JP2000107710A - Ultrasonic substrate treatment apparatus - Google Patents

Ultrasonic substrate treatment apparatus

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JP2000107710A
JP2000107710A JP10276707A JP27670798A JP2000107710A JP 2000107710 A JP2000107710 A JP 2000107710A JP 10276707 A JP10276707 A JP 10276707A JP 27670798 A JP27670798 A JP 27670798A JP 2000107710 A JP2000107710 A JP 2000107710A
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JP
Japan
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ultrasonic
substrate
plate
cleaning
boundary
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JP10276707A
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Japanese (ja)
Inventor
Mitsuaki Yoshitani
光明 芳谷
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Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate treatment apparatus of reduced variation in a cavitation area by ultrasonic waves and to attempt the uniform treatment of the substrate. SOLUTION: A substrate cleaning apparatus 1 is equipped with a cleaning bath 2, a boundary plate 7, and an ultrasonic oscillator 8. In the cleaning bath 2, a cleaning liquid is stored, and a substrate W to be cleaned is placed. The boundary plate 7 is interposed between the cleaning liquid in the cleaning bath 2 and an atmosphere above the solution 2. The ultrasonic oscillator 8 emits ultrasonic waves toward the boundary plate 7.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波を利用した
基板処理装置、特に、キャビテーション作用による衝撃
力を利用して付着粒子の剥離あるいは汚れの洗浄を促進
する基板処理装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a substrate processing apparatus utilizing ultrasonic waves, and more particularly, to a substrate processing apparatus which promotes peeling of adhered particles or cleaning of dirt by utilizing an impact force due to cavitation.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示用のガラス基板、半導体ウエ
ハ、プリント基板等の薄板状の基板を処理するウェット
装置においては、超音波を利用した処理装置が各種提案
されて実用化されている。例えば、100kHz程度以
下の超音波によって処理液中に定在波を発生させキャビ
テーション作用を利用して基板を処理する装置として
は、洗浄槽に浸漬した基板をキャビテーション作用によ
って有機汚れや無機汚れの洗浄液への溶解分散を促進し
ながら洗浄する基板洗浄装置や、キャビテーション作用
によって付着粒子の剥離を促進させる基板剥離装置があ
る。
2. Description of the Related Art In a wet apparatus for processing a thin substrate such as a glass substrate for liquid crystal display, a semiconductor wafer, and a printed board, various processing apparatuses using ultrasonic waves have been proposed and put into practical use. For example, as an apparatus for generating a standing wave in a processing liquid by an ultrasonic wave of about 100 kHz or less and using a cavitation action to process a substrate, a substrate immersed in a cleaning tank is subjected to a cavitation action to remove organic dirt and inorganic dirt. There is a substrate cleaning apparatus for cleaning while promoting dissolution and dispersion in a substrate, and a substrate peeling apparatus for promoting separation of adhered particles by cavitation.

【0003】これらの装置では、洗浄液や有機溶剤等の
処理液を溜めた槽内に超音波振動子を配し、この超音波
振動子から液面に向けて超音波を発振する。ここでは、
発振する超音波の波長λに対応させて、超音波振動子と
液面との距離hを以下の値に設定しておく。 h=(2n+1)λ/4 (但し、nは任意の自然
数。) すると、液面に向かう超音波及び液面で反射した超音波
によって、処理液中に定在波が発生する。この定在波
は、超音波振動子の発振部や液面から{(2n−1)λ
/4}だけ下方の位置に腹がきて、液面等に節がくる波
である。この定在波の腹が位置する領域がいわゆるキャ
ビテーション領域になり、この領域に配置された基板は
キャビテーション作用によって処理が促進される。
In these apparatuses, an ultrasonic oscillator is disposed in a tank in which a processing liquid such as a cleaning liquid or an organic solvent is stored, and the ultrasonic oscillator oscillates ultrasonic waves toward the liquid surface. here,
The distance h between the ultrasonic transducer and the liquid surface is set to the following value in accordance with the wavelength λ of the oscillating ultrasonic wave. h = (2n + 1) λ / 4 (where n is an arbitrary natural number) Then, a standing wave is generated in the processing liquid by the ultrasonic wave directed to the liquid surface and the ultrasonic wave reflected by the liquid surface. This standing wave is generated from the oscillating portion of the ultrasonic vibrator and the liquid level by {(2n-1) λ
It is a wave that is hungry at a position below by} and has nodes on the liquid surface. The region where the antinode of the standing wave is located is a so-called cavitation region, and the processing of the substrate disposed in this region is promoted by the cavitation action.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記のように超音波を
利用した基板処理装置では、薄板状の基板をキャビテー
ション領域に配置して処理を促進させるが、槽内の処理
液の循環や基板の搬出入等の動作によって液面が変動す
ることがある。このように液面が変動すると、液面での
超音波の反射の位置や角度が不安定となり、キャビテー
ション領域の位置が変動する。キャビテーション領域が
変動すると、基板の各部に対するキャビテーション作用
の大きさが不均一となり、結果として基板の均一な処理
が確保されなくなってしまう。
As described above, in a substrate processing apparatus utilizing ultrasonic waves, a thin plate-like substrate is disposed in a cavitation area to promote the processing. The liquid level may fluctuate due to operations such as carrying in and out. When the liquid level fluctuates in this way, the position and angle of reflection of the ultrasonic wave on the liquid level become unstable, and the position of the cavitation area fluctuates. When the cavitation area fluctuates, the magnitude of the cavitation action on each part of the substrate becomes uneven, and as a result, uniform processing of the substrate cannot be ensured.

【0005】本発明の課題は、超音波による処理液中の
定在波の腹の位置であるキャビテーション領域の変動が
少ない基板処理装置を提供し、基板の均一な処理を図る
ことにある。
An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus in which a cavitation area, which is a position of an antinode of a standing wave in a processing solution caused by an ultrasonic wave, has a small variation, and to uniformly process a substrate.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る超音波基
板処理装置は、処理液槽と、境界板と、超音波振動子と
を備えている。処理液槽には、処理液が貯留されてお
り、被処理物である基板が収容される。境界板は、処理
液槽内の処理液と雰囲気との間に配置される。超音波振
動子は、境界板に向けて超音波を発振する。
According to a first aspect of the present invention, an ultrasonic substrate processing apparatus includes a processing liquid tank, a boundary plate, and an ultrasonic vibrator. A processing liquid is stored in the processing liquid tank, and a substrate to be processed is accommodated therein. The boundary plate is disposed between the processing liquid in the processing liquid tank and the atmosphere. The ultrasonic oscillator oscillates ultrasonic waves toward the boundary plate.

【0007】この装置では、超音波振動子から発振され
る超音波は、境界板と処理液との境界面あるいは境界板
と雰囲気との境界面において反射する。この反射した超
音波及び超音波振動子から発振される超音波によって処
理液中に定在波が発生するようにすれば、この定在波の
腹の位置であるキャビテーション領域に基板を収容配置
して基板の処理促進を図ることができる。ここでは、境
界板に向けて超音波を発振しているため、超音波振動子
と境界板との距離を超音波の波長に対応させることで、
処理液中に定在波が発生する。
In this apparatus, the ultrasonic waves oscillated from the ultrasonic vibrator are reflected at the boundary between the boundary plate and the processing solution or at the boundary between the boundary plate and the atmosphere. If a standing wave is generated in the processing liquid by the reflected ultrasonic wave and the ultrasonic wave oscillated from the ultrasonic transducer, the substrate is accommodated and arranged in the cavitation area which is the antinode of the standing wave. Thus, the processing of the substrate can be promoted. Here, since the ultrasonic wave is oscillating toward the boundary plate, by making the distance between the ultrasonic transducer and the boundary plate correspond to the wavelength of the ultrasonic wave,
A standing wave is generated in the processing liquid.

