JP4639452B2

JP4639452B2 - Substrate cleaning method and apparatus

Info

Publication number: JP4639452B2
Application number: JP2000292567A
Authority: JP
Inventors: 孝志清水; 政宣川添; 光春沼田
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2000-09-26
Filing date: 2000-09-26
Publication date: 2011-02-23
Anticipated expiration: 2020-09-26
Also published as: JP2002110614A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は基板洗浄方法およびその装置に関し、さらに詳細にいえば、氷粒を用いて基板を１枚づつ洗浄するための方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、基板の表面に氷粒を供給することにより、基板を１枚づつ洗浄するようにした基板洗浄装置が提案されている（特開昭６３−２９５１５号公報、特開平１１−１５１４６７号公報参照）。
【０００３】
このような基板洗浄装置を採用した場合には、氷粒の使用に伴って基板の良好な洗浄を達成することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の基板洗浄装置においては、氷粒を生成するために、液体窒素などの低温流体を用いて純水を冷却するようにしているので、大量の低温流体が必要になり、ランニングコストが嵩んでしまう。
【０００５】
【発明の目的】
この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、品質の安定した清浄な氷粒を低コストで生成し、この氷を用いて基板の表面を洗浄することができる基板洗浄方法およびその装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の基板洗浄方法は、純水を過冷却状態にまで冷却し、衝撃を与えて過冷却状態を解除することにより多数の氷粒を生成し、生成した氷粒を含む純水を洗浄対象基板の表面に供給する方法である。ここで、「衝撃」は、機械的な衝撃のみならず、氷粒の各となる微少な氷を投入することなど、過冷却状態を解除できる全てのことを総称する用語として使用される。
【０００７】
請求項２の基板洗浄方法は、過冷却状態にまで冷却されるべき純水を連続的に供給し、多数の氷粒を連続的に生成する方法である。
【０００８】
請求項３の基板洗浄方法は、生成した氷粒を含む純水を洗浄対象基板の表面に供給すべく一時的に保持し、一時的に保持されている純水中の氷充填率を高めるべく、一時的に保持されている純水を冷却工程に再び供給する方法である。
【０００９】
請求項４の基板洗浄方法は、一時的に保持されている純水中の氷充填率を、所定の洗浄能力を達成できる氷充填率に制御する方法である。
【００１０】
請求項５の基板洗浄方法は、氷粒を含む純水と外部からの純水とを混合し、混合前後の流量、温度から氷充填率を検出する方法である。
【００１１】
請求項６の基板洗浄方法は、純水の過冷却温度によって氷粒の生成量を制御する方法である。
【００１２】
請求項７の基板洗浄方法は、純水の循環流量によって氷粒の生成量を制御する方法である。
【００１３】
請求項８の基板洗浄方法は、外部から供給する純水の温度によって一時的に保持されている純水中の氷充填率を制御する方法である。
【００１４】
請求項９の基板洗浄方法は、一時的に保持されている、氷粒を含む純水を攪拌する方法である。
【００１５】
請求項１０の基板洗浄方法は、回転翼手段に過冷却水を当てて過冷却状態を解除する方法である。
【００１６】
請求項１１の基板洗浄装置は、純水を過冷却状態にまで冷却する過冷却手段と、衝撃を与えて過冷却状態を解除することにより多数の氷粒を生成する氷粒生成手段と、生成した氷粒を含む純水を洗浄対象基板の表面に供給する氷粒供給手段とを含むものである。
【００１７】
請求項１２の基板洗浄装置は、過冷却状態にまで冷却されるべき純水を連続的に供給する純水連続供給手段をさらに含み、前記氷粒生成手段として、多数の氷粒を連続的に生成するものを採用するものである。
【００１８】
請求項１３の基板洗浄装置は、生成した氷粒を含む純水を洗浄対象基板の表面に供給すべく一時的に保持する一時保持手段と、一時保持手段に一時的に保持されている純水中の氷充填率を高めるべく、一時的に保持されている純水を冷却工程に再び供給する循環手段とをさらに含むものである。
【００１９】
請求項１４の基板洗浄装置は、一時保持手段に一時的に保持されている純水中の氷充填率を、所定の洗浄能力を達成できる氷充填率に制御する氷充填率制御手段をさらに含むものである。
【００２０】
請求項１５の基板洗浄装置は、氷粒と純水とを混合し、混合前後の流量、温度から氷充填率を検出する氷充填率検出手段をさらに含むものである。
【００２１】
請求項１６の基板洗浄装置は、前記氷充填率制御手段として、純水の過冷却温度によって氷粒の生成量を制御するものを採用するものである。
【００２２】
請求項１７の基板洗浄装置は、前記氷充填率制御手段として、純水の循環流量によって氷粒の生成量を制御するものを採用するものである。
【００２３】
請求項１８の基板洗浄装置は、前記氷充填率制御手段として、外部から供給する純水の温度によって一時的に保持されている純水中の氷充填率を制御するものを採用するものである。
【００２４】
請求項１９の基板洗浄装置は、一時的に保持されている、氷粒を含む純水を攪拌する攪拌手段をさらに含むものである。
【００２５】
請求項２０の基板洗浄装置は、前記氷粒生成手段として、回転翼手段に過冷却水を当てて過冷却状態を解除するものを採用するものである。
【００２６】
請求項２１の基板洗浄装置は、前記回転翼手段として、窒素パージ付きの軸封構造を有するものを採用するものである。
【００２７】
【作用】
請求項１の基板洗浄方法であれば、純水を過冷却状態にまで冷却し、衝撃を与えて過冷却状態を解除することにより多数の氷粒を生成し、生成した氷粒を含む純水を洗浄対象基板の表面に供給するのであるから、品質の安定した清浄な氷粒を低コストで生成し、この氷を用いて基板の表面を高品質に洗浄することができる。
【００２８】
請求項２の基板洗浄方法であれば、過冷却状態にまで冷却されるべき純水を連続的に供給し、多数の氷粒を連続的に生成するのであるから、品質の安定した清浄な氷粒を十分な量だけ供給することがでいるほか、請求項１と同様の作用を達成することができる。
【００２９】
請求項３の基板洗浄方法であれば、生成した氷粒を含む純水を洗浄対象基板の表面に供給すべく一時的に保持し、一時的に保持されている純水中の氷充填率を高めるべく、一時的に保持されている純水を冷却工程に再び供給するのであるから、純水中の氷充填率を高めることができるほか、請求項１または請求項２と同様の作用を達成することができる。
【００３０】
請求項４の基板洗浄方法であれば、一時的に保持されている純水中の氷充填率を、所定の洗浄能力を達成できる氷充填率に制御するのであるから、氷充填率に見合った基板の洗浄を達成することができるほか、請求項３と同様の作用を達成することができる。
【００３１】
請求項５の基板洗浄方法であれば、氷粒を含む純水と外部からの純水とを混合し、混合前後の流量、温度から氷充填率を検出するのであるから、正確に所望の氷充填率を達成することができるほか、請求項４と同様の作用を達成することができる。
【００３２】
請求項６の基板洗浄方法であれば、純水の過冷却温度によって氷粒の生成量を制御するのであるから、正確に所望の氷充填率を達成することができるほか、請求項４と同様の作用を達成することができる。
【００３３】
請求項７の基板洗浄方法であれば、純水の循環流量によって氷粒の生成量を制御するのであるから、正確に所望の氷充填率を達成することができるほか、請求項４と同様の作用を達成することができる。
【００３４】
請求項８の基板洗浄方法であれば、外部から供給する純水の温度によって一時的に保持されている純水中の氷充填率を制御するのであるから、正確に所望の氷充填率を達成することができるほか、請求項４と同様の作用を達成することができる。
【００３５】
請求項９の基板洗浄方法であれば、一時的に保持されている、氷粒を含む純水を攪拌するのであるから、氷粒どうしが結合して大きな塊になることを防止し、もしくは抑制することができるほか、請求項３から請求項８の何れかと同様の作用を達成することができる。
【００３６】
請求項１０の基板洗浄方法であれば、回転翼手段に過冷却水を当てて過冷却状態を解除するのであるから、短時間に過冷却状態を解除することができるほか、請求項１から請求項９の何れかと同様の作用を達成することができる。
【００３７】
請求項１１の基板洗浄装置であれば、過冷却手段によって、純水を過冷却状態にまで冷却し、氷粒生成手段によって、過冷却状態の純水に衝撃を与えて過冷却状態を解除することにより多数の氷粒を生成し、氷粒供給手段によって、生成した氷粒を含む純水を洗浄対象基板の表面に供給し、基板の表面を洗浄することができる。
【００３８】
したがって、品質の安定した清浄な氷粒を低コストで生成し、この氷を用いて基板の表面を高品質に洗浄することができる。
【００３９】
請求項１２の基板洗浄装置であれば、過冷却状態にまで冷却されるべき純水を連続的に供給する純水連続供給手段をさらに含み、前記氷粒生成手段として、多数の氷粒を連続的に生成するものを採用するのであるから、品質の安定した清浄な氷粒を十分な量だけ供給することができるほか、請求項１１と同様の作用を達成することができる。
【００４０】
請求項１３の基板洗浄装置であれば、生成した氷粒を含む純水を洗浄対象基板の表面に供給すべく一時的に保持する一時保持手段と、一時保持手段に一時的に保持されている純水中の氷充填率を高めるべく、一時的に保持されている純水を冷却工程に再び供給する循環手段とをさらに含むのであるから、純水中の氷充填率を高めることができるほか、請求項１１または請求項１２と同様の作用を達成することができる。
【００４１】
請求項１４の基板洗浄装置であれば、一時保持手段に一時的に保持されている純水中の氷充填率を、所定の洗浄能力を達成できる氷充填率に制御する氷充填率制御手段をさらに含むのであるから、氷充填率に見合った基板の洗浄を達成することができるほか、請求項１３と同様の作用を達成することができる。
【００４２】
請求項１５の基板洗浄装置であれば、氷粒と純水とを混合し、混合前後の流量、温度から氷充填率を検出する氷充填率検出手段をさらに含むのであるから、正確に所望の氷充填率を達成することができるほか、請求項１４と同様の作用を達成することができる。
【００４３】
請求項１６の基板洗浄装置であれば、前記氷充填率制御手段として、純水の過冷却温度によって氷粒の生成量を制御するものを採用するのであるから、正確に所望の氷充填率を達成することができるほか、請求項１４と同様の作用を達成することができる。
【００４４】
請求項１７の基板洗浄装置であれば、前記氷充填率制御手段として、純水の循環流量によって氷粒の生成量を制御するものを採用するのであるから、正確に所望の氷充填率を達成することができるほか、請求項１４と同様の作用を達成することができる。
【００４５】
請求項１８の基板洗浄装置であれば、前記氷充填率制御手段として、外部から供給する純水の温度によって一時的に保持されている純水中の氷充填率を制御するものを採用するのであるから、正確に所望の氷充填率を達成することができるほか、請求項１４と同様の作用を達成することができる。
【００４６】
請求項１９の基板洗浄装置であれば、一時的に保持されている、氷粒を含む純水を攪拌する攪拌手段をさらに含むのであるから、氷粒どうしが結合して大きな塊になることを防止し、もしくは抑制することができるほか、請求項１３から請求項１８の何れかと同様の作用を達成することができる。
【００４７】
請求項２０の基板洗浄装置であれば、前記氷粒生成手段として、回転翼手段に過冷却水を当てて過冷却状態を解除するものを採用するのであるから、短時間に過冷却状態を解除することができるほか、請求項１１から請求項１９の何れかと同様の作用を達成することができる。
【００４８】
請求項２１の基板洗浄装置であれば、前記回転翼手段として、窒素パージ付きの軸封構造を有するものを採用するのであるから、軸受けの摩耗粉、潤滑剤などが侵入することを防止することができるほか、請求項２０と同様の作用を達成することができる。
【００４９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、この発明の基板洗浄方法およびその装置の実施の態様を詳細に説明する。
【００５０】
図１はこの発明の基板洗浄装置の一実施態様を含む基板処理装置を示す概略図である。
【００５１】
この基板処理装置は、氷粒生成部１と、基板洗浄部２と、基板乾燥部３とを有している。
【００５２】
前記氷粒生成部１は、純水タンク１１と、純水タンク１１内の純水を熱交換器１２を通して循環させる純水用循環流路１３と、純水用循環流路１３のうち、熱交換器１２よりも上流側の所定位置に設けたポンプ１３ａおよびヒータ（氷粒が熱交換器１２に導かれることを防止するためのヒータ）１３ｂと、循環流路１３を通して環流する純水が当たるように純水タンク１１に設けられたプロペラ１４と、ブライン用循環流路１５ａを通して熱交換器１２との間でブラインを循環させるブラインタンク１５と、ブラインタンク１５内のブラインを冷却する冷凍機１６と、純水タンク１１から氷粒を導出する導出部１７とを氷粒生成室内に有している。なお、１５ｂはブラインを循環させるためのポンプである。また、導出部１７は、氷粒の導出を許容する状態と許容しない状態とを選択できる選択部（図１中に２つの三角形でしめされた部分）を有している。さらに、純水タンク１１の内部にはスターラー１８を有している。さらにまた、純水タンク１１の内部には、氷粒が純水用循環流路１３に導出されることを防止する隔壁部材１１ａが設けられている。
