洗净材料制造方法、洗净材料制造装置和洗净系统制造方法及图纸

提供一种制造能良好而且有效地洗净衬底等的洗净材料的方法。从洗净材料制造容器５的一端部形成的过冷却液喷出口６２，采用使水或水和比其凝固点低的有机化合物液的混合液作为原料液冷却到过冷却状态的过冷却液１ｃ象洗净材料制造容器５内喷出的办法，在净材料制造容器５内形成过冷却液１ｃ的紊流区域５３，通过使过冷却液喷出口６２喷出的过冷却液１ｃ的一部分和洗净材料制造容器５内发生的籽冰９３ａ接触，使其相变为冰粒子，同时在紊流区域５３的紊流搅拌使冰粒子生长，就得到成为冰粒子和液体混合固液共存的冰冻果子露状洗净材料１，这样得到的洗净材料１就从洗净材料制造容器５向连接它的另一端的洗净材料供给管路７流出。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及能适合使用于洗净，除去各种基板(例如，半导体晶片，电子器件衬底、液晶基板、光掩模、玻璃衬底等)附着微细污染物(是成为衬底污染源的微粒子等，以下称为「粒子」)时等的洗净材料制造的方法和装置，以及使用该装置的洗净系统。
技术介绍
例如，半导体晶片等衬底的洗净，一般而言，采用使用100～300μm直径的马海呢、尼龙等的刷子擦洗衬底表面的办法，借助于除去附着于衬底的粒子的刷子、洗涤器来进行。但是，当用这样的刷子、洗涤器进行衬底洗净时，要一边使刷子旋转一边按住衬底表面，借助于其摩擦力擦去异物，所以由于刷子彼此的摩擦和对衬底布线台阶的摩擦而发生成为衬底污染源的作为微粒子的粒子重新附着于衬底上，使基板的洗净效果降低。因此，最近，提出采用微细的冰粒子作为洗净材料借助于携带气体喷射并冲击基板的办法，设法洗净衬底的冰·洗涤器。(例如，参照专利文献1)倘若采用这样的冰·洗涤器，为了冲洗衬底，对洗净槽的构造想办法，不产生粒子的发生、再附着，就能有效地进行衬底洗净。但是，用冰·洗涤器的衬底洗净时，因为洗净材料是用液体氮的非常硬质冰粒子而且借助气体(携带气体)向衬底高速冲击，所以有洗净材料的冲击给衬底造成损伤的担心。而且，冲击衬底后的冰粒子飛散的话，同时难免被除去了的粒子在衬底四周飞扬，有重新污染衬底的担心。为了防止这样的粒子的飞扬，就需要进行随着冰粒子的喷射对衬底用纯水等冲洗以便没有粒子飞扬，然而进行冲洗的话，冰粒子会熔到冲洗水里就不能谋求冷热的有效利用，产生运行成本增加的这一问题。而且，也存在冰粒子互相融合，成为块状并在输送管道系统中堵塞等，在操作性方面是相当讨厌的问题。特开平8-274056号
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，这样地把洗净材料喷射并冲击到衬底等被洗净部件上的情况下，不产生上述进行的冰·洗涤器那样的问题，制造能良好而且有效地洗净衬底等洗净材料的方法和装置，以及使用该装置的洗净系统。本专利技术在第1方面，提出是以在洗净材料制造容器的一端部形成过冷却液喷出口，采用把水或水和比其凝固点低的有机化合物液的混合液的原料液或者把这些水或在混合液中注入二氧化碳而成的原料液冷却到过冷却状态而成的过冷却液，从冷却液喷出口向洗净材料制造容器内喷出的办法，在洗净材料制造容器内形成过冷却液的紊流区域，通过使从过冷却液喷出口喷出的过冷却液一部分和洗净材料制造容器内发生的籽冰接触，使冰粒子相变，同时要在紊流区域随紊流搅拌而使冰粒子生长，得到冰粒子和液体混合的固液共存的冰冻果子露状洗净材料，这样得到了的洗净材料要从洗净材料制造容器向连接到另一端部的洗净材料供给管路流出为特征的洗净材料制造方法。尽管，水的温度下降，水分子具有的动能减少。另一方面，因为发生冰核(冰结晶)需要能量(激活能)。所以，即使水温下降到凝固点(冰点)以下的情况下，水分子动能减少也不能得到充分的能量时，产生冰结晶不产生的状态。这种状态称作过冷却状态，是热力学上极其不稳定的状态，这样的过冷却状态，通过给予一定以上的能量(冲击、振动、热)而解除，然后就产生冰结晶。本专利技术的洗净材料制造方法，采用除从喷嘴体喷射过冷却液的物理性能量外，通过籽冰(0℃)和过冷却液(-0.5℃～-50℃)的接触而给过冷却液带来热能的办法解除过冷却，使过冷却液的一部分相变为冰结晶。其次相变后的冰结晶，和连续地流入洗净材料制造容器中过冷却液混合、搅拌，生长凝集为冰粒子(就本专利技术者的观察来说，针状凝集)。但是，洗净材料制造容器内是随着喷嘴体来的过冷却液的喷射而形成紊流区域，由于其剪断作用冰粒子不会过度凝集，得到固体(冰粒子)和液体(水或其和异丙醇等的有机化合物液的混合水溶液)共存的冰冻果子露状的洗净材料。