在液体超声清洁系统中在孔中产生驻波以改善孔的清洁技术方案

本发明专利技术提供了在液体超声清洁系统中在孔中产生驻波以改善孔的清洁的方法，以及被配置为清洁物件的至少一个孔的方法和液体超声清洁系统。所述方法包括在所述至少一个孔内建立至少一个压力梯度以将靠近于驻波节点的颗粒移向驻波的波腹，该驻波具有与至少一个孔的中心轴平行的传播轴。在一些实施方式中，所述方法可以包括在至少一个孔内建立一个或多个空化位点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及液体超声清洗装置及使用该装置清洁物件的方法，并且更具体地涉及使用驻波清洗物件中的一个或多个孔的方法。
技术介绍
在许多工业处理中，控制污染通常是重要的。例如，在等离子体处理室中处理半导体衬底材料（如硅晶片），其中内部和面向内部的部件的表面暴露于沉积、蚀刻和剥离的环境。因此，通常观察到在处理室部件的表面的无机和有机污染物的积累，并可能导致衬底材料的污染，降低加工效率，或两者。因此，新的处理室部件的表面必须在第一次使用前进行清洁，并随着时间的推移，这样的部件表面必须进行清洁为了它们能继续有用。否则，这样的部件（或其部分）必须更换。尽管与更换相关联的成本支持清洁组件，但某些部件是难以清洁的，尤其是那些具有孔、腔、通道、穿孔、洞、穴，气孔、或其它开口（统称为“孔”或“孔”）的部件。通过半导体衬底材料的处理，有机材料（例如，手指油（finger oils）、油脂、颗粒和有机化合物）；金属（例如，铝、钼和钨）；电介质材料（例如，二氧化硅和氮化硅）；以及其他无机材料可以沉积到处理室部件的表面。这样的污染物通常是从在液体超声清洗系统（如超声浴）中的部件清洗出的。然而，传统的系统和清洁方法遭受无法提供无颗粒或始终如一地无颗粒的效果。这在该部件具有一个或多个孔时尤其如此，颗粒会积聚在该一个或多个孔。不受限地，这样的部件的一个例子是等离子体处理室的电极。无论清洁等离子体处理室组件还是其他物件（包括那些在不是等离子体处理的工业生产过程中使用的物件），仍不断需要用于获得超洁净物件的更好的装置和方法。
技术实现思路
本专利技术在各种实施方式中提供了清洁物件的一个或多个孔的方法，以及因此配置的液体超声清洁系统。更特别地，所提供的系统和方法利用驻波来清洁物件的一个或多个孔。在各种的实施方式中的一些实施方式中，所述方法包括（i）提供超声清洁系统，所述系统能操作以造成设置在所述系统的包含流体的声室中的物件的谐振；（ii）定位具有待清洁的至少一个孔的物件在所述声室的所述流体中；以及（iii）通过施加足以造成具有平行于中心孔轴的传播轴的超声驻波的形成的声能，在所述至少一个孔中建立至少一个压力梯度。因此，所述方法包括沿着或靠近相应的孔的中心轴形成通过孔的长度的超声驻波。作为以相反方向行进的入射和反射波的结果，超声驻波产生。产生的这两个波的叠加形成驻波，并产生超声辐射力。所提供的方法利用这种力来在至少一个孔中建立至少一个压力梯度以将靠近所述驻波的节点的颗粒向所述驻波的波腹移动。在一些实施方式中，所施加的声能的频率为：fn=nC2LHz]]>n=正整数>0；C=所述流体中的声速；和L=孔的长度。因此，可以在所述至少一个孔中形成具有一个、两个、三个或更多个节点的驻波。因此，也可以建立一个以上的压力梯度。在各种实施方式中的一些实施方式中，所述方法包括在至少一个孔中建立空化的一个或多个位点，空化的位点靠近至少一个驻波波腹。利用空化，在孔中的清洁流体的气体和/或流体含量是隔离的或通过靠近超声驻波的波腹存在的低压汽化，以产生微气泡核，微气泡核生长成较大的气泡，并利用微爆炸裂开。因此，空化产生可用于与松动并移动在所述至少一个孔中的颗粒的力。建立空化位点可通过施加声能来实现，该声能具有频率：fn=nC2LHz]]>n=正整数≥2；C=所述流体中的声速；和L=孔的长度。