專利名稱：清潔表面的設備和方法
技術領域：
本發明涉及一種清理表面污染粒子的清潔設備和方法。特別地，本發明涉及一種利用空氣動力學原理的清潔方法和設備，特別適用于清理平滑襯底，比如硅晶片和類似的半導體產品，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)和玻璃或光學表面，以及媒介，例如硬盤，CD和DVD，硬紙板，光學透鏡和設備的表面，金屬和塑料表面，賽璐珞片和膠片，及各種對污染粒子極其敏感的平面媒介和表面。
背景技術：
很多工業領域涉及到清潔平整或不平整的光滑表面。特別是，半導體行業的生產線和研發場所必須保持非常干凈的環境。FPD，CD，DVD，LCD行業和其他類似的生產線也是同樣。在這些行業，加工工藝對污染粒子極其敏感。因此，生產通常以不同等級的絕對無塵室管理，其中環境空氣不斷地過濾，以降低空氣傳播的污染粒子(包括超微末微粒)。但是，絕對無塵室仍然存在污染問題，主要是加工工藝本身引起和標準晶片鉗(比如，末端效應器和真空夾盤)，其中標準晶片鉗普遍應用在半導體行業和FPD行業。
特別地，在半導體行業中，清除晶片兩表面的污染粒子是很重要的。僅0.1微米(μm)量級的粒子存在于晶片正面，就能導致微電子失效。此外，當晶片處于光刻工藝時，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個粒子，即時只是微小尺寸(0.5μm或者更大)，存在于晶片背面，便可能導致晶片局部變形，而使光刻工藝不成功。另外，當各晶片依次儲存在一標準晶片盒時，上層晶片背面的污染粒子可能掉入下層晶片正面。
除了半導體行業，平板顯示器(FPD)，液晶顯示器(LCD)，印刷電路板(PCB)硬盤，CD和DVD，以及很多產品的加工工藝，都對污染粒子極其敏感，這可能會導致產量地明顯下降。
晶片和平板顯示器生產線，配置有許多清潔站，這些清潔站采用濕式清潔方法。在很多行業中，清潔站趨向采用干式清潔方法。
如上所述，絕對無塵室里的加工工藝，主要在半導體和平板顯示器行業上，仍然對小尺寸的污染粒子敏感。因此，廣泛地采用內設清潔站。這樣的清潔站必須清潔襯底，但在操作和裝夾時，不能引進新的污染粒子，以符合質量控制規范，而質量控制規范的要求日益嚴格。卡盤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，當清潔背面時，不允許接觸晶片的正面，因為觸摸可能引進污染粒子，接觸可能直接損壞微電子圖案。因此，干式清潔設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，將具有極大的價值。
發明內容
因而，根據本發明的一個優選實施例，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備與高壓氣源連接，所述清潔設備包括至少一個預設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狹窄唇緣，出口和唇緣形成一個有效作用面；使所述清潔設備的該有效作用面與待清潔物體表面平行，并距離一預設定微小間隙，從而，在所述至少一個狹窄唇緣和待清潔表面之間，與設備一起形成一喉部，其中該間隙是喉部的寬度；在喉部，加速氣體到音速；據此，產生施加在污染物上的橫向空氣去除力。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述喉部寬度降低到一個預設定距離，以獲得高氣體流速梯度，據此控制質量流量。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述喉部寬度是可調節的。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述喉部寬度在100微米至1000微米之間。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述喉部寬度大概在30微米至100微米之間。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述喉部寬度大概30微米或更小。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述狹窄唇緣呈銳利狀。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述高壓通道的橫向尺寸接近所述喉部的寬度。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述高壓通道的橫向尺寸明顯大于所述喉部的寬度。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述高壓通道的橫向尺寸明顯小于所述喉部的寬度。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述高壓氣源的壓強是可控制的。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述高壓氣源的壓強為5巴。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述高壓氣源的壓強為20巴。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述高壓氣源的壓強為100巴。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述方法還包括通過至少一個排泄通道排泄氣體，所述的至少一個高壓出口設置在其中，并具有位于裝置里的外部邊緣。
此外，根據本發明的一個優選實施例，利用真空裝置通過至少一個排泄通道排泄氣體。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述真空裝置和高壓氣源都調節至使得作用于待清潔物體的壓力為零。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述真空裝置排泄所有氣體，形成一個動態封閉環境，以防止帶有污染物的氣體質量流量逃逸到環境大氣。
此外，根據本發明的一個優選實施例，包括使設備的有效作用面相對待清潔物體運動。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述相對運動為直線運動。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述相對運動為有角度的運動。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述相對運動結合有直線運動。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述相對運動基本上平行物體表面和氣流在喉部加速的方向。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述設備的有效作用面歇地重新點對點部署，清理待清潔表面的各個局部部分。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述喉部的寬度由支撐物控制。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述喉部的寬度由非接觸支撐機構控制。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述非接觸支撐機構包括氣墊。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述氣體是空氣。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述氣體是氦氣。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述氣體是氮氣。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述氣體是被加熱的氣體。
此外，根據本發明的一個優選實施例，待清潔表面被加熱。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述氣體被周期性高頻波激發。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述氣體被壓電式激發。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述氣體利用聲頻信號激發。