【0008】本装置では、処理液と雰囲気との間に境界
板を配置して処理液と雰囲気との境界を安定させている
ため、従来のように波だった液面と雰囲気との不安定な
境界面により超音波が反射している装置に較べて、超音
波の反射が安定しキャビテーション領域の変動が少なく
なる。これにより、従来よりも基板処理の均一性が向上
する。
In this apparatus, a boundary plate is disposed between the processing liquid and the atmosphere to stabilize the boundary between the processing liquid and the atmosphere. Ultrasonic waves are reflected more stably and fluctuations in the cavitation area are reduced, as compared with an apparatus in which ultrasonic waves are reflected by a simple boundary surface. Thereby, the uniformity of the substrate processing is improved as compared with the related art.

【0009】なお、超音波の反射が境界板と処理液との
境界面あるいは境界板と雰囲気との境界面において起こ
るため、反射する超音波の位相のずれを抑えるために、
境界板の厚みを小さくして境界板と処理液との境界面及
び境界板と雰囲気との境界面を近づける、あるいは境界
板と処理液との境界面でほとんどの超音波を反射させる
ようにする、あるいは境界板と処理液との境界面では超
音波をほとんど反射させずに境界板と雰囲気との境界面
で超音波を反射させることが望ましい。
Since the reflection of the ultrasonic waves occurs at the boundary between the boundary plate and the processing solution or at the boundary between the boundary plate and the atmosphere, in order to suppress the phase shift of the reflected ultrasonic waves,
Reduce the thickness of the boundary plate so that the boundary between the boundary plate and the processing liquid and the boundary between the boundary plate and the atmosphere are close to each other, or reflect most of the ultrasonic waves at the boundary between the boundary plate and the processing liquid. Alternatively, it is desirable that the ultrasonic wave is reflected at the boundary surface between the boundary plate and the atmosphere without substantially reflecting the ultrasonic wave at the boundary surface between the boundary plate and the processing solution.

【0010】請求項2に係る超音波基板処理装置は、請
求項1に記載の装置であって、境界板は処理液の上方に
配置される。ここでは、境界板を処理液の上方に配置し
ているため、処理液の蒸発を抑えることができる。これ
により、特に高温の処理液によって基板処理を行う装置
の場合には、使用する処理液の量が抑えられランニング
コストが低減される。
An ultrasonic substrate processing apparatus according to a second aspect is the apparatus according to the first aspect, wherein the boundary plate is disposed above the processing liquid. Here, since the boundary plate is disposed above the processing liquid, evaporation of the processing liquid can be suppressed. Thereby, particularly in the case of an apparatus that performs substrate processing using a high-temperature processing liquid, the amount of the processing liquid to be used is suppressed, and the running cost is reduced.

【0011】請求項3に係る超音波基板処理装置は、請
求項2に記載の装置であって、境界板の下面は水平面に
対して傾斜を有している。ここでは、処理液槽内に処理
液を入れて境界板まで処理液を満たす時や境界板と処理
液との間に空気が入り込んだ場合において、境界板の下
面が傾斜しているため、境界板と処理液との間に入った
空気等の気体が境界板の下面に沿って上昇する。このよ
うに境界板と処理液との間の気体が除去されるため、境
界板での超音波の反射が良好に行われることになる。
An ultrasonic substrate processing apparatus according to a third aspect is the apparatus according to the second aspect, wherein the lower surface of the boundary plate is inclined with respect to a horizontal plane. Here, when the processing liquid is filled in the processing liquid tank and the processing liquid is filled up to the boundary plate or when air enters between the boundary plate and the processing liquid, the lower surface of the boundary plate is inclined. Gas such as air that has entered between the plate and the processing liquid rises along the lower surface of the boundary plate. Since the gas between the boundary plate and the processing liquid is removed as described above, the reflection of the ultrasonic wave at the boundary plate is performed well.

【0012】請求項4に係る超音波基板処理装置は、請
求項1から3のいずれかに記載の装置であって、境界板
はガラス板である。超音波の反射は、境界板と処理液と
の境界面あるいは境界板と雰囲気との境界面において起
こるが、ここでは境界板がガラス板であってガラス板と
処理液との境界面においては超音波のほとんどが反射せ
ずに通るため、超音波のほとんどはガラス板と雰囲気と
の境界面で反射することになる。これにより、反射する
超音波がより安定し、キャビテーション領域の変動がよ
り少なくなる。
An ultrasonic substrate processing apparatus according to a fourth aspect is the apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the boundary plate is a glass plate. The reflection of ultrasonic waves occurs at the boundary between the boundary plate and the processing solution or at the boundary between the boundary plate and the atmosphere. Here, the boundary plate is a glass plate, and at the boundary between the glass plate and the processing solution, the ultrasonic wave is reflected. Since most of the sound waves pass without being reflected, most of the ultrasonic waves are reflected at the interface between the glass plate and the atmosphere. Thereby, the reflected ultrasonic waves are more stable, and the fluctuation of the cavitation area is smaller.

【0013】請求項5に係る超音波基板処理装置は、請
求項1から4のいずれかに記載の装置であって、基板
は、処理液槽内において、超音波振動子から発振される
超音波及び超音波振動子から発振され境界板で反射され
る超音波により処理槽内の処理液中に発生する定在波の
腹の位置に配置される。ここでは、上記定在波の腹の位
置、すなわちキャビテーション領域に基板を配置してい
るため、他の位置に配置する場合に較べて基板処理の効
率が向上する。また、境界板の設置によって反射してく
る超音波が安定するため、キャビテーション領域の変動
が少なく、基板をキャビテーション領域に配置すること
が容易である。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an ultrasonic substrate processing apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein the substrate is provided with an ultrasonic oscillator oscillated from an ultrasonic vibrator in a processing liquid tank. In addition, it is arranged at the position of the antinode of the standing wave generated in the processing liquid in the processing tank by the ultrasonic wave oscillated from the ultrasonic transducer and reflected by the boundary plate. Here, since the substrate is arranged at the position of the antinode of the standing wave, that is, at the cavitation area, the efficiency of the substrate processing is improved as compared with the case where the substrate is arranged at another position. In addition, since the reflected ultrasonic waves are stabilized by the installation of the boundary plate, the cavitation area has little fluctuation, and the substrate can be easily arranged in the cavitation area.

【0014】請求項6に係る超音波基板処理装置は、処
理液槽と、超音波振動子と、超音波反射板とを備えてい
る。処理液槽には、処理液が貯留されており、被処理物
である基板が収容される。超音波振動子は、基板に向け
て超音波を発振する。超音波反射板は、処理液槽内にお
いて、基板の超音波振動子側と反対側に配置される。こ
の超音波反射板は、超音波振動子と平行に配置される。
An ultrasonic substrate processing apparatus according to a sixth aspect includes a processing liquid tank, an ultrasonic vibrator, and an ultrasonic reflecting plate. A processing liquid is stored in the processing liquid tank, and a substrate to be processed is accommodated therein. The ultrasonic oscillator oscillates ultrasonic waves toward the substrate. The ultrasonic reflecting plate is disposed on the side of the substrate opposite to the ultrasonic transducer side in the processing liquid tank. This ultrasonic reflector is arranged in parallel with the ultrasonic transducer.

【0015】この装置では、超音波振動子から発振され
る超音波は、超音波反射板に当たって反射する。この反
射した超音波及び超音波振動子から発振される超音波に
よって処理液中に定在波が発生するようにすれば、この
定在波の腹の位置であるキャビテーション領域に基板を
収容配置して基板の処理促進を図ることができる。ここ
では、超音波振動子と超音波反射板とが平行であるた
め、超音波振動子と超音波反射板との距離を超音波の波
長に対応させることで、処理液中に定在波が発生する。
In this device, the ultrasonic wave oscillated from the ultrasonic vibrator is reflected by the ultrasonic reflecting plate. If a standing wave is generated in the processing liquid by the reflected ultrasonic wave and the ultrasonic wave oscillated from the ultrasonic transducer, the substrate is accommodated and arranged in the cavitation area which is the antinode of the standing wave. Thus, the processing of the substrate can be promoted. Here, since the ultrasonic vibrator and the ultrasonic reflecting plate are parallel to each other, the distance between the ultrasonic vibrator and the ultrasonic reflecting plate corresponds to the wavelength of the ultrasonic wave, so that the standing wave is generated in the processing liquid. appear.