【００５３】
前記基板洗浄部２は、円板状の基板４を起立状態で支承するとともに、所定速度で自転させる基板保持部２１と、基板４の表面に近接させて氷粒を一方向に案内する案内部２２と、前記導出部１７からの氷粒を基板４と案内部２２との間隙に導く導入路２３とを基板洗浄室内に有している。
【００５４】
前記基板乾燥部３は、窒素などの乾燥用流体を供給する乾燥用流体供給ノズル３１を基板乾燥室内に有している。なお、前記基板保持部２１を、基板洗浄室と基板乾燥室と図示しない搬入出部との間において往復動させる搬送機構５を有している。
【００５５】
上記の構成の基板処理装置の作用は次のとおりである。
【００５６】
氷粒生成部１においては、冷凍機１６によってブラインタンク１５内のブラインを冷却し、ポンプ１５ｂによって、冷却されたブラインをブライン用循環流路１５ａを通して熱交換器１２との間で循環させる。
【００５７】
また、純水タンク１１内の純水をポンプ１３ａによって、ヒータ１３ｂを設けた純水用循環流路１３通して熱交換器１２に供給し、純水を氷点よりも低い温度にまで冷却する（過冷却する）。そして、過冷却された純水を純水用循環流路１３を通して純水タンク１１に環流させ、プロペラ１４に当てて純水に衝撃を与えるので、短時間で過冷却状態を解除して氷粒を生成することができる。
【００５８】
上記のように純水を循環させることにより、氷粒の生成量を増加させ、しかも、スターラー１８を動作させることにより、純水タンク１１内における氷粒が大きな塊になることを防止する。なお、氷粒を導出部１７を通して導出することにより純水タンク１１内の純水量が減少した場合には、図示しない供給路をとおして純水を補給する。
【００５９】
基板洗浄部２においては、基板保持部２１により１枚の基板４が保持され、かつ搬送機構５により基板保持部２１が洗浄用の所定位置まで搬送された状態において、純水タンク１１から導出部１７を通して導出される氷粒を基板４の表面と案内部２２との間隙に導くことによって、基板４の表面を洗浄することができる。
【００６０】
基板乾燥部３においては、洗浄後の基板４が基板保持部２１と共に乾燥用の所定位置まで搬送された状態において、乾燥用流体供給ノズル３１を通して乾燥用流体吐出することにより、基板４の表面を乾燥することができる。
【００６１】
したがって、品質の安定した清浄な氷粒を低コストで製造することができるとともに、純水タンク１１内における氷充填率を十分に高めることができ、ひいては基板４の表面を十分に清浄化することができる。もちろん、氷粒を生成するために液体窒素などの低温流体を用いる必要がなく、冷凍機によって過冷却状態を発生させるのであるから、ランニングコストを大幅に低減することができる。
【００６２】
また、不凍液などの薬品を用いないので、洗浄後の廃液処理を不要にすることができる。
【００６３】
図２は氷粒生成部１の構成を詳細に示す図である。
【００６４】
この氷粒生成部１は、純水タンク１１と、純水タンク１１内の純水を熱交換器１２を通して循環させる純水用循環流路１３と、純水用循環流路１３のうち、熱交換器１２よりも上流側の所定位置に設けたフィルタ１３ｃ、ポンプ（ノンパーティクル循環ポンプ）１３ａおよびヒータ（氷粒が熱交換器１２に導かれることを防止するためのヒータ）１３ｂと、循環流路１３を通して環流する純水が当たるように純水タンク１１に設けられたプロペラ１４と、ブライン用循環流路１５ａを通して熱交換器１２との間でブラインを循環させるブラインタンク１５と、ブラインタンク１５内のブラインを冷却する冷凍機１６と、純水タンク１１から氷粒を導出する導出部１７とを有している。
【００６５】
そして、外部から純水タンク１１に純水を補給する補給流路４１の所定位置に温度調節部４１ａ、流量制御部４１ｂ、およびバルブ４１ｃを設けている。
【００６６】
また、外部からバルブ４２ａおよび流量制御部４２ｂを通して供給される純水と純水タンク１１からバルブ４２ｃを通して導出される純水とを混合し、流量制御部４２ｄおよびバルブ４２ｅを通してドレインタンクに導いている。
【００６７】
さらに、Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２１、Ｔ２２、Ｔｍ１、Ｔｍ２は各部における純水の温度を検出するための温度センサである。そして、氷粒を完全に融解させることが必要な部分においては、十分な流路長を確保している。また、氷充填率（ＩＰＦ）を算出するＩＰＦ算出部４３を有している。さらに、Ｑ０１、Ｑｍ１、Ｑｍ２は各部の流量を表している。
【００６８】
なお、１５ｂはブラインを循環させるためのポンプである。また、導出部１７は、氷粒の導出を許容する状態と許容しない状態とを選択できる選択部（図１中に２つの三角形でしめされた部分）を有している。さらに、純水タンク１１の内部にはスターラー１８を有している。さらにまた、純水タンク１１の内部には、氷粒が純水用循環流路１３に導出されることを防止する隔壁部材１１ａが設けられ、純水タンク１１の外部には、純水の量を検出する純水レベル検出部（例えば、純水タンク１１と連通された補助管および補助管内の液位を検出する光学センサ、超音波センサなど）１１ｂが設けられ、純水タンク１１の上壁の所定位置には窒素排気部１１ｃが設けられている。
【００６９】
前記プロペラ１４の軸封機構として、窒素パージ付き軸封機構１４ａを採用し、軸受けの摩耗粉、潤滑剤が純水タンク１１内に侵入することを防止している。
【００７０】
上記の構成の氷粒生成部１を採用した場合には、図１の氷粒生成部と同様にして氷粒を生成することができる。そして、隔壁部材１１ａ、フィルタ１３ｃを設けるとともに、ヒータ１３ｂと熱交換器１２との間の流路長を氷粒の融解に十分な長さに設定しているので、氷粒が熱交換器１２に侵入することを確実に防止し、熱交換器１２の破損を未然に防止することができる。
【００７１】
ただし、図２の氷粒生成部１においては、ＩＰＦ算出部４３によって、（Ｑｍ１×４．２×Ｔｍ１−Ｑｍ２×４．２×Ｔｍ２）／（Ｑｍ２−Ｑｍ１）×３３３の演算を行ってＩＰＦを算出することができる（すなわち、純水タンク１１内の純水と外部からの純水とを混合し、混合前後の流量、および温度からＩＰＦを算出することができる）ので、ＩＰＦが基板の洗浄に好適な値（例えば、５〜２０％）であるか否かを判定することができる。
【００７２】
そして、算出されたＩＰＦが基板の洗浄に好適な値でない場合には、純水用循環流路１３を通して純水を循環させるとともに、算出されたＩＰＦと目標とするＩＰＦとの差に応じて過冷却温度、循環流量、外部から供給される純水の温度の少なくとも１つを制御することによって、ＩＰＦを基板の洗浄に好適な値にすることができ、ひいては基板の表面の洗浄を良好に行うことができる。これは、単位時間製氷量が循環流量×液体比熱×（液体凝固温度−過冷却温度）／氷潜熱の演算により算出できることから、容易に理解することができる。ただし、外部から供給される純水の温度は、製氷のためではなく、氷を融解させるためであるから、ＩＰＦを低下させる場合に適用される。
【００７３】
具体的には、循環流量を２０ｋｇ／ｍｉｎに設定した状態における単位時間製氷量（ｋｇ／ｍｉｎ）−過冷却温度（℃）特性が図３に示すように与えられるので、過冷却温度を制御することにより、単位時間当たりの製氷量を制御でき、ひいては純水タンク１１内におけるＩＰＦを制御することができる。
【００７４】
また、過冷却温度を−１℃に設定した状態における単位時間製氷量（ｋｇ／ｍｉｎ）−循環流量（ｋｇ／ｍｉｎ）特性が図４に示すように与えられるので、循環流量を制御することにより、単位時間当たりの製氷量を制御でき、ひいては純水タンク１１内におけるＩＰＦを制御することができる。
【００７５】
さらに、外部からの純水の給水量を１ｋｇ／ｍｉｎに設定した状態における単位時間氷融解量（ｋｇ／ｍｉｎ）−純水供給温度（℃）特性が図５に示すように与えられるので、純水供給温度を制御することにより、単位時間当たりの氷融解量を制御でき、ひいては純水タンク１１内におけるＩＰＦを制御する（減少させる）ことができる。
【００７６】
そして、このようにＩＰＦが設定された状態において、純水タンク１１から氷粒を含む純水を基板の表面に供給することによって、基板の表面の良好な洗浄を達成することができる。
【００７７】
【発明の効果】
請求項１の発明は、品質の安定した清浄な氷粒を低コストで生成し、この氷を用いて基板の表面を高品質に洗浄することができるという特有の効果を奏する。
【００７８】
請求項２の発明は、品質の安定した清浄な氷粒を十分な量だけ供給することがでいるほか、請求項１と同様の効果を奏する。
【００７９】
請求項３の発明は、純水中の氷充填率を高めることができるほか、請求項１または請求項２と同様の効果を奏する。
【００８０】
請求項４の発明は、氷充填率に見合った基板の洗浄を達成することができるほか、請求項３と同様の効果を奏する。
【００８１】
請求項５の発明は、正確に所望の氷充填率を達成することができるほか、請求項４と同様の効果を奏する。
【００８２】
請求項６の発明は、正確に所望の氷充填率を達成することができるほか、請求項４と同様の効果を奏する。
【００８３】
請求項７の発明は、正確に所望の氷充填率を達成することができるほか、請求項４と同様の効果を奏する。
【００８４】
請求項８の発明は、正確に所望の氷充填率を達成することができるほか、請求項４と同様の効果を奏する。
【００８５】
請求項９の発明は、氷粒どうしが結合して大きな塊になることを防止し、もしくは抑制することができるほか、請求項３から請求項８の何れかと同様の効果を奏する。
【００８６】
請求項１０の発明は、品質の安定した清浄な氷粒を低コストで生成し、この氷を用いて基板の表面を高品質に洗浄することができるという特有の効果を奏する。
【００８７】
請求項１２の発明は、品質の安定した清浄な氷粒を十分な量だけ供給することがでいるほか、請求項１１と同様の効果を奏する。
【００８８】
請求項１３の発明は、純水中の氷充填率を高めることができるほか、請求項１１または請求項１２と同様の効果を奏する。
【００８９】
請求項１４の発明は、氷充填率に見合った基板の洗浄を達成することができるほか、請求項１３と同様の効果を奏する。
【００９０】
請求項１５の発明は、正確に所望の氷充填率を達成することができるほか、請求項１４と同様の効果を奏する。
【００９１】
請求項１６の発明は、正確に所望の氷充填率を達成することができるほか、請求項１４と同様の効果を奏する。
【００９２】
請求項１７の発明は、正確に所望の氷充填率を達成することができるほか、請求項１４と同様の効果を奏する。
【００９３】
請求項１８の発明は、正確に所望の氷充填率を達成することができるほか、請求項１４と同様の効果を奏する。
【００９４】
請求項１９の発明は、氷粒どうしが結合して大きな塊になることを防止し、もしくは抑制することができるほか、請求項１３から請求項１８の何れかと同様の効果を奏する。
【００９５】
請求項２０の発明は、短時間に過冷却状態を解除することができるほか、請求項１１から請求項１９の何れかと同様の効果を奏する。
【００９６】
請求項２１の発明は、軸受けの摩耗粉、潤滑剤などが侵入することを防止することができるほか、請求項２０と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の基板洗浄装置の一実施態様を含む基板処理装置を示す概略図である。
【図２】氷粒生成部の構成を詳細に示す図である。
【図３】単位時間製氷量（ｋｇ／ｍｉｎ）−過冷却温度（℃）特性の一例を示す図である。
【図４】単位時間製氷量（ｋｇ／ｍｉｎ）−循環流量（ｋｇ／ｍｉｎ）特性の一例を示す図である。
【図５】単位時間氷融解量（ｋｇ／ｍｉｎ）−純水供給温度（℃）特性の一例を示す図である。
【符号の説明】
１１純水タンク１２熱交換器
１３循環流路１４プロペラ
１７導出部１８スターラー
２３導入路４１補給流路
４３ＩＰＦ算出部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate cleaning method and apparatus, and more particularly to a method and apparatus for cleaning substrates one by one using ice particles.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there has been proposed a substrate cleaning apparatus that cleans substrates one by one by supplying ice particles to the surface of the substrate (Japanese Patent Laid-Open Nos. 63-29515 and 11-151467). reference).
[0003]
