 위치한다. 초음속 노즐(110)을 통해 분사되는 탄환입자는 기체의 분자들이 상호 끈끈하게 붙은 응축된 상태이며, 제품(10)의 표면에 충돌한 후에 기체의 분자들이 부셔지면서 완전히 분산된다. 이렇게 분산된 기체 또는 기체 혼합물은 제품(10)의 표면을 따라 유동하다가 이탈하는 흐름을 갖는다.
이때, 초음속 노즐(110)로부터 분사되는 탄환입자는 설정된 나노수준의 크기로 미세화되지 않으면, 오히려 제품(10)의 표면으로부터 이탈하는 오염입자의 거동을 방해하는 역할을 할 수도 있다. 따라서, 제1 실시예에 따른 초음속 노즐(110) 은 탄환입자를 고속으로 분사시키면서도, 오염입자(20)의 종류 또는 크기에 대응하는 설정된 크기의 탄환입자를 균일하게 미세화시킨다. 이를 위해 초음속 노즐(110)은 다음과 같이 형성된다.
도 3은 도 1에 도시된 초음속 노즐의 내부를 길이방향으로 절단하여 나타낸 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 초음속 노즐(110)은 기체 또는 기체 혼합물을 초음속 팽창에 의해 탄환입자로 변환시키기 위해서 다음과 같이 형성된다. 초음속 노즐(110)은 기체의 유동방향을 기준으로 할 때 수축부(111), 노즐목(112 ; nozzle throat), 및 확장부(113)로 구분될 수 있다. 즉, 수축부(111)는 기체가 유입되는 내부 공간으로 기체의 유동 단면적이 점진적으로 축소되며, 노즐목(112)은 기체의 유동 단면적이 가장 최소가 되는 지점이다. 그리고, 확장부(113)는 노즐목(112)으로부터 기체의 유동 단면적이 점진적으로 확장되어, 기체의 분자들이 상호 응축되면서 탄환입자로 생성되는 영역이다. 즉, 기체 또는 기체 혼합물은 설정된 압력에 의해 노즐목(112)을 통과한 후에 확장부(113)의 팽창 형상을 따라 초음속 팽창함으로써, 탄환입자로 변환될 수 있다.
초음속 노즐(110)은 노즐목(112) 또는 확장부(113)의 각 유동 단면적을 달리하거나 기체 또는 기체 혼합물의 가압력을 조절함으로써, 탄환입자의 크기와 농도(단위부피 당의 입자의 개수)를 매우 폭넓은 범위 내에서 조절할 수 있다. 그리고, 초음속 노즐(110)은 탄환입자의 속도 상승을 고려하여, 그에 적합한 압력을 부가하면서 노즐목(112)의 크기와 확장부(113)의 팽창 형상을 최적화한다. 즉, 초음 속 노즐(110)은 노즐의 내부 벽면에서 형성되는 경계층(boundary layer)의 성장을 정확히 예측하여, 노즐목(112)의 크기와 확장부(113)의 팽창 형상을 최적화한다. 그러면, 탄환입자는 제품(10)의 표면에 부착된 오염입자의 제거에 최적 상태인 나노수준의 미세한 크기와 고밀도 입자로 분사될 수 있다.
초음속 노즐(110)은 다양한 형상을 구비하고, 필요에 따라 나노입자 세정장치(100)에 각각 적용될 수 있다. 또한, 초음속 노즐(110)은 다양한 재료로 가공 성형될 수 있으며, 초음속 노즐(110)의 유동 단면 형상도 원형 또는 사각형, 축대칭 또는 긴 슬릿(slit) 형태로 다양하게 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 초음속 노즐을 이용한 나노입자 세정장치의 각 구성요소들을 나타낸 개략도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제2 실시예에 따른 나노입자 세정장치(200)는 도 1에 도시된 나노입자 세정장치(100)와 달리 초음속 노즐(210)이 복합 노즐 구조인 특징이 있다. 즉, 초음속 노즐(210)은 기체를 분출시키는 노즐 구멍이 복수 개로 형성되는 복합 노즐 구조로서, 노즐 구멍의 개수에 각각 대응하여 상호 상이한 성질의 기체가 각각의 노즐 구멍으로 공급된다. 그리고, 나노입자 세정장치(200)는 상호 상이한 성질의 기체를 각각 공급하기 위해서 각각의 기체 공급기(220), 필터(230), 온도 제어기(240)를 구비한다. 또한, 나노입자 세정장치(200)는 기체 또는 기체 혼합물의 성질에 따라 기체 공급기(221)에서 상온 상태로 저장될 수 있다. 그러면, 나노입자 세정장치(200)는 기체 공급기(220)에서 공급되는 기체 또는 기체 혼합물이 별도의 온도 제어기를 통과하지 않고서, 필터(231)를 통과한 후에 바로 초음속 노즐(210)에 공급되게 할 수도 있다.