【0016】本装置では、従来のように波立つ恐れのあ
る液面ではなく、超音波反射板を処理槽内に配備して、
これに超音波を発振して超音波を反射させている。この
ため、超音波の反射が安定し、キャビテーション領域の
変動が従来よりも少なくなる。これにより、従来よりも
基板処理の均一性が向上する。なお、超音波反射板で反
射せずに超音波反射板を通り抜ける超音波を減らすため
に、超音波反射板を、できるだけ超音波(音波)が通り
にくいものとすることが望ましい。
In this apparatus, an ultrasonic reflecting plate is provided in the processing tank instead of the liquid surface which may be wavy as in the prior art.
Ultrasonic waves are oscillated on this to reflect the ultrasonic waves. For this reason, the reflection of the ultrasonic wave is stabilized, and the fluctuation of the cavitation area is reduced as compared with the related art. Thereby, the uniformity of the substrate processing is improved as compared with the related art. In order to reduce the amount of ultrasonic waves that pass through the ultrasonic reflecting plate without being reflected by the ultrasonic reflecting plate, it is desirable that the ultrasonic reflecting plate be made so that ultrasonic waves (sound waves) do not pass as much as possible.

【0017】請求項7に係る超音波基板処理装置は、請
求項6に記載の装置であって、超音波反射板は内部に空
洞を有している。ここでは、超音波反射板の内部に気体
が存在するため、超音波反射板と処理液との境界面で反
射しなかった超音波も、超音波反射板の固体と気体との
境界面で反射される。このように、超音波が超音波反射
板で確実に反射するため、基板処理の効率が向上する。
An ultrasonic substrate processing apparatus according to a seventh aspect is the apparatus according to the sixth aspect, wherein the ultrasonic reflection plate has a cavity therein. Here, since gas is present inside the ultrasonic reflector, ultrasonic waves not reflected at the interface between the ultrasonic reflector and the processing liquid are also reflected at the interface between the solid and the gas of the ultrasonic reflector. Is done. As described above, since the ultrasonic wave is surely reflected by the ultrasonic reflecting plate, the efficiency of the substrate processing is improved.

【0018】なお、超音波の反射が処理液と超音波反射
板の固体との境界面あるいは超音波反射板の固体と気体
との境界面において起こるため、反射した超音波の位相
のずれを抑えるために、超音波反射板の固体部分の厚み
を小さくする、あるいは超音波反射板の固体に超音波を
通しやすいものを使って処理液と超音波反射板の固体と
の境界面では超音波をほとんど反射させずに超音波反射
板の固体と気体との境界面で超音波を反射させることが
望ましい。
Since the reflection of the ultrasonic wave occurs at the boundary between the processing liquid and the solid of the ultrasonic reflection plate or the boundary between the solid and the gas of the ultrasonic reflection plate, the phase shift of the reflected ultrasonic wave is suppressed. For this reason, reduce the thickness of the solid part of the ultrasonic reflector, or use an ultrasonic reflector that can easily pass ultrasonic waves through the solid at the interface between the treatment liquid and the solid of the ultrasonic reflector. It is desirable that the ultrasonic waves be reflected at the interface between the solid and the gas of the ultrasonic reflection plate with little reflection.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】[第1実施形態]本発明の一実施
形態である基板洗浄装置(超音波基板処理装置)を図1
に示す。基板処理装置1は、洗浄槽2内で洗浄液を循環
させながら、超音波振動子8から発振される超音波によ
って洗浄槽2内にキャビテーション領域を発生させ、基
板Wをそのキャビテーション領域で搬送する装置であっ
て、洗浄液の作用にキャビテーション作用を加えて基板
Wの洗浄処理を行うものである。この装置1は、例え
ば、液晶表示用ガラス基板の一連の製造ラインにおける
洗浄工程に配備される装置である。
[First Embodiment] FIG. 1 shows a substrate cleaning apparatus (ultrasonic substrate processing apparatus) according to one embodiment of the present invention.
Shown in The substrate processing apparatus 1 generates a cavitation area in the cleaning tank 2 by ultrasonic waves oscillated from the ultrasonic vibrator 8 while circulating the cleaning liquid in the cleaning tank 2, and transports the substrate W in the cavitation area. In this case, the substrate W is cleaned by adding a cavitation effect to the operation of the cleaning liquid. This apparatus 1 is, for example, an apparatus provided in a cleaning process in a series of production lines for a glass substrate for liquid crystal display.

【0020】<構成>基板処理装置1は、主として、洗
浄槽2と、搬送機構と、超音波振動子8と、境界板7と
から構成されている。洗浄槽(処理液槽)2には、図示
しない搬入口及び搬出口と、底面に開けられ洗浄液供給
管3が接続される洗浄液供給孔と、側壁上部に開けられ
オーバーフロー管4が接続されるオーバーフロー孔とが
形成されている。この洗浄槽2には、洗浄液供給管3に
よって洗浄液が常時供給され、オーバーフロー管4によ
り洗浄液がオーバーフローされている。これにより、洗
浄槽2の液面Sは概ね図1に示すレベルに保たれる。な
お、洗浄槽は使われる洗浄液により材質(樹脂あるいは
金属)が決められるが、この洗浄槽2は樹脂製のもので
ある。
<Structure> The substrate processing apparatus 1 mainly includes a cleaning tank 2, a transport mechanism, an ultrasonic vibrator 8, and a boundary plate 7. The cleaning tank (treatment liquid tank) 2 has a carry-in port and a carry-out port (not shown), a cleaning liquid supply hole opened on the bottom surface to which the cleaning liquid supply pipe 3 is connected, and an overflow pipe opened at the upper side wall and connected to the overflow pipe 4. A hole is formed. The cleaning liquid is always supplied to the cleaning tank 2 by a cleaning liquid supply pipe 3, and the cleaning liquid overflows by an overflow pipe 4. Thereby, the liquid level S of the cleaning tank 2 is generally maintained at the level shown in FIG. The material (resin or metal) of the cleaning tank is determined by the cleaning liquid used, but the cleaning tank 2 is made of resin.

【0021】搬送機構は、洗浄槽2内に配置される回転
シャフト6a及びこれに固定された段付きローラ6bか
ら成る複数の搬送ローラを有している。これらの搬送ロ
ーラの回転シャフト6aが図示しないモータによって回
転することにより、搬送ローラの段付きローラ6bに支
持された基板Wが洗浄槽2内を搬送される。回転シャフ
ト6aは洗浄槽2の側壁に回転自在に支持されている。
また、基板Wは、搬送機構によって、洗浄槽2の搬入口
から洗浄槽2内に搬入され洗浄槽2の搬出口から洗浄槽
2の外に搬出される。なお、基板Wは、厚みが1mm以
下の薄い板状のガラス基板である。
The transport mechanism has a plurality of transport rollers including a rotary shaft 6a disposed in the cleaning tank 2 and a stepped roller 6b fixed to the rotary shaft 6a. The rotation shaft 6a of these transport rollers is rotated by a motor (not shown), so that the substrate W supported by the stepped rollers 6b of the transport rollers is transported in the cleaning tank 2. The rotating shaft 6a is rotatably supported on the side wall of the cleaning tank 2.
Further, the substrate W is carried into the cleaning tank 2 from the entrance of the cleaning tank 2 by the transport mechanism, and is carried out of the cleaning tank 2 from the exit of the cleaning tank 2. The substrate W is a thin plate-shaped glass substrate having a thickness of 1 mm or less.