When such a substrate cleaning apparatus is employed, good cleaning of the substrate can be achieved with the use of ice particles.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the above conventional substrate cleaning apparatus, pure water is cooled using a low temperature fluid such as liquid nitrogen in order to generate ice particles, so that a large amount of low temperature fluid is required and the running cost is increased. I'll be stuck.
[0005]
OBJECT OF THE INVENTION
The present invention has been made in view of the above problems, and a substrate cleaning method capable of generating clean ice particles with stable quality at low cost and cleaning the surface of the substrate using the ice, and its The object is to provide a device.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The substrate cleaning method according to claim 1, wherein pure water is cooled to a supercooled state, a large number of ice particles are generated by releasing the supercooled state by applying an impact, and the pure water containing the generated ice particles is cleaned. This is a method of supplying the surface of the target substrate. Here, “impact” is used as a generic term for everything that can cancel the supercooled state, such as not only mechanical impact but also injection of minute ice that becomes each ice particle.
[0007]
The substrate cleaning method according to claim 2 is a method in which pure water to be cooled to a supercooled state is continuously supplied to continuously generate a large number of ice particles.
[0008]
In the substrate cleaning method according to claim 3, the pure water containing the generated ice particles is temporarily held so as to be supplied to the surface of the substrate to be cleaned, and the ice filling rate in the pure water temporarily held is increased. In this method, pure water temporarily held is supplied again to the cooling step.
[0009]
A substrate cleaning method according to a fourth aspect of the present invention is a method of controlling the ice filling rate in the pure water temporarily held to an ice filling rate capable of achieving a predetermined cleaning ability.
[0010]
The substrate cleaning method according to claim 5 is a method in which pure water containing ice particles and pure water from the outside are mixed, and the ice filling rate is detected from the flow rate and temperature before and after mixing.
[0011]
A substrate cleaning method according to a sixth aspect of the present invention is a method of controlling the amount of ice particles generated by the supercooling temperature of pure water.
[0012]
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a substrate cleaning method for controlling a generation amount of ice particles by a circulating flow rate of pure water.
[0013]
The substrate cleaning method according to an eighth aspect of the present invention is a method for controlling the ice filling rate in pure water temporarily held by the temperature of pure water supplied from the outside.
[0014]
The substrate cleaning method according to claim 9 is a method of stirring pure water containing ice particles, which is temporarily held.
[0015]
The substrate cleaning method according to claim 10 is a method for releasing the supercooled state by applying supercooled water to the rotor blade means.
[0016]
The substrate cleaning apparatus according to claim 11 includes: a supercooling unit that cools pure water to a supercooled state; an ice particle generating unit that generates a large number of ice particles by releasing the supercooled state by applying an impact; And ice particle supply means for supplying pure water containing the ice particles to the surface of the substrate to be cleaned.
[0017]
The substrate cleaning apparatus according to claim 12 further includes a pure water continuous supply unit that continuously supplies pure water to be cooled to a supercooled state, and the ice particle generation unit continuously supplies a large number of ice particles. The one to be generated is adopted.
[0018]
The substrate cleaning apparatus according to claim 13 is a temporary holding means for temporarily holding pure water containing the generated ice particles to supply the surface of the substrate to be cleaned, and pure water temporarily held in the temporary holding means. In order to increase the ice filling rate in the inside, it further includes a circulating means for supplying pure water temporarily held to the cooling process again.
[0019]
The substrate cleaning apparatus according to claim 14 further includes ice filling rate control means for controlling the ice filling rate in the pure water temporarily held in the temporary holding means to an ice filling rate capable of achieving a predetermined cleaning ability. It is a waste.
[0020]
The substrate cleaning apparatus according to a fifteenth aspect of the invention further includes ice filling rate detection means for mixing ice particles and pure water and detecting the ice filling rate from the flow rate and temperature before and after mixing.
[0021]
According to a sixteenth aspect of the present invention, there is adopted a substrate cleaning apparatus that controls the generation amount of ice particles by the supercooling temperature of pure water as the ice filling rate control means.
[0022]
The substrate cleaning apparatus according to claim 17 employs, as the ice filling rate control means, one that controls the amount of ice particles generated by the circulation flow rate of pure water.
[0023]
The substrate cleaning apparatus according to claim 18 employs, as the ice filling rate control means, a device that controls the ice filling rate in pure water temporarily held by the temperature of pure water supplied from the outside. .
[0024]
The substrate cleaning apparatus according to a nineteenth aspect of the present invention further includes a stirring means for stirring pure water containing ice particles that is temporarily held.
[0025]
A substrate cleaning apparatus according to a twentieth aspect employs, as the ice particle generating means, a device that releases supercooled state by applying supercooled water to the rotor blade means.