이와 같이 나노입자 세정장치(200)는 복합 노즐 구조의 초음속 노즐(210)에서 복수의 기체 또는 기체 혼합물이 각각 분사됨으로써, 제품(10)의 표면에 부착된 오염입자를 제거하는 능력을 보다 극대화할 수 있다. 즉, 복합 노즐 구조의 초음속 노즐(210)은 각기 다른 상태(종류 또는 온도)의 기체 또는 기체 혼합물을 이용함으로써, 탄환입자의 크기 또는 속도를 달리할 수 있다. 그러면, 복합 노즐 구조의 초음속 노즐(210)은 도 5에 도시된 바와 같이 탄환입자의 유동흐름이 각각 달라지면서, 제품(10)의 표면에 부착된 오염입자를 제거하는 능력을 사용여건에 따라 달리할 수 있다.
아래에서는 상기와 같은 초음속 노즐을 이용한 나노입자 세정장치를 이용하여, 반도체 웨이퍼와 같은 제품의 표면에 부착된 오염입자를 제거하는 세정방법에 대해 도 6을 참고하면서 설명한다.
도 6은 도 1 또는 도 4에 도시된 초음속 노즐을 이용한 나노입자 세정방법을 각 단계별로 나타낸 흐름도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 초음속 노즐을 이용한 나노입자 세정방법은 기체를 기 설정된 압력으로 공급하는 기체 공급단계(S1), 기체를 기 설정된 온도로 가열 유지시키는 기체 가열단계(S2), 기체를 초음속 노즐로 주입시키고 기체를 기 설정된 크기의 탄환입자로 분사시키는 초음속 노즐 분사단계(S3), 및 탄환입자가 제품의 표면에 충돌하여 오염입자와 함께 유동하는 오염입자 제거 단계(S4)를 포함한다. 그리고, 나노입자 세정방법은 기체 공급단계 이후에 기체에 함유된 이물질을 제거하기 위해서 기체를 필터링하는 단계를 더 수행할 수 있다.
이때, 초음속 노즐 분사단계는 초음속 노즐이 제품의 표면에 대해 경사진 상태로 유지되어, 초음속 노즐을 통해 분사되는 탄환입자가 제품의 표면에 충돌한 후에 제품의 표면을 따라 유동하다가 이탈하는 흐름을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 나노입자 세정방법은 기체 공급단계에서의 압력, 기체 가열단계에서의 온도, 초음속 노즐 분사단계에서의 초음속 노즐의 형상을 각각 조절함으로써, 탄환입자의 속도, 크기, 농도를 각각 조절한다.
즉, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이 당연하다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 초음속 노즐을 이용한 나노입자 세정장치의 각 구성요소들을 나타낸 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 초음속 노즐을 이용하여 제품의 표면에 부착된 나노 크기의 오염입자를 제거하는 과정을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 초음속 노즐의 내부를 길이방향으로 절단하여 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 초음속 노즐을 이용한 나노입자 세정장치의 각 구성요소들을 나타낸 개략도이다.
도 5는 도 4에 도시된 복합 노즐구조의 초음속 노즐을 이용하여 제품의 표면에 부착된 나노 크기의 오염입자를 제거하는 과정을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 도 1 또는 도 4에 도시된 초음속 노즐을 이용한 나노입자 세정방법을 각 단계별로 나타낸 흐름도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100, 200 : 나노입자 세정장치 110, 210 : 초음속 노즐
120, 220, 221 : 기체 공급기 130, 230, 231 : 필터
140, 240 : 온도 제어기