【0022】超音波振動子8は、上面である超音波発振
面8aから超音波発振面8aに対して垂直に斜め上方に
向けて超音波を発振するものであって、洗浄槽2の底面
近傍に配置されている。境界板7は、洗浄槽2の上部の
開口を覆うガラス板であって、周囲が洗浄槽2の側壁及
び端壁に水密に固着されている。したがって、洗浄槽2
に洗浄液を貯留してオーバーフローさせている図1に示
す状態においては、境界板7の上面7aは洗浄槽2の上
方の雰囲気と接し、境界板7の下面7bのほとんどの部
分は洗浄槽2内の洗浄液と接する。境界板7の下面7b
のうち超音波振動子8から発振される超音波が当たる部
分については、図1に示すように、洗浄槽2内の洗浄液
と接している。
The ultrasonic vibrator 8 oscillates ultrasonic waves obliquely upward from the ultrasonic oscillation surface 8a, which is the upper surface, perpendicularly to the ultrasonic oscillation surface 8a. Are located in The boundary plate 7 is a glass plate that covers an upper opening of the cleaning tank 2, and its periphery is water-tightly fixed to a side wall and an end wall of the cleaning tank 2. Therefore, cleaning tank 2
1, the upper surface 7a of the boundary plate 7 is in contact with the atmosphere above the cleaning tank 2, and most of the lower surface 7b of the boundary plate 7 is in the cleaning tank 2. Contact with cleaning solution. Lower surface 7b of boundary plate 7
Among the parts, the part irradiated with the ultrasonic wave oscillated from the ultrasonic vibrator 8 is in contact with the cleaning liquid in the cleaning tank 2 as shown in FIG.

【0023】なお、これらの洗浄槽2,搬送機構の回転
シャフト6a,超音波振動子8の超音波発振面8a,境
界板7,及び洗浄槽2内で搬送される基板Wは、図1に
示すように、水平面Hに対して角度θだけ傾いている。
このように傾けて配置していることにより、超音波が当
たる境界板7の下面7bと洗浄槽2内の洗浄液との接触
部分に気体が溜まり難くなっている。また、角度θは、
0゜よりも大きければ良く、角度θが90゜であっても
搬送機構を成り立つようにすれば装置として実現可能で
ある。
The cleaning tank 2, the rotating shaft 6a of the transfer mechanism, the ultrasonic oscillation surface 8a of the ultrasonic vibrator 8, the boundary plate 7, and the substrate W transferred in the cleaning tank 2 are shown in FIG. As shown, it is inclined by an angle θ with respect to the horizontal plane H.
With such an inclined arrangement, gas is less likely to accumulate in the contact portion between the lower surface 7b of the boundary plate 7 to which the ultrasonic wave is applied and the cleaning liquid in the cleaning tank 2. The angle θ is
The angle may be larger than 0 °, and even if the angle θ is 90 °, it can be realized as an apparatus if the transport mechanism is established.

【0024】次に、超音波振動子8,境界板7,及び基
板Wを搬送する搬送ローラの相対位置について説明す
る。まず、超音波振動子8から上方に発振される超音波
と境界板7で反射して下方に向かう超音波との位相を合
わせるために、図1において点線で示す超音波の振幅分
布の節(振幅が0となる位置)が境界板7の上面7aに
くるようにする。ここでは、超音波振動子8の超音波発
振面8aが超音波の振幅分布の腹になることを考慮し
て、超音波発振面8aと境界板7の上面7aとの距離
(m+n)を超音波の波長λの0.75倍に設定してい
る。この距離(m+n)については、以下の式により求
まる値(h)であれば良い。
Next, the relative positions of the ultrasonic vibrator 8, the boundary plate 7, and the transport roller for transporting the substrate W will be described. First, in order to match the phase of the ultrasonic wave oscillated upward from the ultrasonic vibrator 8 and the ultrasonic wave reflected by the boundary plate 7 and directed downward, a node of the amplitude distribution of the ultrasonic wave indicated by a dotted line in FIG. (The position where the amplitude becomes 0) comes to the upper surface 7a of the boundary plate 7. Here, the distance (m + n) between the ultrasonic oscillation surface 8a and the upper surface 7a of the boundary plate 7 is set to be longer in consideration of the fact that the ultrasonic oscillation surface 8a of the ultrasonic transducer 8 becomes an antinode of the ultrasonic amplitude distribution. It is set to 0.75 times the wavelength λ of the sound wave. The distance (m + n) may be any value (h) determined by the following equation.

【0025】h=(2n+1)λ/4 (但し、nは任
意の自然数。) そして、超音波の振幅が大きい振幅分布の腹(振幅が最
大となる位置)に搬送される基板Wが位置するように、
搬送ローラを配置する。ここでは、図1に示すように、
境界板7の上面7aから基板Wまでの距離mが超音波の
波長λの0.25倍に、基板Wから超音波発振面8aま
での距離nが波長λの0.5倍になるように搬送ローラ
を配置している。
H = (2n + 1) λ / 4 (where n is an arbitrary natural number) The substrate W to be conveyed is located at the antinode of the amplitude distribution where the amplitude of the ultrasonic wave is large (the position where the amplitude is maximum). like,
Arrange the transport rollers. Here, as shown in FIG.
The distance m from the upper surface 7a of the boundary plate 7 to the substrate W is 0.25 times the wavelength λ of the ultrasonic wave, and the distance n from the substrate W to the ultrasonic oscillation surface 8a is 0.5 times the wavelength λ. A transport roller is provided.

【0026】超音波振動子8から発振される超音波は、
その周波数によって固有の波長を有している。本装置1
では超音波によりキャビテーションを発生させるために
100kHz程度以下の周波数の超音波が発振される
が、例えば洗浄液を純水として40kHzの超音波を発
振したとすれば、洗浄液の中を伝達する超音波の波長λ
は約36mmになる。この場合には、図1の距離mが約
9mmとなり、図1の距離nが約18mmとなる。な
お、本実施形態では理解を容易にするために、基板Wか
ら超音波発振面8aまでの距離nが波長λの0.5倍に
なるようにしているが、この寸法では搬送ローラ等の構
造が成り立たない場合には、距離nを波長λの0.5倍
の自然数倍にすればよい。すなわち、距離mを9mmと
し距離nを54mmとしても、超音波振動子8から発振
される超音波と境界板7で反射する超音波との位相が合
い、超音波の振幅分布の腹に基板Wが位置することにな
る。
The ultrasonic wave oscillated from the ultrasonic transducer 8 is
The frequency has a unique wavelength. This device 1
In order to generate cavitation by ultrasonic waves, ultrasonic waves having a frequency of about 100 kHz or less are oscillated. For example, if the cleaning liquid is pure water and a 40 kHz ultrasonic wave is oscillated, the ultrasonic waves transmitted through the cleaning liquid Wavelength λ
Is about 36 mm. In this case, the distance m in FIG. 1 is about 9 mm, and the distance n in FIG. 1 is about 18 mm. In this embodiment, in order to facilitate understanding, the distance n from the substrate W to the ultrasonic oscillation surface 8a is set to be 0.5 times the wavelength λ. Is not satisfied, the distance n may be set to a natural number multiple of 0.5 times the wavelength λ. That is, even if the distance m is 9 mm and the distance n is 54 mm, the phase of the ultrasonic wave oscillated from the ultrasonic transducer 8 and the ultrasonic wave reflected by the boundary plate 7 match, and the substrate W is located on the antinode of the amplitude distribution of the ultrasonic wave. Will be located.

【0027】<動作>本装置1では、超音波振動子8か
ら発振される超音波は、境界板7と洗浄液との境界面で
ある境界板の下面7b、あるいは境界板7と雰囲気との
境界面である境界板7の上面7aにおいて反射する。こ
の反射した超音波及び超音波振動子8から発振される超
音波によって洗浄液中に定在波(図1において点線で振
幅分布を表示)が発生するため、この定在波の腹の位置
であるキャビテーション領域に配置されて搬送される基
板Wにキャビテーションが作用して、基板Wの洗浄液に
よる洗浄処理が促進される。
<Operation> In the present apparatus 1, the ultrasonic wave oscillated from the ultrasonic vibrator 8 is applied to the lower surface 7b of the boundary plate, which is the boundary surface between the boundary plate 7 and the cleaning liquid, or the boundary between the boundary plate 7 and the atmosphere. The light is reflected on the upper surface 7a of the boundary plate 7, which is a surface. Since a standing wave (amplitude distribution is indicated by a dotted line in FIG. 1) is generated in the cleaning liquid by the reflected ultrasonic wave and the ultrasonic wave oscillated from the ultrasonic vibrator 8, this is the position of the antinode of the standing wave. Cavitation acts on the substrate W placed and transported in the cavitation area, and the cleaning process of the substrate W with the cleaning liquid is promoted.

