超高速均匀纳米粒子的生成喷嘴、生成装置及生成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种超高速均匀纳米粒子的生成喷嘴、生成装置及生成方法，更为详细地涉及一种超高速均匀纳米粒子的生成喷嘴、生成装置及生成方法，其在常温条件下生成均勾大小的纳米粒子，并将纳米粒子进行超高速喷射。
【背景技术】
[0002]本发明涉及一种超高速均匀纳米粒子的生成喷嘴、生成装置及生成方法。本发明可用于纳米污染物质的去除、纳米大小的开槽、表面粗糙度的调节等多种用途，但是，通常高速微细粒子生成及喷射装置多用于以FPD(平面显示器，Flat Display Panel)、半导体元件等为对象的干式清洗装置，因此以下以用于所述干式清洗装置的微细粒子生成及喷射装置为基准，对本发明的【背景技术】进行观察。
[0003]清洗装置或方法大体可分为湿式清洗方式和干式清洗方式。其中，干式清洗方式指生成升华性粒子并将其喷射至被污染的对象物的表面，从而使污染物脱离并去除的方式。
[0004]就生成升华性粒子而言，通常利用将气体、液体或者气体-液体混合物供给至喷嘴并将其变换为固体粒子来喷射的方式。
[0005]美国登记专利5，062，898中公开了利用极低温气雾剂(aerosol)的表面清洗方法。具体地属于如下方法:使混合气体膨胀，由此将氩气(argon gas)形成为气雾剂，从而清洗被污染的对象物表面，并且为了实现气雾剂的极低温而包括冷却至液化点的热交换过程。
[0006]另外，韩国公开专利10-2006-0079561号中公开了一种清洗装置，其具备额外的冷却装置，并利用二氧化碳及氩来生成固体粒子，并利用载气(carrier gas)对其进行喷射。并且，在10-2004-0101948号中公开了喷嘴，其包括用于加热所述载气的额外的加热装置。
[0007]另外，干式清洗装置的性能变量根据清洗粒子的大小、大小的均等性、数量密度、喷射速度等来决定。
[0008]首先，从清洗粒子的大小侧面观察时，作为清洗对象的污染物质越小，与其成比例，升华性粒子的大小也应变小。为了去除10nm以下大小的污染物，则要求纳米大小的升华性粒子。
[0009]并且，从去垢力的侧面观察时，为了具有高去垢力，则升华性粒子的喷射速度应提高，并且为了去除1nm级的污染物，则要求超音速。
[0010]但是，根据上述的现有技术的干式清洗装置存在粒子的大小和速度非常有限的问题。
[0011]首先，利用氩气生成升华性粒子的情况，需要具备额外的冷却装置来预冷至接近氮的液化温度的程度后进行供给，由此必然降低升华性粒子的喷射速度。此外，因预冷时难以调节温度而存在难以生成高数量密度和高均匀性的升华性粒子的问题。
[0012]相反，利用二氧化碳生成升华性粒子的情况，具有在常温下无需额外的温度调节而能够比较易于生成升华性粒子的优点。但是，利用二氧化碳虽能够易于生成微型以上的升华性粒子，但是生成纳米大小的升华性粒子则伴随许多技术难题。
【发明内容】
[0013]为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种超高速均匀纳米粒子的生成喷嘴、生成装置及生成方法，其在没有额外的冷却装置的情况下生成纳米大小的常温升华性粒子的同时以超高速喷射其，从而能够大大地提高清洗效率。
[0014]为了达成上述目的而提出的根据本发明的超高速均匀纳米粒子的生成喷嘴、生成装置及生成方法，其作为将由二氧化碳形成的粒子生成气体通过喷嘴而生成超高速均匀纳米粒子，特征在于，包括:孔口，其用于调节所述喷嘴喉的开闭截面积，从而在没有额外的冷却装置的情况下诱导均匀的核生成；膨胀部，其越向所述喷嘴的出口侧截面积及膨胀角逐渐增大；并且通过比较平缓的第一膨胀部使所述核生长，从而促进粒子的生成，并且通过与第一膨胀部相比具有急剧的膨胀角的第二膨胀部，从而使生成的粒子加速。