可以在所述孔中建立一个或更多个波腹（和相应的空化位点）。例如，在所述孔中可建立两个、三个、四个、五个或六个波腹。在各种实施方式中的一些实施方式中，所提供的方法包括在设置在声室的流体中的物件的多个孔中形成超声驻波。这可以通过确定对应存在物件中或物件内的多个孔的孔的长度（L）的范围、用确定的L值计算fn值的范围、并在fn值的范围施加声能来实现。尽管本公开并非旨在被限定于特定的待清洁的物件或特定的应用，但在一些实施方式中，所提供的方法和装置被配置成清洁等离子体处理室中的一个或多个组件。例如，并且不是限制，该组件的一种类型是电极。因此，在一些实施方式中，所提供的方法和装置可被配置成清洁等离子体处理室的喷头电极。此外，这样的装置和方法可以被配置成提供超洁净的喷头电极。类似地，在一些实施方式中，所提供的方法和装置可以被配置成清洁不同类型的喷头，如那些在电镀应用中使用的喷头。附图说明当结合附图考虑，通过参照下面的详细描述，将更好地理解本专利技术的许多实施方式时，同样很容易地获得对本专利技术的许多实施方式的更完整的理解，其中：图1示出了所提供的方法的一个例子；图2示出了所提供的方法的某些实施方式，即如何通过形成具有位于物件的待清洁的至少一个孔中的一个节点的驻波，能在该孔内建立压力梯度；以及图3示出了所提供的方法的某些实施方式，即如何通过形成具有位于在物件中的待清洁的至少一个孔内的至少一个节点和至少一个波腹的驻波，能在该孔内建立至少一个压力梯度和空化的至少一个位点。具体实施方式现在将描述本专利技术的具体实施方式。但是，本专利技术可以以不同的形式体现并且不应被解释为限于本文所阐述的实施方式。更确切地说，提供这些实施方式使得本公开将是彻底和完整的，并将完整地传达本公开的范围给本领域的技术人员。除非另有定义，否则本文所使用的所有技术和科学术语具有与由本公开所属领域的普通技术人员所通常理解的含义相同的含义。在本专利技术中所使用的术语仅用于描述特定实施方式，并不旨在进行限制。如说明书和权利要求书中所用，单数形式“一（a）”，“一个（an）”和“所述（the）”旨在也包括复数形式，除非上下文清楚地指示。值得注意的是，本文叙述的“至少一个”部件、元件等，不应该被用来产生冠词“一”或“一个”的选择使用应被限制在单一的部件、元件等这样的结论。值得注意的是，本专利技术的组件被“配置”成体现特定的属性或以特定的方式运行的本文的叙述是结构性的叙述，与目的性用途的叙述相对。更具体地，本文中提及的部件被“配置”的方式表示该部件的现有物理状态，并因此，将被视为对部件的结构特征的明确叙述。值得注意的是，本文所用的术语“优选地”、“通常地”和“典型地”不用于限制所要求保护的本专利技术的范围或者暗示某些特征对所要求保护的专利技术的结构或功能是关键的、必要的、或甚至重要的。相反，这些术语仅仅旨在标识本公开的一实施方式的特定方面或强调可能会或可能不会在本公开的特定的实施方式中使用的替代或额外的特征。还应当注意，本文中使用的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种清洁物件中的一个或多个孔的方法，其包括：提供包括至少一个声能产生元件、包含流体的声室的液体超声清洁系统，所述系统能操作以造成设置在所述声室中的物件的谐振；定位具有待清洁的至少一个孔的物件在所述声室的所述流体中，使得所述至少一个孔相对于所述声能产生元件定向，从而使得所述至少一个孔在施加声能到其上时能够谐振；通过将声能施加到所述声室和设置在其中的物件，在所述至少一个孔中建立至少一个压力梯度，以产生超声驻波，该超声驻波具有（i）平行于孔的长度的轴的传播轴；以及（ii）频率：fn=nC2LHz]]>n=正整数>0；C=所述流体中的声速；和L=孔的长度；以及其中，所述至少一个压力梯度提供力以将靠近所述驻波的节点的颗粒向所述驻波的波腹移动。