【0028】なお、境界板7での超音波の反射は、境界
板7の下面7bあるいは境界板7の上面7aにおいて起
こるが、ここでは境界板7がガラス板であってガラス板
と洗浄液との境界面である下面7bにおいては超音波の
ほとんどが反射せずに通るため、超音波のほとんどは上
面7aで反射する。このため、上記のように、距離m及
び距離nを設置する際に上面7aを基準としてこれを設
定している。
The reflection of the ultrasonic wave at the boundary plate 7 occurs on the lower surface 7b of the boundary plate 7 or on the upper surface 7a of the boundary plate 7, but here, the boundary plate 7 is a glass plate, and the boundary between the glass plate and the cleaning liquid is formed. Since most of the ultrasonic waves pass through the lower surface 7b, which is a boundary surface, without being reflected, most of the ultrasonic waves are reflected by the upper surface 7a. Therefore, as described above, the distance m and the distance n are set with reference to the upper surface 7a.

【0029】<本装置の特徴>本装置1では、洗浄槽2
内の洗浄液と雰囲気との間に境界板7を配置して洗浄液
と雰囲気との境界を安定させ、超音波の大半が境界板7
の上面7aで反射されるようにしているため、超音波の
反射が安定し、超音波振動子8から発振される超音波と
反射した超音波との位相の一致度が高くなる。これによ
り、キャビテーション領域の変動が少なくなり、基板W
の洗浄処理の均一性が向上している。
<Features of the present apparatus> In the present apparatus 1, the cleaning tank 2
The boundary plate 7 is arranged between the cleaning liquid and the atmosphere in the inside to stabilize the boundary between the cleaning liquid and the atmosphere.
Is reflected on the upper surface 7a, the reflection of the ultrasonic wave is stabilized, and the degree of phase matching between the ultrasonic wave oscillated from the ultrasonic vibrator 8 and the reflected ultrasonic wave is increased. Thereby, the fluctuation of the cavitation area is reduced, and the substrate W
Has improved the uniformity of the cleaning process.

【0030】また、本装置1では、境界板7によって洗
浄槽2の上部の開口を覆っているため、洗浄液の蒸発が
抑えられる。また、本装置1では、境界板7等を水平面
Hに対して傾斜させているため、洗浄槽2内に洗浄液を
入れて洗浄液で洗浄槽2を満たす時や境界板7と洗浄液
との間に空気が入り込んだ場合において、境界板7と洗
浄液との間に入った空気が境界板7の下面7bに沿って
上昇する。これにより、境界板7と洗浄液との間の気体
が除去されるため、境界板7よりも下方で超音波が反射
してしまうことが抑えられ、超音波の反射を確実に境界
板7で行わせることができる。
Further, in the present apparatus 1, since the upper opening of the cleaning tank 2 is covered by the boundary plate 7, evaporation of the cleaning liquid is suppressed. Further, in the present apparatus 1, since the boundary plate 7 and the like are inclined with respect to the horizontal plane H, when the cleaning liquid is put into the cleaning tank 2 and the cleaning tank 2 is filled with the cleaning liquid, or between the boundary plate 7 and the cleaning liquid. When air enters, the air that has entered between the boundary plate 7 and the cleaning liquid rises along the lower surface 7b of the boundary plate 7. Thereby, the gas between the boundary plate 7 and the cleaning liquid is removed, so that the reflection of the ultrasonic waves below the boundary plate 7 is suppressed, and the reflection of the ultrasonic waves is reliably performed by the boundary plate 7. Can be made.

【0031】[第2実施形態]本発明の一実施形態であ
る基板洗浄装置(超音波基板処理装置)を図2に示す。
基板処理装置11は、洗浄槽12内で洗浄液を循環させ
ながら、超音波振動子18から発振される超音波によっ
て洗浄槽12内にキャビテーション領域を発生させ、基
板Wをそのキャビテーション領域で搬送する装置であっ
て、洗浄液の作用にキャビテーション作用を加えて基板
Wの洗浄処理を行うものである。この装置11は、例え
ば、液晶表示用ガラス基板の一連の製造ラインにおける
洗浄工程に配備される装置である。
[Second Embodiment] FIG. 2 shows a substrate cleaning apparatus (ultrasonic substrate processing apparatus) according to an embodiment of the present invention.
The substrate processing apparatus 11 is an apparatus that generates a cavitation area in the cleaning tank 12 by ultrasonic waves oscillated from the ultrasonic vibrator 18 while circulating the cleaning liquid in the cleaning tank 12, and transports the substrate W in the cavitation area. In this case, the substrate W is cleaned by adding a cavitation effect to the operation of the cleaning liquid. The apparatus 11 is, for example, an apparatus provided in a cleaning process in a series of manufacturing lines for a glass substrate for liquid crystal display.

【0032】<構成>基板処理装置11は、主として、
洗浄槽12と、搬送機構と、超音波振動子18と、境界
板17とから構成されている。洗浄槽(処理液槽)12
には、図示しない搬入口及び搬出口と、底面に開けられ
洗浄液供給管13が接続される洗浄液供給孔と、側壁上
部の外側に開けられるオーバーフロー槽14とが形成さ
れている。この洗浄槽12には、洗浄液供給管13によ
って洗浄液が常時供給され、側壁から溢れ出た洗浄液は
オーバーフロー槽14に流れ込む。これにより、洗浄槽
12の液面は概ね図2に示すレベルに保たれる。なお、
洗浄槽は使われる洗浄液により材質(樹脂あるいは金
属)が決められるが、この洗浄槽12は樹脂製のもので
ある。
<Structure> The substrate processing apparatus 11 mainly includes
It comprises a cleaning tank 12, a transport mechanism, an ultrasonic oscillator 18, and a boundary plate 17. Cleaning tank (treatment liquid tank) 12
Are formed with a carry-in port and a carry-out port (not shown), a cleaning liquid supply hole opened in the bottom face to which the cleaning liquid supply pipe 13 is connected, and an overflow tank 14 opened outside the upper part of the side wall. The cleaning liquid is constantly supplied to the cleaning tank 12 by a cleaning liquid supply pipe 13, and the cleaning liquid overflowing from the side wall flows into the overflow tank 14. As a result, the liquid level in the cleaning tank 12 is kept substantially at the level shown in FIG. In addition,
The material (resin or metal) of the cleaning tank is determined depending on the cleaning liquid used. The cleaning tank 12 is made of resin.

【0033】搬送機構は、洗浄槽12内に配置される回
転シャフト16a及びこれに固定された段付きローラ1
6bから成る複数の搬送ローラを有している。これらの
搬送ローラの回転シャフト16aが図示しないモータに
よって回転することにより、搬送ローラの段付きローラ
16bに支持された基板Wが洗浄槽12内を搬送され
る。回転シャフト16aは洗浄槽12の側壁に回転自在
に支持されている。また、基板Wは、搬送機構によっ
て、洗浄槽12の搬入口から洗浄槽12内に搬入され洗
浄槽12の搬出口から洗浄槽12の外に搬出される。な
お、基板Wは、厚みが1mm以下の薄い板状のガラス基
板である。
The transport mechanism includes a rotating shaft 16a disposed in the cleaning tank 12 and the stepped roller 1 fixed thereto.
6b. The substrate W supported by the stepped roller 16b of the transport roller is transported in the cleaning tank 12 by rotating the rotating shaft 16a of the transport roller by a motor (not shown). The rotating shaft 16a is rotatably supported on the side wall of the cleaning tank 12. Further, the substrate W is carried into the cleaning tank 12 from the entrance of the cleaning tank 12 by the transfer mechanism, and is carried out of the cleaning tank 12 from the exit of the cleaning tank 12. The substrate W is a thin plate-shaped glass substrate having a thickness of 1 mm or less.