Claims (9)

  1. 기체를 분출시킴으로써 상기 기체를 기 설정된 크기의 탄환입자로 생성시켜서 상기 탄환입자를 제품의 표면에 충돌시키는 초음속 노즐;
    기 설정된 압력으로 상기 기체를 상기 초음속 노즐로 공급하는 기체 공급기; 및
    상기 기체 공급기로부터 공급되는 상기 기체를 기 설정된 온도로 가열 유지시키는 온도 제어기;를 포함하는 초음속 노즐을 이용한 나노입자 세정장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 초음속 노즐은 상기 기체가 유입되는 내부 공간이면서 상기 기체의 유동 단면적이 점진적으로 축소되는 수축부; 상기 기체의 유동 단면적이 가장 최소가 되는 지점인 노즐목; 및 상기 노즐목으로부터 상기 기체의 유동 단면적이 점진적으로 확장되어, 상기 기체의 분자들이 상호 응축되면서 상기 탄환입자로 생성되는 확장부;를 포함하고,
    상기 확장부는 상기 기체의 유동 단면적이 상기 기체의 종류 또는 설정하고자 하는 상기 탄환입자의 크기에 따라 달리 형성되는 초음속 노즐을 이용한 나노입자 세정장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 초음속 노즐은 상기 기체를 분출시키는 노즐 구멍이 복수 개로 형성되는 복합 노즐 구조인 초음속 노즐을 이용한 나노입자 세정장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 초음속 노즐은 상기 노즐 구멍의 개수에 각각 대응하여 상호 상이한 성질의 기체가 각각의 상기 노즐 구멍으로 공급되는 초음속 노즐을 이용한 나노입자 세정장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기체 공급기와 상기 온도 제어기의 사이에 위치하면서 상기 기체에 함유된 이물질을 제거하는 필터를 더 포함하는 초음속 노즐을 이용한 나노입자 세정장치.
  6. 기체를 기 설정된 압력으로 공급하는 기체 공급단계;
    상기 기체를 기 설정된 온도로 가열 유지시키는 기체 가열단계; 및
    상기 기체를 초음속 노즐로 주입시키고 상기 기체를 기 설정된 크기의 탄환입자로 분사시켜서 상기 탄환입자를 제품의 표면에 충돌시키는 초음속 노즐 분사단계;를 포함하는
    초음속 노즐을 이용한 나노입자 세정방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 기체 공급단계 이후에 상기 기체에 함유된 이물질을 필터링하는 기체 필터링 단계;를 더 포함하는 초음속 노즐을 이용한 나노입자 세정방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 초음속 노즐 분사단계는 상기 초음속 노즐이 상기 제품의 표면에 대해 경사진 상태로 유지되어, 상기 탄환입자를 상기 제품의 표면으로 분사시킴으로써 상기 제품의 표면에 부착된 오염입자와 함께 유동하는 초음속 노즐을 이용한 나노입자 세정방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 초음속 노즐로부터 분사되는 상기 탄환입자의 크기와 농도, 속도는 상기 기체 공급단계에서의 압력, 상기 기체 가열단계에서의 온도, 상기 초음속 노즐 분사단계에서의 상기 초음속 노즐의 형상에 따라 각각 달라지는 초음속 노즐을 이용한 나노입자 세정방법.
KR1020070117299A 2007-11-16 2007-11-16 초음속 노즐을 이용한 나노입자 세정장치 및 그 세정방법 KR20090050707A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070117299A KR20090050707A (ko) 2007-11-16 2007-11-16 초음속 노즐을 이용한 나노입자 세정장치 및 그 세정방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070117299A KR20090050707A (ko) 2007-11-16 2007-11-16 초음속 노즐을 이용한 나노입자 세정장치 및 그 세정방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20090050707A true KR20090050707A (ko) 2009-05-20

Family

ID=40859122

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070117299A KR20090050707A (ko) 2007-11-16 2007-11-16 초음속 노즐을 이용한 나노입자 세정장치 및 그 세정방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20090050707A (ko)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101025300B1 (ko) * 2009-06-16 2011-03-29 포항공과대학교 산학협력단 이중구조 나노입자 빔 생성방법
KR101305256B1 (ko) * 2012-12-18 2013-09-06 포항공과대학교 산학협력단 초고속 균일 나노 입자 생성 노즐, 생성 장치 및 생성 방법
WO2014098488A1 (ko) * 2012-12-18 2014-06-26 포항공과대학교 산학협력단 건식 식각 장치, 건식 식각을 위한 고속 입자 빔을 생성하는 노즐 및 고속 입자 빔을 이용한 건식 식각 방법.
US10081091B2 (en) 2015-06-12 2018-09-25 Postech Academy-Industry Foundation Nozzle, device, and method for high-speed generation of uniform nanoparticles
US11402759B2 (en) 2015-06-13 2022-08-02 Npics Inc. Dry separation apparatus, nozzle for generating high-speed particle beam for dry separation
US11866819B2 (en) 2020-10-30 2024-01-09 Semes Co., Ltd. Surface treatment apparatus and surface treatment method