[0026]
A substrate cleaning apparatus according to a twenty-first aspect employs a shaft sealing structure with a nitrogen purge as the rotary blade means.
[0027]
[Action]
According to the substrate cleaning method of claim 1, pure water is cooled to a supercooled state, and a large number of ice particles are generated by applying an impact to release the supercooled state, and the pure water containing the generated ice particles Is supplied to the surface of the substrate to be cleaned, so that clean ice particles with stable quality can be generated at low cost, and the surface of the substrate can be cleaned with high quality using this ice.
[0028]
According to the substrate cleaning method of claim 2, since pure water to be cooled to a supercooled state is continuously supplied and a large number of ice grains are continuously generated, clean ice with stable quality can be obtained. In addition to supplying a sufficient amount of grains, the same effect as in claim 1 can be achieved.
[0029]
According to the substrate cleaning method of claim 3, the pure water containing the generated ice particles is temporarily held so as to be supplied to the surface of the substrate to be cleaned, and the ice filling rate in the pure water temporarily held is determined. In order to increase the temperature, the temporarily retained pure water is supplied again to the cooling process, so that the ice filling rate in the pure water can be increased and the same effect as in claim 1 or claim 2 can be achieved. can do.
[0030]
According to the substrate cleaning method of claim 4, the ice filling rate in the pure water temporarily held is controlled to an ice filling rate at which a predetermined cleaning ability can be achieved. In addition to achieving the cleaning of the substrate, the same effect as in the third aspect can be achieved.
[0031]
According to the substrate cleaning method of claim 5, pure water containing ice particles and external pure water are mixed, and the ice filling rate is detected from the flow rate and temperature before and after mixing. In addition to being able to achieve the filling rate, the same effect as in claim 4 can be achieved.
[0032]
According to the substrate cleaning method of claim 6, since the amount of ice particles generated is controlled by the supercooling temperature of pure water, the desired ice filling rate can be achieved accurately and the same as in claim 4. The action of can be achieved.
[0033]
According to the substrate cleaning method of claim 7, since the amount of ice particles generated is controlled by the circulating flow rate of pure water, the desired ice filling rate can be achieved accurately, and the same method as in claim 4 is achieved. The action can be achieved.
[0034]
According to the substrate cleaning method of claim 8, since the ice filling rate in pure water temporarily held is controlled by the temperature of pure water supplied from the outside, the desired ice filling rate is achieved accurately. In addition, the same effect as in the fourth aspect can be achieved.
[0035]
According to the substrate cleaning method of claim 9, since the pure water containing ice particles that is temporarily held is agitated, the ice particles are prevented from being combined to form a large lump or suppressed. In addition, it is possible to achieve the same effect as any one of the third to eighth aspects.
[0036]
According to the substrate cleaning method of claim 10, since the supercooling state is released by applying the supercooling water to the rotor blade means, the supercooling state can be released in a short time, and the claim 1 to claim The same effect as any one of Item 9 can be achieved.
[0037]
In the substrate cleaning apparatus according to claim 11, the pure water is cooled to the supercooled state by the supercooling unit, and the supercooled pure water is shocked by the ice particle generating unit to release the supercooled state. Thus, a large number of ice particles can be generated, and pure water containing the generated ice particles can be supplied to the surface of the substrate to be cleaned by the ice particle supplying means, thereby cleaning the surface of the substrate.
[0038]
Therefore, clean ice particles with stable quality can be generated at low cost, and the surface of the substrate can be cleaned with high quality using this ice.
[0039]
The substrate cleaning apparatus according to claim 12, further comprising a pure water continuous supply means for continuously supplying pure water to be cooled to a supercooled state, wherein a large number of ice particles are continuously provided as the ice particle generating means. Therefore, it is possible to supply a sufficient amount of clean ice particles having a stable quality and achieve the same effect as that of the eleventh aspect.
[0040]
According to the substrate cleaning apparatus of the thirteenth aspect, the temporary holding means for temporarily holding the pure water containing the generated ice particles to be supplied to the surface of the substrate to be cleaned, and the temporary holding means are temporarily held. In order to increase the ice filling rate in the pure water, it further includes a circulation means for supplying the temporarily held pure water to the cooling process again, so that the ice filling rate in the pure water can be increased. The effect similar to that of claim 11 or claim 12 can be achieved.
[0041]
According to the substrate cleaning apparatus of claim 14, the ice filling rate control means for controlling the ice filling rate in the pure water temporarily held in the temporary holding means to an ice filling rate capable of achieving a predetermined cleaning ability. In addition, since the substrate can be cleaned in accordance with the ice filling rate, the same effect as that of the thirteenth aspect can be achieved.
[0042]