【技术特征摘要】
2013.03.13 US 13/801,0191.一种清洁物件中的一个或多个孔的方法，其包括：
提供包括至少一个声能产生元件、包含流体的声室的液体超声清洁系
统，所述系统能操作以造成设置在所述声室中的物件的谐振；
定位具有待清洁的至少一个孔的物件在所述声室的所述流体中，使得所
述至少一个孔相对于所述声能产生元件定向，从而使得所述至少一个孔在施
加声能到其上时能够谐振；
通过将声能施加到所述声室和设置在其中的物件，在所述至少一个孔中
建立至少一个压力梯度，以产生超声驻波，该超声驻波具有（i）平行于孔的
长度的轴的传播轴；以及（ii）频率：
fn=nC2LHz]]>n=正整数>0；C=所述流体中的声速；和L=孔的长度；以及
其中，所述至少一个压力梯度提供力以将靠近所述驻波的节点的颗粒向
所述驻波的波腹移动。
2.根据权利要求1所述的方法，其包括通过施加声能到所述声室和设置
在其中的物件，在所述至少一个孔内建立空化的一个或多个位点，使得所述
超声驻波具有频率：
fn=nC2LHz]]>n=正整数≥2；C=所述流体中的声速；和L=孔的长度；以及
其中空化的所述位点靠近所述至少一个孔内建立的至少一个波腹并产生
力以松动并移动在其中的颗粒。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述声能产生元件是可变频率或
多频率的超声波发生器。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述液体超声清洁系统被配置为
具有通过所述声室的流体流，该流体流基本上垂直于所述物件的所述至少一
个孔、基本上平行于所述物件的所述至少一个孔、或两者。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述液体超声清洁系统包括声能
接收器、光接收器、或两者，所述方法包括使用所述接收器监测所述至少一

\t个孔的清洁。
6.根据权利要求1所述的方法，其包括通过（a）确定对应于多个物件
孔的L值的范围；（b）用所确定的L值计算fn值的范围；和（c）在fn值的
所述范围施加声能到所述声室和设置在其中的物件来在所述多个物件孔中形
成超声驻波。
7.根据权利要求6所述的方法，其中n≥2。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述物件是喷头。
9.一种清洁喷头中的一个或多个孔的方法，其包括：
提供包括至少一个可变频率或多频率超声产生元件、包含流体的声室、
以及选自超声接收器和光学接收器中的至少一个接收器的液体超声清洁系
统，所述系统能操作以造成设置在所述声室中的喷头的谐振；
定位具有待清洁的至少一个孔的喷头在所述声室的所述流体中，使得所
述至少一个孔基本垂直于所述超声产生元件定向，所述至少一个孔在施加声
能到其上时能够谐振；
通过将超声能施加到所述声室和设置在其中的喷头，在所述至少一个孔
内建立空化的一个或多个位点，以产生超声驻波，该超声驻波具有（i）平行
于孔的长度的轴的传播轴；（ii）位于所述至少一个孔内的至少一个波腹；以
及（iii）频率：
fn=nC2LHz]]>n=正整数≥2；C=所述流体中的声速；和L=孔的长度；以及
其中，空化的所述位点靠近至少一个波腹并在至少一个孔内产生力以松
...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·F·斯顿夫，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：美国;US