此外，根據本發明的一個優選實施例，提供一種用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設備，該設備與一高壓氣源連接，其包括至少一個預設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狹窄唇緣，出口和唇緣形成一個有效作用面，據此，當使所述清潔設備的該有效作用面與待清潔物體表面平行，并距離一預設定微小間隙，從而，在所述至少一個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，并且當氣體在喉部被加速至音速左右，產生作用在污染物上的橫向空氣去除力。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述喉部的寬度由一機械機構控制。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述喉部的寬度由一氣動機構控制。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述喉部的寬度設置在100至1000微米之間。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述喉部的寬度設置在30至100微米左右。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述喉部的寬度設置為30左右或更小。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述狹窄唇緣為稅利狀。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述高壓通道的橫向尺寸接近喉部的寬度。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述高壓通道的橫向尺寸明顯大于喉部的寬度。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述高壓通道的橫向尺寸明顯小于喉部的寬度。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述高壓氣源的壓強是可控制的。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述高壓氣源的壓強為5巴。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述高壓氣源的壓強為20巴。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述高壓氣源的壓強為100巴。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述設備還包括通過至少一個排泄通道。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述至少一個排泄通道連接至一真空泵。
此外，根據本發明的一個優選實施例，該設備還包括一相對運動機構，以使所述有效作用面和待清潔表面相對運動。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述相對運動機構提供直線運動。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述相對運動機構提供角度運動。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述相對運動機構使動作結合有直線運動。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述相對運動由機械機構提供。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述相對運動由氣動機構提供。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述設備的有效作用面設置為可歇地重新點對點部署，清理待清潔表面的各個局部部分。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述清潔頭由機械機構支撐。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述清潔頭由氣墊支撐。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述待清潔物體由機械機構接觸性支撐。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述待清潔物體由非接觸機構支撐。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述清潔頭集成在非接觸支撐平臺上。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述高壓出口為伸長狀。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述至少一唇緣包含至少兩伸長狀唇緣，據此兩相對的喉部寬度完全相等。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述至少一唇緣包含至少兩伸長狀唇緣，據此兩相對的喉部具有不同的寬度。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述至少一唇緣包含至少兩伸長狀唇緣，據此形成兩相對的喉部，其中通道充分垂直于待清潔物體表面。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述至少一唇緣包含至少兩伸長狀唇緣，據此形成兩相對的喉部，其中通道相對待清潔物體表面傾斜設置。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述高壓出口為環形。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述有效作用面是平面。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述有效作用面是弓形的。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述有效作用面的形狀與待清潔物體表面形狀相對應。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述至少一個高壓通道設置有一限流器。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述限流器具有自適應回位彈簧的特性。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述限流器是機電控制閥。
此外，根據本發明的一個優選實施例，該設備還設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，根據本發明的一個優選實施例，該設備設置有至少兩個充分平行的高壓出口。
此外，根據本發明的一個優選實施例，該設備包含至少兩個充分垂直的高壓出口。
此外，根據本發明的一個優選實施例，該設備設置有至少一個高壓出口，該出口被分成可以獨立操作的部分。
此外，根據本發明的一個優選實施例，該設備包含至少一個高壓出口，該出口可在兩連續的清潔工序間重新部署。
此外，根據本發明的一個優選實施例，該設備包含至少一個高壓出口，該出口平行于物體。
此外，根據本發明的一個優選實施例，提供一種清潔系統，該清潔系統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設定的微型橫向尺寸，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，支撐機構用于支撐待清潔物體；
相對運動機構，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運動，據此，當使所述清潔設備的該有效作用面與待清潔物體表面平行，并距離一預設定微小間隙，從而，在所述至少一個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，當在喉部加速氣體到音速時，產生作用在污染物上的橫向去除力。
此外，根據本發明的一個優選實施例，該系統設置為適合圓形待清潔物體。
此外，根據本發明的一個優選實施例，該系統設置為適合矩形待清潔物體。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述支撐機構包括一支撐物體的平臺，至少局部無接觸地通過氣墊支撐物體的至少一邊。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述氣墊真空預載。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述支撐機構包括一部分接觸地支撐物體的平臺。
此外，根據本發明的一個優選實施例，利用摩擦力的機械機構通過移動物體提供相對運動。
此外，根據本發明的一個優選實施例，利用夾緊的機械機構通過移動物體提供相對運動。
此外，根據本發明的一個優選實施例，至少一清潔頭是可移動的，以提供相對運動。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述至少一清潔頭和待清潔物體均可移動，以提供相對運動。
此外，根據本發明的一個優選實施例，該系統還包括加熱裝置。
此外，根據本發明的一個優選實施例，所述加熱裝置包括用于加熱氣體的加熱器。
此外，根據本發明的一個優選實施例，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，根據本發明的一個優選實施例，設置有加濕裝置，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，根據本發明的一個優選實施例，設置有一離子發生器，以使氣體離子化。
此外，根據本發明的一個優選實施例，設置有一激振器用于激發氣體至高頻周期性波動。
此外，根據本發明的一個優選實施例，設置有一光掃描器，其用于檢查待清潔物體表面和監測污染物的清除。
為更好地理解本發明，以及認識其實際應用，提供以下參考附圖。值得注意的是，本發明的保護范圍不局限于附圖中給出的實施例。相同的零件用相同的附圖標記標識。
圖1a為根據本發明的一個優選實施例，具有一平坦有效作用面的伸長清潔頭的示意圖；圖1b為根據本發明的一個優選實施例，具有一平坦有效作用面的環形清潔頭的示意圖；圖1c為圖1a的清潔頭鄰近待清潔面的橫截面剖視圖，該清潔頭具有對稱結構；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計方案；圖2a為根據根發明另一優選實施例的清潔頭的側視圖，該清潔頭具有弓形作用面作用面；圖2b為根據根發明另一優選實施例的清潔頭底部側視圖，該清潔頭具有彎曲作用面；圖3a為根據根發明另一優選實施例，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”，在喉部產生徑向加速流；圖3b為根據根發明另一優選實施例，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，在喉部產生流分離區；圖3c為根據根發明另一優選實施例，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方向；圖7a至圖7c為根據本發明一優選實施例的覆蓋清潔區域的光掃描模式示意圖；圖7d為對長污染粒子施加雙向去除力的方法示意圖；圖8a為根據本發明一優選實施例的具有接觸式平臺和清潔頭的機構示意圖；