The substrate cleaning apparatus according to claim 15 further includes ice filling rate detecting means for mixing ice particles and pure water and detecting the ice filling rate from the flow rate and temperature before and after mixing, so that the desired amount can be accurately obtained. In addition to being able to achieve an ice filling rate, the same effect as in claim 14 can be achieved.
[0043]
In the substrate cleaning apparatus according to claim 16, since the ice filling rate control means that controls the generation amount of ice particles by the supercooling temperature of pure water is adopted, the desired ice filling rate can be accurately set. In addition to this, the same effect as that of claim 14 can be achieved.
[0044]
In the substrate cleaning apparatus according to claim 17, since the ice filling rate control means that controls the generation amount of ice particles by the circulation flow rate of pure water is used, the desired ice filling rate is achieved accurately. In addition, the same effect as that of the fourteenth aspect can be achieved.
[0045]
In the substrate cleaning apparatus according to claim 18, the ice filling rate control means that controls the ice filling rate in pure water temporarily held by the temperature of pure water supplied from outside is adopted. Therefore, the desired ice filling rate can be achieved accurately, and the same effect as that of claim 14 can be achieved.
[0046]
The substrate cleaning apparatus according to claim 19 further includes a stirring means for stirring pure water containing ice particles that is temporarily held, so that the ice particles are combined to form a large lump. In addition to being able to be prevented or suppressed, the same action as in any one of claims 13 to 18 can be achieved.
[0047]
In the substrate cleaning apparatus according to claim 20, since the ice particle generating means is one that releases supercooled state by applying supercooled water to the rotor blade means, the supercooled state is released in a short time. In addition, it is possible to achieve the same effect as any one of claims 11 to 19.
[0048]
According to the substrate cleaning apparatus of claim 21, since the rotary blade means having a shaft sealing structure with nitrogen purge is adopted, it is possible to prevent the wear powder, lubricant, etc. of the bearing from entering. In addition, the same effect as that of the twentieth aspect can be achieved.
[0049]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the substrate cleaning method and apparatus of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
[0050]
FIG. 1 is a schematic view showing a substrate processing apparatus including an embodiment of the substrate cleaning apparatus of the present invention.
[0051]
The substrate processing apparatus includes an ice particle generation unit 1, a substrate cleaning unit 2, and a substrate drying unit 3.
[0052]
The ice particle generation unit 1 includes a pure water tank 11, a pure water circulation channel 13 that circulates pure water in the pure water tank 11 through a heat exchanger 12, and a pure water circulation channel 13. A pump 13a and a heater (a heater for preventing ice particles from being guided to the heat exchanger 12) 13b provided at a predetermined position upstream of the exchanger 12 and pure water circulating through the circulation flow path 13 hit. As described above, the brine 14 is circulated between the propeller 14 provided in the pure water tank 11, the heat exchanger 12 through the brine circulation passage 15 a, and the refrigerator 16 that cools the brine in the brine tank 15. And a deriving unit 17 for deriving ice particles from the pure water tank 11 in the ice particle generating chamber. Reference numeral 15b denotes a pump for circulating brine. In addition, the deriving unit 17 includes a selection unit (a portion indicated by two triangles in FIG. 1) that can select a state in which the derivation of ice particles is allowed or not. Further, a stirrer 18 is provided inside the pure water tank 11. Furthermore, a partition member 11 a that prevents the ice particles from being led out to the pure water circulation passage 13 is provided inside the pure water tank 11.
[0053]
The substrate cleaning unit 2 supports the disk-shaped substrate 4 in an upright state, and rotates the substrate at a predetermined speed, and a guide unit that guides ice particles in one direction close to the surface of the substrate 4. 22 and an introduction path 23 for guiding the ice particles from the lead-out portion 17 to the gap between the substrate 4 and the guide portion 22 are provided in the substrate cleaning chamber.
[0054]
The substrate drying unit 3 has a drying fluid supply nozzle 31 for supplying a drying fluid such as nitrogen in the substrate drying chamber. In addition, it has the conveyance mechanism 5 which makes the said board | substrate holding part 21 reciprocate between a board | substrate washing | cleaning chamber, a substrate drying chamber, and the carrying in / out part which is not shown in figure.
[0055]
The operation of the substrate processing apparatus having the above-described configuration is as follows.
[0056]
In the ice grain generation unit 1, the brine in the brine tank 15 is cooled by the refrigerator 16, and the cooled brine is circulated between the brine and the heat exchanger 12 through the brine circulation channel 15a.
[0057]
Further, pure water in the pure water tank 11 is supplied to the heat exchanger 12 through the pure water circulation passage 13 provided with the heater 13b by the pump 13a, and the pure water is cooled to a temperature lower than the freezing point ( Supercool). Then, the supercooled pure water is circulated to the pure water tank 11 through the pure water circulation passage 13 and applied to the propeller 14 to impact the pure water. Can be generated.
[0058]
