マイクロバブルを混入させた高速衝突水噴流による壁面洗浄に関する研究

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研究目的半導体製造過程において材料表面に付着する有機物を除去する洗浄工程は、重要な工程である。有害な溶剤等を使用せず、半導体表面から有機汚染物を除去できる洗浄技術の開発が望まれている。マイクロバブルとキャビテーション現象を利用することにより特殊な溶液を利用しないで、水と気泡だけで有機性汚染物を除去できる可能性を探るのが、本研究の目的である。研究方法マイクロバブル水噴流と直角に透明なアクリル製平板を設置して、これにノズルから高速のマイクロバブル水噴流を衝突させる。これにより衝突部の圧力を上昇させ、マイクロバブルを急激に圧壊させることを試みる。洗浄効果を定量的に把握するため、アクリル平板の表面に塗布した汚染パターンの時系列変化を測定する。塗布パターンの変化速度等を画像解析により検出する。また、塗布する汚染物の種類を変えて同様の実験を行う。研究成果キャビテーション現象を利用し発生させたマイクロバブル噴流よる洗浄効果は単相流噴流に比べて高い事が認められた。また、噴射距離が近いほどマイクロバブルは洗浄効果を発揮し、噴射距離1=20[mm]までの間に洗浄効果を示す距離が存在し、噴射時間が40～100[s]の間に汚れが大幅に落ちる時間が存在した。