圖8b為根據本發明一優選實施例的具有非接觸式平臺和清潔頭的機構示意圖；圖8c為根據本發明一優選實施例的具有非接觸式平臺的機構，其中清潔頭漂浮于待清潔襯底之上的示意圖；圖8d是圖8c所示機構的清潔頭的底視圖；圖9a為根據本發明一優選實施例的非接觸圓形平臺，其中平臺上集成有清潔頭的示意圖；圖9b為根據本發明另一優選實施例的非接觸圓形平臺，其中平臺上集成有活動的小清潔頭的示意圖；圖9c為根據本發明另一優選實施例的清潔設備的幾種可選機構，其中兩個或更多清潔頭結合成一體；圖10a至圖10e為根據本發明的幾個優選實施例，清潔設備的機構執行旋轉清潔動作的示意圖，其中采用各種圓形平臺；圖10f至圖10j為根據本發明的另外幾個優選實施例，清潔設備的機構執行直線清潔動作的示意圖，其中采用各種非接觸平臺；圖10k至圖10n為根據本發明的另外幾個優選實施例，清潔設備的機構執行直線清潔動作的示意圖，其中采用各種接觸式平臺；圖11為根據本發明的幾個優選實施例的帶有外圍設備的清潔系統示意圖；圖12a至圖12d為根據本發明的各優選實施例，基于流體回位彈簧限流器的可選非接觸式平臺。
具體實施例方式
在許多加工工藝，比如半導體行業或平板顯示器行業中，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，光學透鏡和設備的表面)，及各種必須極其干凈否則可能導致減產的產品的表面。這就是為何需要在絕對無塵室進行產品加工。雖然在絕對無塵室里操作，但是很多時候各表面還是會被污染，而影響了產量。
本發明提供一種新的獨特的清潔設備，該設備利用空氣動力學的方法，可以用于清潔各表面上的任何污染物。本發明中，清潔包括任何污染物，比如粒子或液體，的去除和表面干燥。一種表面清潔設備，這里例舉了幾個最佳實施例，包括一個外殼，該外殼設置有清潔頭，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，本發明的清潔頭是為了產生一充分平行(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化設置，以產生最大的平行去除力，使通過的質量流量達到最小。當清潔頭的唇緣和待清潔表面非常接近時，這些對立的要求可以實現。本發明的一個重要特征是，在清潔頭和待清潔表面間形成一微型尺寸的動態喉部。在一側，該動態喉部的唇緣根據特殊空氣動力學設計(隸屬于清潔頭)，在另外一側，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量流量。流體沿喉部被迅速加速，達到最大速度時，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。本發明考慮使用微型尺寸，是為了明顯按比例縮小空氣動力學特征，該特征與流體(比如邊界層厚度)有關，并限制通過的質量流量，從而獲得有效益的工藝，防止因大量質量流參與而引入額外粒子，污染表面的危險性增加。該喉部的空氣動力學設計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，以獲得全部潛在的推動粒子的側向力。
當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，該目的可以獲得。當邊界層厚度小時，法向速度梯度大，因此剪切力明顯增大。進一步增加剪切力可以通過在喉部入口產生一分流區獲得，該喉部連接清潔頭的壓力通道的出口的唇緣。為了產生這樣的分流，空氣必須在壓力通道中被加速到相對高的亞音速。此時，通過使用一空氣動力裝置(分離區)，使該喉部寬度變得較小，結果增加了去除力。當壓力通道出口的流速進一步增加時，另一空氣動力裝置，一正激波動產生。該正激波在與待清潔表面撞擊前，在流體中抵消。結果，喉部寬度變更小，相應地去除力增加。當需要很高的去除力(主要用于清除超微末微粒)時，可以選擇使用這些裝置。這些裝置明顯降低了通過的質量流量，由于從清潔頭到待清潔物體表面間的距離可以大一些，它們在降低接觸風險上意義重大，但有效的喉部寬度變得很小，從空氣動力學的角度說它是優選尺寸。
當清潔頭的唇緣與待清潔表面非常接近時，清潔設備的效率大大提高。
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，喉部的寬度優選在大約30微米至100微米之間。而對于粗粒子，喉部的寬度優選在大約100微米至1000微米之間。對應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)也優選微型尺寸，優選和寬度在一個數量級，以最大化剪切力，但也限制作用在表面上的壓力。
相應地，形成一長的微型清潔區，當在長清潔頭的邊緣應用空氣動力學機構，以將外部區域和內部處理區隔離時，本發明的清潔工藝便在動態封閉的微型室里進行。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。
本發明的清潔設備可以用于點對點清潔個別粒子，其中粒子的位置由一粒子檢查系統檢測。當待清潔表面和清潔頭可作相對運動時，它也可以用來清潔一個整體表面。當為清潔整個表面設計時，推薦使用一伸長的清潔頭，以更快地清潔。顯然，勝于用一個伸長的清潔頭的是同時用幾個清潔頭。
為優化清潔工藝，優先采用清潔頭可充分平行于待清潔表面移動，清潔頭是平的或者流線型的，移動方向必須是充分平行于喉部流體的方向，但只要整個表面被掃描，45度或者更大的角度也是可以被實施的。為了最大化清潔性能，建議制定清潔周期，使掃描動作執行幾次。當使用這樣的清潔周期時，優先采用使掃描動作在不同的橫向方向。
供給壓強與清潔性能關系最大。根據供給壓強的標準，清潔任務可以按以下分類1.對于要求低壓清潔，建議使用5巴的壓強。
2.對于要求中等壓力清潔，建議使用20巴的壓強。
3.對于要求高壓清潔，優選壓強為100巴。
這種分類也與喉部寬度“ε”有關系，其中優先采用如下方案，清潔壓力要求越高，寬度“ε”越小，相應地，喉部長度越小。一般而言，對于越小尺寸的污染粒子，需要越高的粒子清潔性能。當供給壓強大于2巴或者當利用真空泵吸氣執行排放時，喉部兩邊的壓力比率足夠大產生高速流，在喉部區域達到音速和下游達到超音速。
來自高蓄壓器的空氣或者其它可選氣體，比如氮氣或氦氣(其他氣體也可能可以用)，如果需要，可以用來(a)產生惰性環境，(b)利用氣體的熱力學特性。
圖1a展示了，下面根據本發明一優選實施例的空氣刮除設備的伸長清潔頭10的等距側示意圖。該伸長的直的清潔頭適合用于，通過與待清潔表面相對掃描運動，清潔大的區域。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(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備的接觸面，以降低因無意的體接觸而產生的背面污染。
圖1b展示了本發明另一優選實施例的空氣刮除設備的圓形清潔頭10a的等距示意圖。該環形清潔頭適用于點對點清潔工藝，特別是當工藝中采用檢查系統，檢測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，其由環形真空出口31圍繞。該清潔頭10的環形唇緣12在朝向面11上，并將中心壓力出口21與周圍環形真空出口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具有鏡像對稱結構。然而，在很多方面，圖1b中的環形清潔頭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，一個連接器或者更多個用于高壓源20，而一個或者更多個用于真空源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，但距離表面99有一距離“e”，它大于“ε”。限流器23的設置是可選的，比如SASO設備(一種機械限流器，參見WO 01/14782，WO 01/14752，WO 01/19572，和相應美國專利US 6,644,703和US 6,523,572)或者在高壓通道22內設置壓力控制閥(通常電子控制)，以提供流體回位彈簧特性。為了節約真空源，可以選擇不同的限流器33，也優選空氣阻力較小的SASO管口，相應地高壓通道也選用相同的SASO管口，或者在真空通道32設置其他流體控制閥。
動態微型密封室由密封的清潔區動態隔離形成。可以通過使用圓周真空泵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吸進少量環境空氣，但與外界環境相互影響很小。
當清潔頭10接近表面99時，高壓空氣從通道22流向出口21，經過唇緣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(連接至真空儲蓄器)連接的通道32吸走。唇緣12和表面99間的微型區域以下用“喉部”區表示。因為清潔頭10具有鏡像對稱的結構，所以在兩相對的喉部形成兩個相對的微型清潔區。喉部具有一很狹窄的寬度，用字母“ε”表示。該喉部區域是產生高去除力的地方。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動，以產生相對掃描運動，滿足覆蓋和清潔大面積或從一個點至另一個點的移動(在點對點清潔模式中)。雖然圖1c中顯示了對稱設置，清潔頭的兩相對喉部可以是不同的，其中，比如，首先掃描的喉部設計用來清潔大的顆粒，而其次的喉部(相對的喉部)，優選較小寬度，設計用來清潔小尺寸顆粒。總之，利用多個清潔頭可以形成多步驟清潔工藝。采用多步驟清潔工藝，可以通過調節壓力和喉部寬度，以及重復幾遍。