【0034】超音波振動子18は、上面である超音波発
振面18aから鉛直上方に超音波を発振するものであっ
て、洗浄槽12の底面近傍に配置されている。境界板1
7は、洗浄槽12の上部の開口を概ね覆うガラス板であ
る。この境界板17は、洗浄槽12に洗浄液を貯留して
オーバーフローさせている図2に示す状態においては、
境界板17の上面17aは洗浄槽12の上方の雰囲気と
接し、境界板17の下面17bは洗浄槽12内の洗浄液
と接する。なお、境界板17の周囲には、洗浄液が境界
板17の上方に侵入して上面17aに溜まらないよう
に、防護板19が固着されている。
The ultrasonic vibrator 18 oscillates ultrasonic waves vertically upward from the ultrasonic oscillating surface 18a, which is the upper surface, and is arranged near the bottom of the cleaning tank 12. Boundary plate 1
Reference numeral 7 denotes a glass plate that substantially covers the upper opening of the cleaning tank 12. In the state shown in FIG. 2 in which the boundary plate 17 overflows by storing the cleaning liquid in the cleaning tank 12,
The upper surface 17a of the boundary plate 17 is in contact with the atmosphere above the cleaning tank 12, and the lower surface 17b of the boundary plate 17 is in contact with the cleaning liquid in the cleaning tank 12. A protection plate 19 is fixed around the boundary plate 17 so that the cleaning liquid does not enter above the boundary plate 17 and accumulate on the upper surface 17a.

【0035】なお、これらの洗浄槽12,搬送機構の回
転シャフト16a,超音波振動子18の超音波発振面1
8a,境界板17,及び洗浄槽12内で搬送される基板
Wは、図2に示すように、水平に、且つ互いに平行に配
置されている。次に、超音波振動子18,境界板17,
及び基板Wを搬送する搬送ローラの相対位置について説
明する。
The cleaning tank 12, the rotating shaft 16a of the transfer mechanism, and the ultrasonic oscillation surface 1 of the ultrasonic vibrator 18 are used.
As shown in FIG. 2, the substrate 8 </ b> A, the boundary plate 17, and the substrate W transported in the cleaning tank 12 are arranged horizontally and parallel to each other. Next, the ultrasonic vibrator 18, the boundary plate 17,
The relative positions of the transport rollers that transport the substrate W will be described.

【0036】まず、超音波振動子18から鉛直上方に発
振される超音波と境界板17で反射して下方に向かう超
音波との位相を合わせるために、図2において点線で示
す超音波の振幅分布の節(振幅が0となる位置)が境界
板17の上面17aにくるようにする。ここでは、超音
波振動子18の超音波発振面18aが超音波の振幅分布
の腹になることを考慮して、超音波発振面18aと境界
板17の上面17aとの距離(m+n)を超音波の波長
λの0.75倍に設定している。この距離(m+n)に
ついては、以下の式により求まる値(h)であれば良
い。 h=(2n+1)λ/4 (但し、nは任意の自
然数。) そして、超音波の振幅が大きい振幅分布の腹(振幅が最
大となる位置)に搬送される基板Wが位置するように、
搬送ローラを配置する。ここでは、図2に示すように、
境界板17の上面17aから基板Wまでの距離mが超音
波の波長λの0.25倍に、基板Wから超音波発振面1
8aまでの距離nが波長λの0.5倍になるように搬送
ローラを配置している。
First, in order to match the phases of the ultrasonic wave oscillated vertically upward from the ultrasonic transducer 18 and the ultrasonic wave reflected by the boundary plate 17 and directed downward, the amplitude of the ultrasonic wave indicated by a dotted line in FIG. The node of the distribution (the position where the amplitude becomes 0) is set to be on the upper surface 17a of the boundary plate 17. In this case, the distance (m + n) between the ultrasonic oscillation surface 18a and the upper surface 17a of the boundary plate 17 is set to be longer in consideration of the fact that the ultrasonic oscillation surface 18a of the ultrasonic transducer 18 becomes an antinode of the amplitude distribution of the ultrasonic wave. It is set to 0.75 times the wavelength λ of the sound wave. The distance (m + n) may be any value (h) determined by the following equation. h = (2n + 1) λ / 4 (where n is an arbitrary natural number) Then, the substrate W conveyed is located at the antinode of the amplitude distribution where the amplitude of the ultrasonic wave is large (the position where the amplitude is maximum).
Arrange the transport rollers. Here, as shown in FIG.
When the distance m from the upper surface 17a of the boundary plate 17 to the substrate W is 0.25 times the wavelength λ of the ultrasonic wave, the ultrasonic oscillation surface 1
The transport rollers are arranged so that the distance n to 8a is 0.5 times the wavelength λ.

【0037】<動作>本装置11では、超音波振動子1
8から発振される超音波は、境界板17と洗浄液との境
界面である境界板の下面17b、あるいは境界板17と
雰囲気との境界面である境界板17の上面17aにおい
て反射する。この反射した超音波及び超音波振動子18
から発振される超音波によって洗浄液中に定在波(図2
において点線で振幅分布を表示)が発生するため、この
定在波の腹の位置であるキャビテーション領域に配置さ
れて搬送される基板Wにキャビテーションが作用して、
基板Wの洗浄液による洗浄処理が促進される。
<Operation> In the present apparatus 11, the ultrasonic vibrator 1
The ultrasonic wave oscillated from 8 is reflected on the lower surface 17b of the boundary plate 17 which is the boundary surface between the boundary plate 17 and the cleaning liquid, or on the upper surface 17a of the boundary plate 17 which is the boundary surface between the boundary plate 17 and the atmosphere. The reflected ultrasonic wave and ultrasonic vibrator 18
Standing wave in the cleaning solution by ultrasonic waves oscillated from
, The amplitude distribution is indicated by a dotted line), the cavitation acts on the substrate W which is disposed and transported in the cavitation area which is the position of the antinode of the standing wave,
The cleaning process of the substrate W with the cleaning liquid is promoted.

【0038】なお、境界板17での超音波の反射は、境
界板17の下面17bあるいは境界板17の上面17a
において起こるが、ここでは境界板17がガラス板であ
ってガラス板と洗浄液との境界面である下面17bにお
いては超音波のほとんどが反射せずに通るため、超音波
のほとんどは上面17aで反射する。このため、上記の
ように、距離m及び距離nを設置する際に上面17aを
基準としてこれを設定している。
The reflection of the ultrasonic wave at the boundary plate 17 is caused by the lower surface 17b of the boundary plate 17 or the upper surface 17a of the boundary plate 17.
However, in this case, most of the ultrasonic waves pass through the lower surface 17b, which is a boundary surface between the glass plate and the cleaning liquid, without being reflected. Therefore, most of the ultrasonic waves are reflected by the upper surface 17a. I do. Therefore, as described above, the distance m and the distance n are set with reference to the upper surface 17a.

【0039】<本装置の特徴>本装置11では、洗浄槽
12内の洗浄液と雰囲気との間に境界板17を配置して
洗浄液と雰囲気との境界を安定させ、超音波の大半が境
界板17の上面17aで反射されるようにしているた
め、超音波の反射が安定し、超音波振動子18から発振
される超音波と反射した超音波との位相の一致度が高く
なる。これにより、キャビテーション領域の変動が少な
くなり、基板Wの洗浄処理の均一性が向上している。
<Characteristics of the present apparatus> In the present apparatus 11, a boundary plate 17 is disposed between the cleaning liquid and the atmosphere in the cleaning tank 12 to stabilize the boundary between the cleaning liquid and the atmosphere. Since the light is reflected on the upper surface 17 a of the ultrasonic wave 17, the reflection of the ultrasonic wave is stabilized, and the degree of phase matching between the ultrasonic wave oscillated from the ultrasonic vibrator 18 and the reflected ultrasonic wave is increased. Thereby, the fluctuation of the cavitation area is reduced, and the uniformity of the cleaning process of the substrate W is improved.