还有，有时发生紊流区域的紊流作用即剪断力弱的场合使冰粒子过度凝集增大，管道塞满等的不合适。这样，随着过冷却液和籽冰接触，过冷却液的一部分相变为冰结晶，然而一旦完成冰结晶，要是洗净材料制造容器内存在冰粒子循环的话，即使没有籽冰也因为引起连续过冷却液的相变，也可以停止籽冰发生机构。并且，生长了的冰粒子成为附着于洗净材料制造容器的壁面的样子，然而借助于过冷却液的紊流作用而连续地剥离容器壁面。所得到的洗净材料就从洗净材料制造容器连续地流向和另一端部连接的洗净材料供给管路。在这种洗净材料制造方法的方面，把洗净材料使用于需要高度的污染对策用途的情况下，例如，洗净硅片等衬底的情况下，作为原料液，使用纯水或纯水和比其凝固点低的有机化合物的混合液或者这些纯水或混合液中注入了二氧化碳是令人满意的。并且，作为原料液，使用有机化合物液的混合液的情况下，就有机化合物液来说，使用没有给衬底等被洗净部件(被洗净面)带来不良影响的，具体地说，例如使用混合了异丙醇(mp＝-89.5℃，bp＝82.4℃)、甲醇(mp＝-97.78℃；bp＝64.65℃)，乙醇(mp＝-114.1℃；bp＝78.3℃)或丙酮(mp＝-94.82℃；bp＝56.5℃)或其中2种以上的混合物等是令人满意的，尤其是，使用异丙醇(以下简称为「IPA」)是令人满意的。并且，作为原料液使用水和有机化合物液的混合液的情况下，原料液或洗净材料的有机化合物液浓度为0.01mass％～70mass％是令人满意的。即，如有机化合物液的浓度是未满0.01mass％的话，添加有机化合物液就失去意义，如超70mass％的话，使原料液中的水成分冻结温度(凝固点)大大地降低，就需要制造洗净材料中必要以上的能量(冻结需要的能量)。并且，事先给原料液中注入二氧化碳，希望求得降低洗净材料的电阻率值同时防止洗净时由洗净材料引起的静电也是令人满意的。就作为籽冰原料的籽冰原料液来说，除使用纯水等的水外，是和洗净材料的原料液同一成分液(水和有机化合物液的混合液)，使用该洗净材料的原料液和有机化合物液的浓度相同或稀薄的原料液也可以。并且，由过冷却液喷出口来的过冷却液的喷出而产生的紊流度，对容器内壁面固定，能剥离生长的籽冰同时必须有足够防止过冷却液中产生的冰粒子附着容器。所以，容器形状、过冷却液喷出口的大小等，设计必须满足这样的条件。例如，使得从过冷却液喷出口喷出速度为1m/sec～20m/sec是令人满意的。并且，冰粒子附着于冷却液喷出口的四周生长，虽然有堵塞該喷出口的担心，但是为了防止这样的危险，除如上述那样设定喷出速度外，想办法如下是令人满意的。例如，将洗净材料制造容器作成圆筒形状，其一端部以端部壁板封闭，同时在该端部壁板，以从该端部向该容器内突出的状态设置顶端开口部成为冷却液喷出口的喷嘴体，同时使其从端部壁板沿着喷嘴体的外周面形成朝着过冷却液喷出口的倒流是理想的，以疏水性和低热传导性方面优良的耐低温性数据(PTFE，PFA等)构成与喷嘴体和端部壁板的至少过冷却液的接触面是令人满意的。本专利技术在第2方面，是为了实施上述的洗净材料制造方法的装置，提出构成为，具备筒状的洗净材料制造容器；和该容器的一端部连接，顶端形成过冷却液喷出口的过冷却液引入管路；和洗净材料制造容器的另一端部连接的洗净材料供给管路；给水或水和比其凝固点低的有机化合物液的混合液或者这些水或混合液注入了二氧化碳的原料液冷却到过冷却状态，使该过冷却液从冷却液喷出口向洗净材料制造容器内喷出的过冷却液制造机构；以及借助于从过冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种洗净材料制造方法，其特征是：在洗净材料制造容器的一端部形成过冷却液喷出口，采用把水或水和比其凝固点低的有机化合物液的混合液的原料液冷却到过冷却状态而成的过冷却液，从冷却液喷出口向洗净材料制造容器内喷出的方式，在洗净材料制造容器内 形成过冷却液的紊流区域，通过使从过冷却液喷出口喷出的过冷却液一部分和洗净材料制造容器内发生的籽冰接触，使冰粒子相变，同时在紊流区域随紊流搅拌而使冰粒子生长，得到冰粒子和液体混合的固液共存的冰冻果子露状洗净材料，这样得到了的洗净材料从洗净材料制造容器向连接到另一端部的洗净材料供给管路流出。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：田中健，山本刚士，多田益太，
申请(专利权)人：太阳日酸株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]