[0015]本发明具有以下效果:在没有额外的冷却装置的情况下，使纳米大小的常温升华性粒子生成的同时以超高速喷射其，从而能够大大地提高清洗效率。
[0016]更详细地，具备孔口，因此在没有额外的冷却装置的情况下，能够通过急速膨胀来诱导高数量密度及高均匀度的核的生成。
[0017]并且，通过具有平缓的膨胀角的第一膨胀部使生成的核生长，从而能够形成纳米大小的升华性粒子，并且通过第二膨胀部膨胀至增加的膨胀角，由此能够使形成的粒子加速。
[0018]此外，具备第三膨胀部来调节剥离地点，从而能够提高清洗效率，另外，将喷嘴的出口面倾斜地截断，从而能够提高与清洗对象物的邻近度。
【附图说明】
[0019]图1是表示根据本发明的一个实施例的超高速均匀纳米粒子的生成喷嘴的横截面的截面图。
[0020]图2是表示根据本发明的一个实施例的超高速均匀纳米粒子的生成喷嘴的膨胀部的膨胀角的截面图。
[0021]图3是表示根据本发明的一个实施例的超高速均匀纳米粒子的生成喷嘴和与对象物的邻近关系的概念图。
[0022]图4是表示根据本发明的一个实施例的超高速均匀纳米粒子生成装置的主要结构的结构图。
[0023]图5是表示根据本发明的一个实施例的利用混合气体的情况下超高速均匀纳米粒子的生成方法的顺序图。
[0024]图6是表示根据本发明的一个实施例的利用纯粒子生成气体的情况下超高速均匀纳米粒子的生成方法的顺序图。
[0025]标号说明
[0026]1:对象物
[0027]10:喷嘴
[0028]11:喷嘴喉
[0029]12:孔口(orifice)
[0030]13:孔口块体(orifice block)
[0031]14:第一膨胀部
[0032]15:第二膨胀部
[0033]16:第三膨胀部
[0034]17:气体供给管
[0035]18:隔热部
[0036]19:喷嘴轴
[0037]20:压力调节器
[0038]30:混合室(chamber)
[0039]40:粒子生成气体存储部
[0040]50:载气(carrier gas)存储部
[0041]θηθρθγ膨胀角
[0042]Θ 4:截断角
【具体实施方式】
[0043]以下，参照附图对用于实施本发明的具体内容进行详细说明。
[0044]图1及图2属于表示根据本发明的一个实施例的超高速均匀纳米粒子的生成喷嘴的横截面的概略图。
[0045]根据本发明的一个实施例的超高速均匀纳米粒子的生成喷嘴包括:孔口 12，其置于喷嘴喉11;膨胀部，其从所述喷嘴喉11的出口开始延伸。
[0046]首先，所述孔口 12调节喷嘴喉11的开闭截面积，将所述喷嘴喉11的截面积减小为微细孔。通过所述孔口 12的所述粒子生成气体(或者粒子生成气体与载气的混合气体)急速膨胀，从而生成纳米大小的核。
[0047]并且，所述孔口 12置于喷嘴喉11，但是在此的喷嘴喉11指相对于喷嘴10而言截面积最窄的部分，因此也包括在膨胀部入口侧仅结合有孔口 12的情况。换句话说，孔口 12本身也可以看作一个喷嘴喉11。
[0048]另外，根据现有技术的粒子生成装置的喷嘴的情况，为了核生成，必须包括冷却粒子生成气体的过程，但是根据本发明的喷嘴10的情况，具备具有微细孔的孔口 12，从而使其急速膨胀，由此在没有额外的冷却装置且在常温状态下能够诱导核生成。
[0049]并且，所述孔口 12当然可实现为使所述微细孔的大小不可变的形态，也可实现为能够调节所述微细孔大小的光圈形态形成，另外，以可更换的形态具备安装于喷嘴10的孔口 12，从而也可考虑调节微细孔大小的方式。
[0050]并且，根据本发明的超高速均匀纳米粒子的生成喷嘴包括膨胀部，其置于所述喷嘴喉11的出口侧或孔口 12的出口侧。与根据现有技术的粒子生成喷嘴不同，所述膨胀部形成为越向出口侧截面积逐渐增加的形状。根据现有技术的粒子生成喷嘴为了粒子的生长，截面积的大小反复形成增加/减小的形状。
[0051]更具体地，所述膨胀部包括膨胀角互不相同的第一膨胀部14及第二膨胀部15。
[0052]优选地，所述第一膨胀部14具有大于