【0040】また、本装置11では、境界板17によっ
て洗浄槽2の上部の開口を概ね覆っているため、洗浄液
の蒸発が抑えられる。 [第3実施形態]本発明の一実施形態である基板洗浄装
置(超音波基板処理装置)を図3に示す。基板処理装置
21は、洗浄槽22内で洗浄液を循環させながら、超音
波振動子28から発振される超音波によって洗浄槽22
内にキャビテーション領域を発生させ、基板Wをそのキ
ャビテーション領域で搬送する装置であって、洗浄液の
作用にキャビテーション作用を加えて基板Wの洗浄処理
を行うものである。この装置21は、例えば、液晶表示
用ガラス基板の一連の製造ラインにおける洗浄工程に配
備される装置である。
Further, in the present apparatus 11, since the upper opening of the cleaning tank 2 is substantially covered by the boundary plate 17, the evaporation of the cleaning liquid is suppressed. [Third Embodiment] FIG. 3 shows a substrate cleaning apparatus (ultrasonic substrate processing apparatus) according to one embodiment of the present invention. The substrate processing apparatus 21 irradiates the cleaning tank 22 with ultrasonic waves oscillated from the ultrasonic vibrator 28 while circulating the cleaning liquid in the cleaning tank 22.
A device for generating a cavitation area in the inside and transporting the substrate W in the cavitation area, and performs a cleaning process on the substrate W by adding a cavitation action to the action of the cleaning liquid. The apparatus 21 is, for example, an apparatus provided in a cleaning process in a series of manufacturing lines for a glass substrate for liquid crystal display.

【0041】<構成>基板処理装置21は、主として、
洗浄槽22と、搬送機構と、超音波振動子28と、反射
板27とから構成されている。洗浄槽(処理液槽)22
には、図示しない搬入口及び搬出口と、底面に開けられ
洗浄液供給管23が接続される洗浄液供給孔と、側壁上
部の外側に開けられるオーバーフロー槽24とが形成さ
れている。この洗浄槽22には、洗浄液供給管23によ
って洗浄液が常時供給され、側壁から溢れ出た洗浄液は
オーバーフロー槽24に流れ込む。これにより、洗浄槽
22の液面は概ね図3に示すレベルに保たれる。なお、
洗浄槽は使われる洗浄液により材質(樹脂あるいは金
属)が決められるが、この洗浄槽22は樹脂製のもので
ある。
<Structure> The substrate processing apparatus 21 mainly includes
The cleaning tank 22 includes a cleaning tank 22, a transport mechanism, an ultrasonic vibrator 28, and a reflection plate 27. Cleaning tank (treatment liquid tank) 22
Are formed with a carry-in port and a carry-out port (not shown), a cleaning liquid supply hole opened in the bottom surface to which the cleaning liquid supply pipe 23 is connected, and an overflow tank 24 opened outside the upper part of the side wall. The cleaning liquid is always supplied to the cleaning tank 22 by a cleaning liquid supply pipe 23, and the cleaning liquid overflowing from the side wall flows into the overflow tank 24. As a result, the liquid level in the cleaning tank 22 is kept substantially at the level shown in FIG. In addition,
The material (resin or metal) of the cleaning tank is determined depending on the cleaning liquid used. The cleaning tank 22 is made of resin.

【0042】搬送機構は、洗浄槽22内に配置される回
転シャフト26a及びこれに固定された段付きローラ2
6bから成る複数の搬送ローラを有している。これらの
搬送ローラの回転シャフト26aが図示しないモータに
よって回転することにより、搬送ローラの段付きローラ
26bに支持された基板Wが洗浄槽22内を搬送され
る。回転シャフト26aは洗浄槽22の側壁に回転自在
に支持されている。また、基板Wは、搬送機構によっ
て、洗浄槽22の搬入口から洗浄槽22内に搬入され洗
浄槽22の搬出口から洗浄槽22の外に搬出される。な
お、基板Wは、厚みが1mm以下の薄い板状のガラス基
板である。
The transport mechanism includes a rotating shaft 26a disposed in the cleaning tank 22 and the stepped roller 2 fixed thereto.
6b. The substrate W supported by the stepped roller 26b of the transport roller is transported in the cleaning tank 22 by rotating the rotation shaft 26a of the transport roller by a motor (not shown). The rotating shaft 26a is rotatably supported on the side wall of the cleaning tank 22. Further, the substrate W is carried into the cleaning tank 22 from the entrance of the cleaning tank 22 by the transport mechanism, and is carried out of the cleaning tank 22 from the exit of the cleaning tank 22. The substrate W is a thin plate-shaped glass substrate having a thickness of 1 mm or less.

【0043】超音波振動子28は、下面である超音波発
振面28aから鉛直下方に超音波を発振するものであっ
て、洗浄槽22の上部に超音波発振面28aを洗浄液に
浸漬させた状態で配置される(図3参照)。反射板(超
音波反射板)27は、洗浄槽22の下部であって搬送機
構により搬送される基板Wの下方に配置されるもので、
樹脂製の下部部材71と、ガラス板72とから構成さ
れ、内部空間(空洞)27aに気体を有している。下部
部材71は、底面と底面の周囲4辺から上方に延びる4
つの側面とを有している。ガラス板72は、下部部材7
1の側面の上部に水密に固着されている。この反射板2
7は、下部部材71の底面が複数の足部材29によって
洗浄槽22の底面に支えられることにより、所定の位置
に位置決めされる。
The ultrasonic vibrator 28 oscillates ultrasonic waves vertically downward from the ultrasonic oscillation surface 28a which is the lower surface, and the ultrasonic oscillation surface 28a is immersed in the cleaning liquid above the cleaning tank 22. (See FIG. 3). The reflection plate (ultrasonic reflection plate) 27 is disposed below the cleaning tank 22 and below the substrate W transferred by the transfer mechanism.
It is composed of a resin lower member 71 and a glass plate 72, and has gas in the internal space (cavity) 27a. The lower member 71 extends upward from the bottom surface and four sides around the bottom surface.
With two sides. The glass plate 72 includes the lower member 7.
It is watertightly fixed to the upper part of the side surface of one. This reflector 2
7 is positioned at a predetermined position by the bottom surface of the lower member 71 being supported on the bottom surface of the washing tank 22 by the plurality of foot members 29.

【0044】なお、これらの洗浄槽22,搬送機構の回
転シャフト26a,超音波振動子28の超音波発振面2
8a,反射板27,及び洗浄槽22内で搬送される基板
Wは、図3に示すように、水平に、且つ互いに平行に配
置されている。次に、超音波振動子28,反射板27,
及び基板Wを搬送する搬送ローラの相対位置について説
明する。
The cleaning tank 22, the rotary shaft 26a of the transfer mechanism, and the ultrasonic oscillation surface 2 of the ultrasonic vibrator 28 are used.
As shown in FIG. 3, the substrate 8A, the reflection plate 27, and the substrate W conveyed in the cleaning tank 22 are arranged horizontally and parallel to each other. Next, the ultrasonic transducer 28, the reflection plate 27,
The relative positions of the transport rollers that transport the substrate W will be described.

【0045】まず、超音波振動子28から鉛直下方に発
振される超音波と反射板27で反射して上方に向かう超
音波との位相を合わせるために、図3において点線で示
す超音波の振幅分布の節(振幅が0となる位置)が反射
板27のガラス板72の下面にくるようにする。ここで
は、超音波振動子28の超音波発振面28aが超音波の
振幅分布の腹になることを考慮して、超音波発振面28
aと反射板27のガラス板72の下面との距離(m+
n)を超音波の波長λの0.75倍に設定している。こ
の距離(m+n)については、以下の式により求まる値
(h)であれば良い。
First, in order to match the phases of the ultrasonic wave oscillated vertically downward from the ultrasonic transducer 28 and the ultrasonic wave reflected by the reflector 27 and moving upward, the amplitude of the ultrasonic wave indicated by the dotted line in FIG. The nodes of the distribution (positions where the amplitude becomes 0) are located on the lower surface of the glass plate 72 of the reflection plate 27. Here, considering that the ultrasonic oscillation surface 28a of the ultrasonic transducer 28 becomes an antinode of the amplitude distribution of the ultrasonic wave, the ultrasonic oscillation surface 28a
a and the distance between the lower surface of the glass plate 72 of the reflection plate 27 (m +
n) is set to 0.75 times the wavelength λ of the ultrasonic wave. The distance (m + n) may be any value (h) determined by the following equation.