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101025300B1 (ko) * 2009-06-16 2011-03-29 포항공과대학교 산학협력단 이중구조 나노입자 빔 생성방법
KR101305256B1 (ko) * 2012-12-18 2013-09-06 포항공과대학교 산학협력단 초고속 균일 나노 입자 생성 노즐, 생성 장치 및 생성 방법
WO2014098488A1 (ko) * 2012-12-18 2014-06-26 포항공과대학교 산학협력단 건식 식각 장치, 건식 식각을 위한 고속 입자 빔을 생성하는 노즐 및 고속 입자 빔을 이용한 건식 식각 방법.
WO2014098364A1 (ko) * 2012-12-18 2014-06-26 포항공과대학교 산학협력단 초고속 균일 나노 입자 생성 노즐, 생성 장치 및 생성 방법
WO2014098487A1 (ko) * 2012-12-18 2014-06-26 포항공과대학교 산학협력단 건식 박리 장치, 건식 박리를 위한 고속 입자 빔을 생성하는 노즐 및 고속 입자 빔을 이용한 건식 박리 방법.
CN104854682A (zh) * 2012-12-18 2015-08-19 浦项工科大学校产学协力团 超高速均匀纳米粒子的生成喷嘴、生成装置及生成方法
US9700990B2 (en) 2012-12-18 2017-07-11 Postech Academy-Industry Foundation Nozzle and device for high-speed generation of uniform nanoparticles
US9865475B2 (en) 2012-12-18 2018-01-09 Npics Inc. Dry separation method using high-speed particle beam
US10081091B2 (en) 2015-06-12 2018-09-25 Postech Academy-Industry Foundation Nozzle, device, and method for high-speed generation of uniform nanoparticles
US11402759B2 (en) 2015-06-13 2022-08-02 Npics Inc. Dry separation apparatus, nozzle for generating high-speed particle beam for dry separation
US11866819B2 (en) 2020-10-30 2024-01-09 Semes Co., Ltd. Surface treatment apparatus and surface treatment method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5650896B2 (ja) 基板処理装置および基板処理方法
KR100760893B1 (ko) 기판 세정용 2 유체 노즐 및 기판 세정 장치
KR100227018B1 (ko) 세정장치 및 세정방법
JP3415670B2 (ja) ウエハ洗浄装置
KR20090050707A (ko) 초음속 노즐을 이용한 나노입자 세정장치 및 그 세정방법
JP4120991B2 (ja) 洗浄ノズル及びそれを用いた洗浄方法
JP2825301B2 (ja) 微細凍結粒子による洗浄装置
JP5926725B2 (ja) ドライアイススノー噴射装置
US10086622B2 (en) Apparatuses and methods for stable aerosol-based printing using an internal pneumatic shutter
JP4464850B2 (ja) 基板洗浄用2流体ノズル及び基板洗浄装置
KR20070050867A (ko) 레이저 가공장치
JP2008307624A (ja) バリ取り洗浄装置およびバリ取り洗浄方法
KR20190140049A (ko) 미스트 도포 성막 장치의 도포 헤드 및 그의 메인터넌스 방법
JP2011131168A (ja) 噴霧造粒装置および噴霧造粒方法
TW202031374A (zh) 基板清洗方法、處理容器清洗方法及基板處理裝置
JP2017224664A (ja) 異物除去装置
JPH0479326A (ja) 基板表面の洗浄装置
JP6990848B2 (ja) 噴射ノズルおよび噴射方法
JP2004351321A (ja) 液体噴射装置
JP2004031924A (ja) エアロゾル洗浄方法及び装置
JP2010090411A (ja) 金属粉末製造装置
CN113646134B (zh) 用于产生co2雪射流的装置
US20070215712A1 (en) Method and Device for Atomizing Liquid Films
JP2008146994A (ja) 処理装置
WO2016089452A1 (en) Thermal spray method integrating selected removal of particulates

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application