圖1d是根據本發明另一優選實施例的空氣刮除設備的清潔頭10的喉部橫截面示意圖。該喉部具有流線型輪廓的唇緣12a。空氣流在高壓通道22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”。因為在喉部進行清潔，被清除的粒子通過真空通道32排出。
圖1e是本發明另一優選實施例的空氣刮除設備清潔頭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，該設計用于產生一消失的喉部長度(由于加工原因，還存在微小長度)。由于是在喉部進行清潔，被清除的粒子通過真空通道32排出。
圖1f是根據本發明的一優選實施例，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相對喉部中的一個喉部15，其中每個相對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是根據本發明的另一實施例，類似圖1f的設計。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是根據本發明另一優選實施例，類似圖1f的設計。其中，清潔頭設計成兩種尺寸，比如圖1a中的伸長的清潔頭，但喉部15的寬度“ε2”小于其相對的喉部寬度“ε1”。這種設計分成兩步清潔工藝，其中當清潔頭向左相對于待清潔物體相對運動時，大的粒子首先被清除，清潔頭和大粒子間的機械接觸風險較小，該機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是根據本發明另一優選實施例，空氣刮除設備的清潔頭側視圖。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相對應。清潔非平面表面，比如光學透鏡，可以在透鏡的加工工藝或者透鏡的整個使用過程中進行，用于污染環境，比如粉塵環境下的光學鏡片清潔。
圖2b是根據本發明另一優選實施例，空氣刮除設備清潔頭的側視圖。該清潔頭具有彎曲的朝向面11c，適用于清理相對應的曲面。
在喉部區域，沿很小長度，產生高的去除力。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是兩個相對喉部中的一個，具有銳利唇緣12b。氣流在高壓通道22中被迅速加速，經喉部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”。相對于本發明另一優選實施例，當高壓通道22(在出口21，接近喉部區域)的橫向寬度“a”(橫向尺寸)比“ε”大，在高壓通道22內形成向著表面99的低速氣流，如小箭頭41所示，因此出口21(接近表面99)的動態壓力相對于駐點壓力很小。相應地，形成放射流線譜42。其中流體只有在喉部區域被加速。
在圖3b中，高壓通道22(在出口21，接近喉部區域)的寬度“a”與“ε”基本一樣。相應地，在通道22中產生向著表面99的高速氣流，如較大箭頭43所示，結合喉部銳利邊緣的氣流分離區44因此產生。結果，存在根據空氣動力學成形的喉部，該喉部的有效寬度小的多。從而，通過調整“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優點(a)邊界層厚度被縮小，因而清除小尺寸的粒子更有效。(b)從系統穩定性考慮，以及為了降低變形風險(機械損壞)，優先采用工作在較寬機械寬度“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的性能。
在圖3c中，高壓通道22(在出口21，接近喉部區域)的橫向寬度“a”小于“ε”。相應地，高速氣流(接近音速)，在通道22中產生，流向表面99，如更大的箭頭45所示。在出口21，氣流進一步被加速至相對低的超音速。因為氣流必須變向，所以在出口21下形成一滯流區，但壓力恢復通過滯流沖擊波裝置46提供。因為沖擊波的馬赫數接近音速的馬赫數(M＝1)，壓力損失并不明顯。沖擊波裝置是另一個使根據空氣動力學成型的喉部具有較小的有效寬度。實際上，可以得到機械寬度和有效寬度的比例是2。在這種情況下，同樣通過調節“a”，喉部的有效寬度能夠明顯大于它的機械寬度，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。
少量的微米級或者超細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.側面拉力或壓力2.剪切力本發明的主要目的是最大化這些力，同時通過合并，優化所有去除力，比如兩個力的最佳性能都集中在一個地方。
參見圖4a，圖中展示了附著在待清理表面99的一個球形粒子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域(圖中未顯示)。因為粒子擁有三維特征，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，才產生氣流分隔，以及微量尾流55。當氣流到達粒子前時，產生一去除壓力53，在高壓力作用(流向)在粒子區域，產生一滯流區52。在對面，小得多的壓力作用在粒子的下游面。此外，因為氣流是音速氣流，所以隨著氣流進一步加速(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。相應地，它與氣體的熱力學性能(粘性系數)有關，并取決于法線(表面的)速度梯度。
這兩個補充流向去除力產生一側向合力，以移動粒子，使之與表面分離。然而，在很多情況下，這不是主要機理，因為粒子首先會被相對于旋轉點51轉動而與表面分離，因為它被作用于力矩(注意，剪切力力矩是壓力力矩的兩倍)。當粒子50剛好是圓形時，支持力對力矩的抵抗力很小，因為支持力相對于旋轉點51的力矩很小。圖4b顯示了和圖4a類似的情況，但粒子50a的形狀是不規則的。在這種情況下，考慮到粒子的特殊形狀，旋轉點51a偏移支持力的位置。因此，考慮到支持力相對旋轉點51a的力矩較大，能夠阻礙氣體力矩。對于這種支持力矩，利用轉動機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，外形就越不規則，而尺寸越小，越規則，就越接近球形。一般而言，清除一粒子(作用于粒子側面)所需的去除力隨粒子尺寸的增加而降低。結合這兩點，一方面，似乎粒子的形狀效應對大粒子影響較大，其中所需去除力相對較小，另一方面，形狀效應對小粒子影響較小，其中不需因為形狀而增加去除力，需要用較大的去除力。
對于本發明的方法和設備的清潔效率而言，空氣動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”。文獻記載有很多關于邊界層厚度的有用的定義。但是，去除力的實際厚度將用“δ1”，其中“δ1”是邊界層慣量相對低的范圍，因此壓力53a明顯增加。當大尺寸粒子與邊界層結合，壓力恢復幾乎超越完全潛流。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，產生局部剪切力比在光滑表面產生的剪切力更高，因為邊界層在粒子頂部局部收縮。在相對較大的粒子情況下，壓力和剪切力直接與作用面積有關，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，粒子主要屈服于實際厚度為“δ1”的邊界層的弱部，因此，壓力53b的強度明顯增加，壓力恢復沒有達到它的完全潛流。剪切力54不會受邊界層的弱部明顯影響。結果，在相對小的粒子情況下，只有剪切力直接和作用面積相關(隨著粒子典型尺寸的減少而降低)，而壓力當典型尺寸減少時，消逝更快。因此，對于大粒子，壓力是去除力的主要部分，但是對于小粒子的去除力要求，剪切力起主要作用。
對于清除小粒子，特別是超細粒子，的效率，粒子典型尺寸和邊界層間距離是很重要的。本發明中，減少喉部區域的物理尺寸，并在喉部形成微型活動清潔區，是很重要的。當喉部寬度很小時，利用上述其中一個氣動裝置產生一狹窄喉部，從而形成優選特征，邊界層厚度也變小。當喉部長度變小(特別是銳利喉部)時，氣流迅速沿下游很短距離加速成一聲速流。根據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(到達聲速需要小于10微米)使得在喉部區域具有幾乎消失的邊界層厚度，其中氣流在喉部區域達到聲速。該喉部區域是去除力最有效的區域，此外，下游去除力變小。這當然和上文提到的粒子和邊界層之間的相互作用有關系。隨著邊界層厚度變小，越小的粒子屈服于完全潛側壓力，而不會有明顯損壞效應，這種損壞效應由邊界層的弱流部分產生。
為了針對清潔大表面，執行有效的清潔工藝，建議利用本發明的清潔頭執行掃描運動。清潔頭和待清潔表面采用相對運動。圖6a展示了一對稱清潔頭的表面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。通過橫向移動清潔頭，方向如箭頭61所示，形成相對運動。建議相對掃描運動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)。橫向運動為朝向面11和待清潔表面99間的充分平行運動，而間隙“ε”控制氣流，并影響清潔效率。定義一軸線X平行于掃描運動方向61，原點X0在對稱線上，Xt表示原點到喉部15的銳利邊緣的距離。圖6b展示了去除力的空間分布。然而，當作相對運動時，待清潔表面的每個點最終會被作用于最大的去除力。因此，掃描速率最好是限定的，以保證有足夠的時間清除粒子。由于微型粒子的超低質量，其去除機制的時間量程很快，實際上任何速率都有可能。考慮到清潔工藝的效率，最有效的運動方向是當掃描動作平行于產生去除力的高速流方向。