By circulating pure water as described above, the generation amount of ice particles is increased, and the stirrer 18 is operated to prevent the ice particles in the pure water tank 11 from becoming a large lump. In addition, when the amount of pure water in the pure water tank 11 is reduced by deriving the ice particles through the deriving unit 17, pure water is replenished through a supply path (not shown).
[0059]
In the substrate cleaning unit 2, the lead-out unit from the pure water tank 11 in a state where one substrate 4 is held by the substrate holding unit 21 and the substrate holding unit 21 is transported to a predetermined position for cleaning by the transport mechanism 5. The surface of the substrate 4 can be cleaned by introducing the ice particles led out through 17 to the gap between the surface of the substrate 4 and the guide portion 22.
[0060]
In the substrate drying unit 3, the surface of the substrate 4 is discharged by discharging the drying fluid through the drying fluid supply nozzle 31 in a state where the cleaned substrate 4 is transported to the predetermined drying position together with the substrate holding unit 21. Can be dried.
[0061]
Accordingly, clean ice particles with stable quality can be produced at low cost, the ice filling rate in the pure water tank 11 can be sufficiently increased, and the surface of the substrate 4 can be sufficiently cleaned. Can do. Of course, it is not necessary to use a low-temperature fluid such as liquid nitrogen to generate ice particles, and the supercooled state is generated by the refrigerator, so that the running cost can be greatly reduced.
[0062]
Moreover, since no chemicals such as antifreeze are used, it is possible to eliminate the waste liquid treatment after cleaning.
[0063]
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the ice particle generator 1 in detail.
[0064]
The ice particle generation unit 1 includes a pure water tank 11, a pure water circulation passage 13 that circulates pure water in the pure water tank 11 through a heat exchanger 12, and a pure water circulation passage 13. A filter 13c provided at a predetermined position upstream of the exchanger 12, a pump (non-particle circulation pump) 13a, a heater (a heater for preventing ice particles from being guided to the heat exchanger 12) 13b, a circulation flow A brine tank 15 that circulates brine between the propeller 14 provided in the pure water tank 11 so that pure water that circulates through the path 13 hits, the heat exchanger 12 through the brine circulation channel 15a, and the brine tank 15 It has a refrigerator 16 for cooling the brine inside, and a lead-out part 17 for leading out ice particles from the pure water tank 11.
[0065]
And the temperature control part 41a, the flow control part 41b, and the valve | bulb 41c are provided in the predetermined position of the replenishment flow path 41 which replenishes the pure water tank 11 from the outside.
[0066]
Further, pure water supplied from the outside through the valve 42a and the flow rate control unit 42b and pure water led out from the pure water tank 11 through the valve 42c are mixed and led to the drain tank through the flow rate control unit 42d and the valve 42e. .
[0067]
Further, T0, T1, T21, T22, Tm1, and Tm2 are temperature sensors for detecting the temperature of pure water in each part. A sufficient flow path length is secured in a portion where it is necessary to completely melt the ice particles. Moreover, it has the IPF calculation part 43 which calculates an ice filling rate (IPF). Further, Q01, Qm1, and Qm2 represent the flow rate of each part.
[0068]
Reference numeral 15b denotes a pump for circulating brine. In addition, the deriving unit 17 includes a selection unit (a portion indicated by two triangles in FIG. 1) that can select a state in which the derivation of ice particles is allowed or not. Further, a stirrer 18 is provided inside the pure water tank 11. Furthermore, a partition member 11 a for preventing ice particles from being led out to the pure water circulation passage 13 is provided inside the pure water tank 11, and an amount of pure water is provided outside the pure water tank 11. A pure water level detection unit (for example, an auxiliary pipe communicating with the pure water tank 11 and an optical sensor, an ultrasonic sensor, etc. for detecting the liquid level in the auxiliary pipe) 11b is provided, and the upper wall of the pure water tank 11 Is provided with a nitrogen exhaust part 11c.
[0069]
As the shaft seal mechanism of the propeller 14, a shaft seal mechanism 14 a with nitrogen purge is employed to prevent bearing wear powder and lubricant from entering the pure water tank 11.
[0070]
When the ice particle generator 1 having the above-described configuration is employed, ice particles can be generated in the same manner as the ice particle generator shown in FIG. The partition wall member 11a and the filter 13c are provided, and the flow path length between the heater 13b and the heat exchanger 12 is set to a length sufficient for melting the ice particles. It is possible to surely prevent the heat exchanger 12 from entering and to prevent the heat exchanger 12 from being damaged.
[0071]
However, in the ice particle generation unit 1 in FIG. 2, the IPF calculation unit 43 performs an operation of (Qm1 × 4.2 × Tm1−Qm2 × 4.2 × Tm2) / (Qm2−Qm1) × 333 to obtain an IPF. (That is, the pure water in the pure water tank 11 and the pure water from the outside can be mixed, and the IPF can be calculated from the flow rate and temperature before and after mixing). It can be determined whether or not the value is suitable for cleaning (for example, 5 to 20%).
[0072]