圖7a至圖7d展示了一些相對運動效果。圖7a展示了一個相對掃描運動，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稱的結構，可以采用兩個相對的方向)，因此，一般來說，清潔過程中有效區73大于清潔頭10的長度。圖7b展示了當清潔頭10沿橫向方向71運動，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73被降低。然而，同樣當方向71和72的夾角45°時，仍然可以保持有大于70％的掃描效率。為了優化清潔工藝效率，建議采用裝配有兩個直交的清潔頭。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)均相對掃描運動方向71成45°，并垂直相交設置。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。當去除力作用在長粒子的短方向(74a)，對去除力的轉動機理的阻礙相對較小。但當去除力作用在粒子的長方向(74b)時，對去除力的轉動機理的阻礙明顯增加。因此，如圖73所示的雙向清潔工藝的使用改進了清潔工藝。另外一個可代替該組裝是，利用一個清潔頭執行兩個清潔工藝步驟，其中兩個清潔步驟之間，改變清潔頭的方向。必須強調本發明中，詞“相對掃描運動”意味著，清潔頭不動而待清潔物體運動，或者清潔頭運動而待清潔物體不動，或者當采用更復雜的運動時，清潔頭和待清潔物體之間同時相對運動。
本發明的另一個重要事項是，清潔工藝中的熱環境。清潔工藝中的空氣或者其他氣體可以是預熱的。在這種情況下，去除力增大或者至少不會減弱，其中去除力取決于氣體的熱力學性能(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。支持力的有效部分是毛細作用力，所以當它消失時，清除粒子就更容易了。另一個可選擇的方式，是預熱待清潔物和/或在清潔工藝中加熱它，以蒸發水分和明顯減小支持力。加熱可以在帶有發熱器的接觸式平臺上進行(熱傳導裝置)，或者當采用非接觸式平臺(熱對流裝置)時，通過預熱空氣產生空氣墊。另一方面，也可以在表面上噴濺水分以降低毛細作用力或其他方式，以降低支持力。商業上有很多已知的處理方法。但是，這種方法在粒子周圍引進了潮濕的環境，不是優選的方式，因為它導致了半干的清潔工藝，很難實施。另外，也有一種方式降低支持力，對氣流加予離子發生器，以降低靜電力。
為了最大化去除力，可以在喉部區域對氣流加予周期性波動。這可以通過聲音裝置或者利用機電裝置(包括壓電器件)實現。從空氣動力學的角度上看，周期性(根據時間)波暫時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小粒子的尺寸調節，尺寸越小清除就越困難。這意味著高頻率對去除微型(超細)粒子起作用，但是操作頻率必須低于一臨界頻率，因為流動性就像低通過濾器，不適于極高的頻率。
本據本發明的一種清潔系統，包括一清潔設備，其具有至少一個清潔頭，一支撐待清潔物體的接觸或非接觸平臺，其中待清潔物體表面安全地固定在接近清潔頭的地方，以及移動機構，提供清潔頭和待清潔物體表面的充分平行的相對運動，直線或者轉動。這種情況有很多種組裝形式。圖8至圖10展示了本發明的清潔設備幾種優選實施例。
圖8a根據本發明的一個優選實施例，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83接觸的位置。該組裝設置有一清潔頭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之間間隙的機構。
圖8b根據本發明另一優選實施例，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84定位。該非接觸平臺84具有提供加壓空氣的入口84a，該加壓空氣用來在平臺84上表面和待清潔物體100的表面99間產生氣墊或者氣懸85；以及一真空出口84b，如果氣墊85由真空泵預載[壓力—真空(PV)氣墊，參見PCT/IL02/01045，標題“High-Performance Non-Contact Support Platforms”(Yassour等人)，公開號WO03/060961]。在該組裝中，單個清潔頭10和待清潔表面99間的間隙控制，可以通過調節氣墊85的間隙實現。也可以通過調節壓力源84a或者真空泵84b或者兩者。
圖8c根據本發明另一優選實施例，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83上，其背面與平臺83接觸。在這種情況下，清潔頭10c兩邊分別由氣墊支撐，氣墊產生在待清潔物體100的表面99和活動盤87的朝向面間，活動盤87依附在清潔頭10c的兩邊。該活動盤87從清潔頭10c的兩邊產生一支撐墊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間產生一氣墊88；以及一真空出口87b，如果氣墊88由真空泵預載(壓力—真空—氣墊)。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，可以通過調節氣墊88的間隙來完成。這可以通過調節壓力源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，清潔頭10c與垂直件82通過曲桿86連接，曲桿86在垂直方向是可動的，橫向方向不可動。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，兩活動盤87產生對稱地支撐清潔頭10c的氣墊，這種技術在PCT/IL02/01045中有描述，這里僅作參考。
根據本發明的另一優選實施例，可以設計一組裝，其中在干式清潔設備的非接觸平臺上集成一清潔頭。圖9a至圖9c展示了幾種帶有集成清潔頭的平臺，圖中例舉了圓形平臺，其中待清潔物體放置在非接觸平臺上，待清潔物體和平臺作相對運動。圖9a根據本發明的一個優選實施例例舉了一個圓形非接觸平臺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結合到非接觸平臺90的表面91中。
圖9b根據本發明的另一優選實施例，例舉了一個非接觸平臺，其中一可移動小清潔頭10a集成在圓形非接觸平臺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90小得多。清潔頭10a的朝向面11包含在非接觸平臺90的活動平面91里。為了提供徑向掃描運動，清潔工藝中，清潔頭沿一徑向滑槽92運動。在這種情況下，同時轉動待清潔物體(圖中未示)，使掃描覆蓋整個待清潔表面。
圖9c根據本發明另一優選實施例，例舉了幾種多個清潔頭集成在非接觸平臺90上的方案，其中每個清潔頭的朝向面與非接觸平臺90的有效作用面91結合在一起。一種方案是，利用幾個清潔頭段10f沿徑向方向不同角度設置，其中每一段清潔一環形片斷，并且所有段一起覆蓋整個待清潔表面。同樣，整個待清潔面的掃描覆蓋可以通過轉動待清潔物體完成(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根據本發明的另一優選實施例，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。圖10a至圖10e的組裝利用了半導體行業(圓形晶片)中典型的旋轉掃描運動，圖10f至圖10h的組裝利用了平板顯示器行業(寬版襯底)中典型的直線掃描運動。
圖10a根據本發明的一種優選實施例，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與干清潔系統的平臺90c接觸。清潔頭可以配備側邊非接觸活動盤，以產生氣墊，支撐清潔頭，參見圖8c至圖8d所描述。在這種情況下，平臺99轉動或者清潔頭10a轉動，或者兩者均轉動，以形成相對掃描運動94r。
圖10b根據本發明另一優選實施例，例舉了一個圓形組裝，用于清潔正面，其中單個清潔頭10a朝向待清潔物體表面99，待清潔物體由干清潔系統的非接觸平臺90支撐。在這個組裝(同樣在圖10c和圖10d)中，優先采用壓力—空氣型支撐氣墊，或者壓力—真空型(真空預載)氣墊，該氣墊雙向夾住物體(參見PCT/IL02/01045，在此作參考)。在這個組裝中，清潔頭10a轉動或者待清潔物體100轉動，或者兩者均轉動，以形成相對掃描運動94r。圓形物體100的旋轉運動可以由一轉動機構提供，比如依附在圓形物體100(比如硅晶片)邊緣的驅動輪95。也可以采用其他轉動驅動機構，包括轉動圓環，夾住物體或者其他接觸機構夾住物體。另一個方案是采用完全不接觸流體機構，它利用旋轉剪切力轉動物體。其他機構也可以采用，落入本發明的范圍。
圖10c根據本發明的另一優選實施例，例舉了一種圓形組裝，用于清潔背面，其中清潔頭10集成在干清潔系統的非接觸平臺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的非接觸平臺90支撐。在該組裝中，只有待清潔物體100旋轉，形成相對掃描運動94r。再次，圓形物體100的旋轉運動可以由轉動機構，比如依附在圓形物體100(比如硅晶片)邊緣驅動輪95，驅動。其他可采用的轉動驅動機構參見圖10b的解析。
圖10d根據本發明另一優選實施例，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和相對的集成在平臺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由干清潔系統的非接觸平臺90支撐。在該組裝中，只有待清潔物體100轉動，形成相對掃描運動94r。再次，物體100的旋轉運動可以由轉動機構，比如一依附在圓形物體100(比如硅晶片)邊緣的驅動輪95提供。其他轉動驅動機構參見圖10b的解析。
圖10e根據本發明的另一優選實施例，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。該組裝包括兩個相對的集成清潔頭10，集成在干清潔系統的雙邊非接觸平臺(它是鏡像對稱平臺)的兩個相對的盤90里。待清潔物體100由該雙邊非接觸平臺支撐。在這種情況下，建議采用雙邊壓力預載型(PP型)氣墊，或者雙邊真空預載型(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定的非接觸平臺。在該組裝中，只有待清潔物體100旋轉，形成相對掃描運動94r。再次，圓形物體100的轉動可以由轉動機構，比如依附在圓形物體100(比如硅晶片)邊緣的驅動輪95提供。其他轉動驅動機構參見圖10b的解析。
圖10f至圖10j例舉了采用直線掃描運動的組裝，適用于平板顯示器行業(寬版薄襯底)，其中采用非接觸平臺。圖10f根據本發明另一實施例，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由干清潔系統的非接觸平臺90支撐。清潔頭10a可分成幾個部分10s。這種情況的很多細節與圖10b的描述類似，但是這里是直線運動。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直線運動，或者待清潔物體100直線運動，形成相對掃描運動94c。物體100的直線運動可以由各種直線運動系統和夾具提供。另一種方案是利用剪切力直線移動物體的完全不接觸流體機構。
圖10g根據本發明另一實施例，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的非接觸平臺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由干清洗系統的非接觸矩形平臺90支撐。這種情況的很多細節與圖10c的描述類似)但是這里是直線運動。其他相關細節與圖10f的組裝類似。
圖10h根據本發明的另一優選實施例，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背面的相對清潔頭10，其中該相對清潔頭10集成在干清潔系統的非接觸平臺90里。待清潔物體100由干清潔系統的矩形非接觸平臺90支撐。這種情況下的很多細節與圖10d的描述類似，但這里是直線運動。其他相關細節與圖10f和10g描述的組裝類似。
圖10g根據本發明另一實施例，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的非接觸平臺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由干清洗系統的非接觸矩形平臺90支撐。這種情況的很多細節與圖10c的描述類似)但是這里是直線運動。其他相關細節與圖10f的組裝類似。
圖10i根據本發明的另一優選實施例，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進行；待清潔物體100被來回94d移動，而清潔頭在兩相反運動間的預設定時間間隔，被橫向(95a)移動到新的橫向位置。該組裝能明顯降低清潔系統的質量流量。其他相關細節與圖10f的組裝類似。
圖10j根據本發明的另一優選實施例，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至襯底長度的一半。這樣的組裝可以使清潔系統明顯減小印記(大約減小25％)。另一個減小清潔系統印記的方式，是只利用一個移動清潔頭10b，其中襯底向前94c移動至襯底的一半長度的同時，清潔頭10b向后95b移動襯底的一半長度。其他相關細節與圖10f的組裝類似。將加長清潔頭橫向分成幾個部分(參見圖10f的部分10s)，其中各部分相繼運作，同樣可以達到類似的效果。在這樣的安排中，清潔工藝沒有涉及到任何活動部件，因此降低了掉落污染物的風險。
圖10k至10n例舉了利用直線掃描運動的組裝，特別適用于平板顯示器(寬版薄襯底)行業，其中采用接觸式平臺。圖10k根據本發明的一優選實施例，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由一活動臺接觸(可選通過真空裝置)固定，掃描運動是運載待清潔物體100的工作臺的前進運動94c。其他相關細節和圖10f中描述的組裝類似。
圖10L根據本發明的另一優選實施例，例舉了矩形組裝，用于物體100的表面99正面清潔。物體100可通過標準傳送輪96在進入清潔區之前或之后運送。此外，設置有一驅動軸97，并與清潔頭10相對，物體100在它們之間直線移動。由于轉動速度97a，軸97使物體100沿94c方向前進。軸轉動速度97a與傳送輪96的運動同步。圖10m根據本發明的另一優選實施例，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，清潔區由非接觸的平臺90支撐，取代驅動軸，該平臺90相對清潔頭10設置，物體100在它們之間直線移動。圖10n根據本發明的另一優選實施例，例舉一矩形組裝，用于雙面清潔。該組裝類似于圖10L，但沒有驅動軸，設置有兩相對的清潔頭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。
對應于待清潔表面，清潔頭的方向可能是多樣化的。本發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根據本發明一優選實施例，例舉了一干清潔系統400。該清潔系統400具有一基座200，基座200具有足夠的內部空間，以緊湊地容納不同尺寸的元件和子系統。在基座200的頂部，干清潔系統400具有PV型非接觸支撐平臺210。該非接觸支撐平臺210由驅動機構220驅動，沿方向225轉動。平臺210可由機械機構或者氣動機構支撐，平衡它的體重。待清潔物體100橫向被三個邊緣元件212夾住。元件212也使物體100的中心與非接觸平臺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210提供PV型氣墊，支撐待清潔物體100。近距離傳感器213設置在非接觸平臺210，以感應非接觸平臺210的朝向面和待清潔物體100的背面之間的距離，以實現支撐氣墊間隙的閉環控制。發熱元件240和溫度傳感器241集成在平臺210里。
根據本發明一優選實施例的干清潔系統400，其清潔頭110設置接近待清潔物體100的表面99，并穩固連接至支撐機構115。該支撐機構能調節清潔頭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設置在清潔頭110，以控制該距離。此外，支撐機構115能側向轉動清潔頭100，通過使之橫向移動遠離中心位置，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。優先采用使過濾器122設置在閥121之后，以降低污染風險。同樣地，真空泵通過真空管道130連接至清潔頭110，其中設有真空控制閥131。加壓空氣和真空泵通過基座200和支撐機構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用來產生高頻周期波。這可以通過聲學裝置(機電裝置)或者壓電裝置來完成。此外，一實用單元125可以連接至管道130的入口。該實用單元125可包括發熱元件123或者離子發生器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210，其中壓力管道220具有一壓力控制閥221和一超細過慮器222。優先采用將過濾器222安裝在閥221的后邊，以降低污染風險。同樣地，真空泵通過真空管道230連接至PV型(真空預載)平臺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210。壓力傳感器214和真空傳感器215集成在PV型非接觸平臺210上。干清潔系統的中心控制單元300通過線路310控制干清潔系統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。它也包括外部設備和用于監控和通信的計算機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。相應地，閥121和131以及閥221和231可以安裝在基座200里。此外，光學掃描裝置450可與清潔系統400一起提供污染粒子的定位(特別是當使用點對點清潔工藝時)和/或者提供清潔工藝的前處理分析或后處理分析。
根據本發明的一優選實施例，PA型非接觸平臺用于支撐待清潔物體。圖12a展示了一典型PA型非接觸平臺500的橫截面剖視圖，其中該非接觸平臺500具有一剛性組裝510和一內部壓力管道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PA型氣墊111支撐待清潔物體100，其中加壓空氣通過多個壓力管道522被引至PA型氣墊111，其中壓力管道522每個都配備有限流器(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PA型氣墊111產生在待清除物體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，因為組裝510具有多個排氣管，其管口在組裝510的頂面511。
根據本發明另一實施例，提供一種PV型(真空預載)非接觸平臺，在非接觸平臺完全覆蓋情況下，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501的橫截面剖視圖，其中非接觸平臺510具有一剛性組裝510，一內部壓力管道521和一內部真空管道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PV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壓力管道522引至PV型氣墊111，每個壓力管道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，因為組裝510具有多個排氣管532，其管口在組裝510的頂面511。該PV型氣墊111產生在待清除物體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”。