If the calculated IPF is not a value suitable for substrate cleaning, pure water is circulated through the pure water circulation passage 13 and excessively depending on the difference between the calculated IPF and the target IPF. By controlling at least one of the cooling temperature, the circulation flow rate, and the temperature of pure water supplied from the outside, the IPF can be set to a value suitable for cleaning the substrate, and thus the surface of the substrate can be cleaned well. be able to. This can be easily understood because the amount of ice making per unit time can be calculated by the calculation of circulation flow rate × liquid specific heat × (liquid coagulation temperature−supercooling temperature) / ice latent heat. However, since the temperature of pure water supplied from the outside is not for ice making but for melting ice, it is applied when IPF is lowered.
[0073]
Specifically, since the unit time ice making amount (kg / min) -supercooling temperature (° C.) characteristic in the state where the circulation flow rate is set to 20 kg / min is given as shown in FIG. 3, the supercooling temperature is controlled. As a result, the amount of ice making per unit time can be controlled, and consequently the IPF in the pure water tank 11 can be controlled.
[0074]
Moreover, since the unit time ice making amount (kg / min) -circulation flow rate (kg / min) characteristic in the state where the supercooling temperature is set to -1 ° C. is given as shown in FIG. 4, by controlling the circulation flow rate Thus, the ice making amount per unit time can be controlled, and consequently the IPF in the pure water tank 11 can be controlled.
[0075]
Further, since the unit time ice melting amount (kg / min) -pure water supply temperature (° C.) characteristic in the state where the amount of pure water supplied from the outside is set to 1 kg / min is given as shown in FIG. By controlling the water supply temperature, the amount of ice melt per unit time can be controlled, and consequently the IPF in the pure water tank 11 can be controlled (reduced).
[0076]
In the state where the IPF is set as described above, by supplying pure water containing ice particles from the pure water tank 11 to the surface of the substrate, it is possible to achieve good cleaning of the surface of the substrate.
[0077]
【The invention's effect】
The invention of claim 1 produces a specific effect that clean ice particles with stable quality can be generated at low cost, and the surface of the substrate can be cleaned with high quality using this ice.
[0078]
The invention of claim 2 has the same effect as that of claim 1 except that a sufficient amount of clean ice particles with stable quality can be supplied.
[0079]
The invention of claim 3 can increase the ice filling rate in pure water, and has the same effect as that of claim 1 or claim 2.
[0080]
The invention of claim 4 can achieve the same effect as that of claim 3 in addition to achieving the cleaning of the substrate corresponding to the ice filling rate.
[0081]
The invention according to claim 5 can achieve the desired ice filling rate accurately, and has the same effect as that of claim 4.
[0082]
The invention of claim 6 can achieve the desired ice filling rate accurately and has the same effect as that of claim 4.
[0083]
The invention according to claim 7 can achieve the desired ice filling rate accurately, and has the same effect as that of claim 4.
[0084]
The invention according to claim 8 can achieve the desired ice filling rate accurately and has the same effect as that of claim 4.
[0085]
The invention of claim 9 can prevent or suppress the formation of a large lump by combining ice particles, and has the same effect as any one of claims 3 to 8.
[0086]
The invention of claim 10 produces a specific effect that clean ice particles having stable quality can be produced at low cost, and the surface of the substrate can be cleaned with high quality using this ice.
[0087]
The invention of claim 12 has the same effect as that of claim 11 except that a sufficient amount of clean ice particles with stable quality can be supplied.
[0088]
The invention of claim 13 can increase the ice filling rate in pure water, and has the same effect as that of claim 11 or claim 12.
[0089]
According to the fourteenth aspect of the present invention, it is possible to achieve the substrate cleaning corresponding to the ice filling rate, and the same effect as the thirteenth aspect is achieved.
[0090]
The invention of claim 15 can achieve the desired ice filling rate accurately, and has the same effect as that of claim 14.
[0091]
The invention of claim 16 can achieve a desired ice filling rate accurately, and has the same effect as that of claim 14.
[0092]
The invention of claim 17 can achieve a desired ice filling rate accurately, and has the same effect as that of claim 14.
[0093]
The invention of claim 18 can achieve a desired ice filling rate accurately, and has the same effect as that of claim 14.
[0094]
According to the nineteenth aspect of the invention, it is possible to prevent or suppress the ice particles from being combined into a large lump, and the same effects as in any of the thirteenth to eighteenth aspects are achieved.
[0095]
The invention of claim 20 can cancel the supercooled state in a short time, and has the same effect as any of claims 11 to 19.
[0096]
The invention of claim 21 has the same effect as that of claim 20 in addition to preventing the wear powder of the bearing, lubricant and the like from entering.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a substrate processing apparatus including an embodiment of a substrate cleaning apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing in detail a configuration of an ice grain generation unit.
FIG. 3 is a diagram showing an example of a unit time ice making amount (kg / min) -supercooling temperature (° C.) characteristic;
FIG. 4 is a diagram showing an example of a unit time ice making amount (kg / min) -circulation flow rate (kg / min) characteristic;
FIG. 5 is a diagram showing an example of a unit time ice melting amount (kg / min) -pure water supply temperature (° C.) characteristic.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Pure water tank 12 Heat exchanger 13 Circulation flow path 14 Propeller 17 Derivation part 18 Stirrer 23 Introduction path 41 Supply path 43 IPF calculation part