根據本發明的另一優選實施例，提供一種PV型非接觸平臺，用于非接觸夾緊待清潔物體，其中非接觸平臺不是全部被覆蓋。圖12c所示為一典型PV型非接觸平臺502的橫截面剖視圖，其中大多細節與圖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(如平臺的左邊所示，圖12c)。壓力管道由限流器保護，該限流器設置在每個壓力管道522里。這些限流器限制質量流，因此保持壓力管道的壓力水平。同樣，為了保護在真空管道531的真空水平，每個真空吸管532a都配備由限流器。
根據本發明的另一個優選實施例，提供一種雙面PP型(壓力預載)非接觸平臺，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503，其中大多細節和圖12a相似。平臺503是一個雙面平臺，其中待清潔物體100由兩個相對PA氣墊從兩邊非接觸夾住(也可以用兩相對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型平臺具有兩個相對的剛性組裝510和510a，以及加壓空氣供給的連接器，其中每個組裝設置有一內部壓力管道(分別是521，521a)，該兩個壓力管道鏡像對稱設置。
必須指出的是，說明書中，實施例和附圖的描述只是為了更好地理解本發明，并不限制本也必須指出，本領域的技術人員閱覽本說明書之后，對結合附圖描述的實施例的修飾或修改將落入本發明的保護范圍內。
權利要求
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備與高壓氣源連接，所述清潔設備包括至少一個預設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狹窄唇緣，出口和唇緣形成一個有效作用面；使所述清潔設備的該有效作用面與待清潔物體表面平行，并距離一預設定微小間隙，從而，在所述至少一個狹窄唇緣和待清潔表面之間，微小間隙與設備一起形成一喉部，其中該間隙是喉部的寬度；在喉部，加速氣體到音速；據此，產生施加在污染物上的橫向空氣去除力。
2.根據權利要求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預設定距離，以獲得高氣體流速梯度，據此控制質量流量。
3.根據權利要求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節的。
4.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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是可控制的。
12.根據權利要求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為5巴。
13.根據權利要求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為20巴。
14.根據權利要求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為100巴。
15.根據權利要求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排泄通道排泄氣體，所述的至少一個高壓出口設置在其中，并具有位于裝置里的外部邊緣。
16.根據權利要求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排泄通道排放氣體。
17.根據權利要求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節至使得待清潔物體壓力為零。
18.根據權利要求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，形成一個動態封閉環境，以防止帶有污染物的氣體質量流量逃逸到環境大氣。
19.根據權利要求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備的有效作用面相對待清潔物體運動。
20.根據權利要求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運動為直線運動。
21.根據權利要求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運動為有角度的運動。
22.根據權利要求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運動結合有直線運動。
23.根據權利要求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運動基本上平行物體表面和氣流在喉部加速的方向。
24.根據權利要求1所述的清除待清潔物體表面污染物的方法，其特征在于所述設備的有效作用面歇地重新點對點部署，清理待清潔表面的各個局部部分。
25.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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氣。
31.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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。
34.根據權利要求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。
35.根據權利要求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激發。
36.一種用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設備，該設備與一高壓氣源連接，其包括至少一個預設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狹窄唇緣，出口和唇緣形成一個有效作用面，據此，當使所述清潔設備的該有效作用面與待清潔物體表面平行，并距離一預設定微小間隙，從而，在所述至少一個狹窄唇緣和待清潔表面之間，與設備一起形成一喉部，其中該間隙是喉部的寬度，并且當氣體在喉部被加速至音速左右，產生作用在污染物上的橫向空氣去除力。
37.根據權利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設備，其特征在于所述喉部的寬度由一機械機構控制。
38.根據權利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設備，其特征在于所述喉部的寬度由一氣動機構控制。
39.根據權利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設備，其特征在于所述喉部的寬度設置在100至1000微米之間。
40.根據權利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設備，其特征在于所述喉部的寬度設置在30至100微米左右。
41.根據權利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設備，其特征在于所述喉部的寬度設置為30左右或更小。
42.根據權利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設備，其特征在于所述狹窄唇緣為稅利狀。
43.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設備，其特征在于所述高壓氣源的壓強是可控制的。
47.根據權利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設備，其特征在于所述高壓氣源的壓強為5巴。
48.根據權利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設備，其特征在于所述高壓氣源的壓強為20巴。
49.根據權利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設備，其特征在于所述高壓氣源的壓強為100巴。
50.根據權利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設備，其特征在于所述設備還包括通過至少一個排泄通道。
51.根據權利要求50所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設備，其特征在于所述至少一個排泄通道連接至一真空泵。
52.根據權利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設備，其特征在于還包括一相對運動機構，以使所述作用面和待清潔表面相對運動。
53.根據權利要求52所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設備，其特征在于所述相對運動機構提供直線運動。
54.根據權利要求52所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設備，其特征在于所述相對運動機構提供角度運動。
55.根據權利要求54所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設備，其特征在于所述相對運動機構推動動作結合有直線運動。
56.根據權利要求52所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設備，其特征在于所述相對運動由機械機構提供。
57.根據權利要求52所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設備，其特征在于所述相對運動由氣動機構提供。