Claims

Cool pure water to a supercooled state,
A lot of ice particles are generated by releasing the supercooled state by giving an impact,
A substrate cleaning method comprising supplying pure water containing generated ice particles to a surface of a substrate to be cleaned.

The substrate cleaning method according to claim 1, wherein pure water to be cooled to a supercooled state is continuously supplied to continuously generate a large number of ice particles.

The pure water containing the generated ice particles is temporarily retained to be supplied to the surface of the substrate to be cleaned, and the temporarily retained pure water is used to increase the ice filling rate in the temporarily retained pure water. The substrate cleaning method according to claim 1, wherein water is supplied again to the cooling step.

The substrate cleaning method according to claim 3, wherein the ice filling rate in the pure water temporarily held is controlled to an ice filling rate capable of achieving a predetermined cleaning ability.

The substrate cleaning method according to claim 4, wherein pure water containing ice particles is mixed with pure water from the outside, and the ice filling rate is detected from the flow rate and temperature before and after mixing.

The substrate cleaning method according to claim 4, wherein the amount of ice particles generated is controlled by the supercooling temperature of pure water.

The substrate cleaning method according to claim 4, wherein the amount of ice particles generated is controlled by a circulating flow rate of pure water.

The substrate cleaning method according to claim 4, wherein the ice filling rate in the pure water temporarily held is controlled by the temperature of the pure water supplied from the outside.

The substrate cleaning method according to claim 3, wherein pure water containing ice particles that is temporarily held is stirred.

The substrate cleaning method according to claim 1, wherein the supercooling state is released by applying supercooling water to the rotary blade means.

Supercooling means (12) for cooling pure water to a supercooled state;
Ice particle generating means (13) (14) for generating a large number of ice particles by releasing a supercooled state by applying an impact;
A substrate cleaning apparatus comprising: ice particle supply means (17) (23) for supplying pure water including generated ice particles to the surface of the substrate to be cleaned.

It further includes pure water continuous supply means (41) for continuously supplying pure water to be cooled to a supercooled state, and the ice particle generating means (13) (14) continuously supplies a large number of ice particles. The substrate cleaning apparatus according to claim 11, which is to be generated.

Temporary holding means (11) for temporarily holding pure water containing the generated ice particles to be supplied to the surface of the substrate to be cleaned, and ice in pure water temporarily held by the temporary holding means (11) The substrate cleaning apparatus according to claim 11 or 12, further comprising a circulation means (13) for supplying the pure water temporarily held to the cooling process again in order to increase the filling rate.

The ice filling rate control means for controlling the ice filling rate in pure water temporarily held in the temporary holding means (11) to an ice filling rate capable of achieving a predetermined cleaning ability. Substrate cleaning device.

15. The substrate cleaning apparatus according to claim 14, further comprising an ice filling rate detecting means (43) for mixing ice particles and pure water and detecting the ice filling rate from the flow rate and temperature before and after mixing.

The substrate cleaning apparatus according to claim 14, wherein the ice filling rate control means controls the amount of ice particles generated by a supercooling temperature of pure water.

The substrate cleaning apparatus according to claim 14, wherein the ice filling rate control means controls a generation amount of ice particles by a circulating flow rate of pure water.

The substrate cleaning apparatus according to claim 14, wherein the ice filling rate control unit controls an ice filling rate in pure water temporarily held by a temperature of pure water supplied from outside.

19. The substrate cleaning apparatus according to claim 13, further comprising a stirring means (18) for stirring pure water containing ice particles that is temporarily held.

20. The substrate cleaning according to claim 11, wherein the ice particle generation means (13) (14) applies supercooling water to the rotor blade means (14) to cancel the supercooling state. apparatus.

21. The substrate cleaning apparatus according to claim 20, wherein the rotary blade means (14) has a shaft sealing structure (14a) with a nitrogen purge.