58.根據權利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設備，其特征在于所述設備的有效作用面設置為可歇地重新點對點部署，清理待清潔表面的各個局部部分。
59.根據權利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設備，其特征在于所述清潔頭由機械機構支撐。
60.根據權利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設備，其特征在于所述清潔頭由氣墊支撐。
61.根據權利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設備，其特征在于所述待清潔物體由機械機構接觸性支撐。
62.根據權利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設備，其特征在于所述待清潔物體由非接觸機構支撐。
63.根據權利要求62所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設備，其特征在于所述非接觸機構包括氣墊。
64.根據權利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設備，其特征在于所述清潔頭集成在非接觸支撐平臺上。
65.根據權利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設備，其特征在于所述高壓出口為伸長狀。
66.根據權利要求65所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設備，其特征在于所述至少一唇緣包含至少兩伸長狀唇緣，據此兩相對的喉部具有大體上一樣的寬度。
67.根據權利要求65所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設備，其特征在于所述至少一唇緣包含至少兩伸長狀唇緣，據此兩相對的喉部具有不同的寬度。
68.根據權利要求65所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設備，其特征在于所述至少一唇緣包含至少兩伸長狀唇緣，據此形成兩相對的喉部，其中通道大體上垂直于待清潔物體表面。
69.根據權利要求65所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設備，其特征在于所述至少一唇緣包含至少兩伸長狀唇緣，據此形成兩相對的喉部，其中通道相對待清潔物體表面傾斜設置。
70.根據權利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設備，其特征在于所述高壓出口為環形。
71.根據權利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設備，其特征在于所述有效作用面是平面。
72.根據權利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設備，其特征在于所述有效作用面是弓形的。
73.根據權利要求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應。
74.根據權利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設備，其特征在于，所述至少一個高壓通道設置有一限流器。
75.根據權利要求74所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設備，其特征在于所述限流器具有自適應回位彈簧特性。
76.根據權利要求75所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設備，其特征在于所述限流器是機電控制閥。
77.根據權利要求74所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設備，其特征在于該設備還設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.根據權利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設備，其特征在于設置有至少兩個充分平行的高壓出口。
79.根據權利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設備，其特征在于包含至少兩個充分垂直的高壓出口。
80.根據權利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設備，其特征在于該設備設置有至少一個高壓出口，該出口被分成可以獨立操作的兩部分。
81.根據權利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設備，其特征在于該設備包含至少一個高壓出口，該出口可在兩連續的清潔工序間重新部署。
82.根據權利要求36所述的用于從待清潔物體表面清除污染物的清潔設備，其特征在于該設備包含至少一個高壓出口，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，該系統與一高壓氣源連接，該系統包括至少一清潔頭，該清潔頭包括至少一高壓通道，該高壓通道具有一預設定的微型橫向尺寸，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，支撐機構用于支撐待清潔物體；相對運動機構，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運動，據此，當使所述清潔設備的該有效作用面與待清潔物體表面平行，并距離一預設定微小間隙，從而，在所述至少一個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，當在喉部加速氣體到音速時，產生作用在污染物上的橫向去除力。
84.根據權利要求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其特征在于所述系統結構適合圓形待清潔物體。
85.根據權利要求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其特征在于該系統結構為適合矩形待清潔物體。
86.根據權利要求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其特征在于所述支撐機構包括一支撐物體的平臺，至少一邊，至少局部無接觸地通過氣墊支撐物體。
87.根據權利要求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其特征在于所述氣墊真空預載。
88.根據權利要求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其特征在于所述支撐機構包括一部分接觸地支撐物體的平臺。
89.根據權利要求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其特征在于利用摩擦力的機械機構通過移動物體提供相對運動。
90.根據權利要求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其特征在于利用夾緊的機械機構通過移動物體提供相對運動。
91.根據權利要求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其特征在于至少一清潔頭是可移動的，以提供相對運動。
92.根據權利要求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其特征在于所述至少一清潔頭和待清潔物體均可移動，以提供相對運動。
93.根據權利要求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其特征在于所述系統還包括加熱裝置。
94.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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其特征在于設置有加濕裝置，其用于潮濕待清潔表面，以降低作用在污染物上的粘結力。
97.根據權利要求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其特征在于設置有一離子發生器，以使氣體離子化。
98.根據權利要求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其特征在于設置有一用于激發氣體至高頻周期性波動的激振器。
99.根據權利要求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其特征在于設置有一光掃描器，其用于檢查待清潔物體表面和檢測污染物的清除。
全文摘要
一種用于從待清潔物體表面清除污染物的設備，該設備(10)連接至高壓氣源。該設備包括至少一個預設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。當該有效作用面與待清潔表面接近一預定微型間隙，并充分平行待清潔表面時，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，產生作用在污染物上的去除力。
文檔編號B08B5/00GK1893868SQ200480037366
公開日2007年1月10日 申請日期2004年12月14日 優先權日2003年12月15日
發明者宇弗·雅索, 希勒·萊克曼 申請人:科福羅科學解決方案有限公司