【0046】h=(2n+1)λ/4 (但し、nは任
意の自然数。) そして、超音波の振幅が大きい振幅分布の腹(振幅が最
大となる位置)に搬送される基板Wが位置するように、
搬送ローラを配置する。ここでは、図3に示すように、
反射板27のガラス板72の下面から基板Wまでの距離
mが超音波の波長λの0.25倍に、基板Wから超音波
発振面28aまでの距離nが波長λの0.5倍になるよ
うに搬送ローラを配置している。
H = (2n + 1) λ / 4 (where n is an arbitrary natural number) The substrate W to be conveyed is located at the antinode of the amplitude distribution where the amplitude of the ultrasonic wave is large (the position where the amplitude is maximum). like,
Arrange the transport rollers. Here, as shown in FIG.
The distance m from the lower surface of the glass plate 72 of the reflection plate 27 to the substrate W is 0.25 times the ultrasonic wavelength λ, and the distance n from the substrate W to the ultrasonic oscillation surface 28a is 0.5 times the wavelength λ. The transport rollers are arranged as shown in FIG.

【0047】<動作>本装置21では、超音波振動子2
8から発振される超音波は、反射板27と洗浄液との境
界面であるガラス板72の上面、あるいはガラス板72
と反射板27の内部空間27aの気体との境界面である
ガラス板72の下面において反射する。この反射した超
音波及び超音波振動子28から発振される超音波によっ
て洗浄液中に定在波(図3において点線で振幅分布を表
示)が発生するため、この定在波の腹の位置であるキャ
ビテーション領域に配置されて搬送される基板Wにキャ
ビテーションが作用して、基板Wの洗浄液による洗浄処
理が促進される。
<Operation> In the present apparatus 21, the ultrasonic vibrator 2
The ultrasonic wave oscillated from the upper surface of the glass plate 72, which is the boundary surface between the reflector 27 and the cleaning liquid,
The light is reflected on the lower surface of the glass plate 72, which is the boundary surface between the gas and the gas in the internal space 27a of the reflection plate 27. Since a standing wave (amplitude distribution is indicated by a dotted line in FIG. 3) is generated in the cleaning liquid by the reflected ultrasonic wave and the ultrasonic wave oscillated from the ultrasonic vibrator 28, this is the position of the antinode of the standing wave. Cavitation acts on the substrate W placed and transported in the cavitation area, and the cleaning process of the substrate W with the cleaning liquid is promoted.

【0048】なお、反射板27での超音波の反射は、ガ
ラス板72の上面あるいはガラス板72の下面において
起こるが、ガラス板72は超音波のほとんどを反射させ
ずに通すため、超音波のほとんどはガラス板72の下面
で反射する。このため、上記のように、距離m及び距離
nを設置する際にガラス板72の下面を基準としてこれ
を設定している。
The reflection of the ultrasonic wave by the reflection plate 27 occurs on the upper surface of the glass plate 72 or the lower surface of the glass plate 72. However, since the glass plate 72 transmits most of the ultrasonic wave without reflecting it, the ultrasonic wave is reflected. Most of the light is reflected on the lower surface of the glass plate 72. Therefore, as described above, the distance m and the distance n are set with reference to the lower surface of the glass plate 72.

【0049】<本装置の特徴>本装置21では、内部空
間27aに気体を有する反射板27により超音波を反射
させているため、反射板27に当たる超音波はほぼ全て
ガラス板72と気体との境界面であるガラス板72の下
面で反射する。このように、超音波が反射板27で確実
に反射するため、キャビテーション作用が強くなり、基
板Wの洗浄処理の効率が向上している。
<Features of the present apparatus> In the present apparatus 21, since the ultrasonic waves are reflected by the reflector 27 having a gas in the internal space 27a, almost all of the ultrasonic waves impinging on the reflector 27 are generated by the glass plate 72 and the gas. The light is reflected on the lower surface of the glass plate 72 which is the boundary surface. As described above, since the ultrasonic waves are surely reflected by the reflection plate 27, the cavitation action is enhanced, and the efficiency of the cleaning process of the substrate W is improved.

【0050】[他の実施形態] (a)本発明は、液晶表示用ガラス基板の洗浄に限ら
ず、半導体ウエハやプリント基板等の洗浄装置にも適用
することができる。 (b)また、上記各実施形態においてはガラス板を使用
してガラス板と雰囲気(気体)との境界面において超音
波を反射させているが、逆に超音波(音波)ができるだ
け通りにくい材質のものを使用して、洗浄液との境界面
で超音波の大半を反射させるようにしても良い。あるい
は、洗浄液との境界面と雰囲気との境界面とを近接させ
てどちらで反射した超音波もほぼ等しい位相となるよう
に、ガラス板の代わりに、より薄い金属板などを使用し
ても良い。 (c)また、上記実施形態においては本発明を基板洗浄
装置に適用した例を記載しているが、超音波により剥離
を促す基板剥離装置に適用することもできる。
[Other Embodiments] (a) The present invention can be applied not only to cleaning of a glass substrate for liquid crystal display, but also to a cleaning apparatus of a semiconductor wafer, a printed circuit board or the like. (B) In each of the above embodiments, a glass plate is used to reflect ultrasonic waves at the boundary surface between the glass plate and the atmosphere (gas). May be used to reflect most of the ultrasonic waves at the interface with the cleaning liquid. Alternatively, a thinner metal plate or the like may be used instead of a glass plate so that the interface between the interface with the cleaning liquid and the interface with the atmosphere are close to each other and the reflected ultrasonic waves have almost the same phase. . (C) In the above embodiment, an example in which the present invention is applied to a substrate cleaning apparatus is described. However, the present invention can be applied to a substrate peeling apparatus that promotes peeling by ultrasonic waves.

【0051】[0051]

【発明の効果】本発明に係る装置では、処理液と雰囲気
との間に境界板を配置して処理液と雰囲気との境界を安
定させているため、従来のように波だった液面と雰囲気
との不安定な境界面により超音波を反射させている装置
に較べて、超音波の反射が安定しキャビテーション領域
の変動が少なくなる。これにより、従来よりも基板処理
の均一性が向上する。
In the apparatus according to the present invention, a boundary plate is disposed between the processing liquid and the atmosphere to stabilize the boundary between the processing liquid and the atmosphere. Compared to a device that reflects ultrasonic waves at an unstable interface with the atmosphere, the reflection of ultrasonic waves is stable and the fluctuation of the cavitation region is reduced. Thereby, the uniformity of the substrate processing is improved as compared with the related art.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態である基板洗浄装置の断
面図。
FIG. 1 is a sectional view of a substrate cleaning apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施形態である基板洗浄装置の断
面図。
FIG. 2 is a sectional view of a substrate cleaning apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3実施形態である基板洗浄装置の断
面図。
FIG. 3 is a sectional view of a substrate cleaning apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,11,21 基板洗浄装置(超音波基板処理装
置) 2,12,22 洗浄槽(処理液槽) 7,17 境界板 8,18,28 超音波振動子 27 反射板(超音波反射板) 27a 内部空間(空洞)
1,11,21 Substrate cleaning device (ultrasonic substrate processing device) 2,12,22 Cleaning tank (processing liquid tank) 7,17 Boundary plate 8,18,28 Ultrasonic transducer 27 Reflector (ultrasonic reflector) 27a Internal space (hollow)

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板を収容する処理液槽と、 前記処理液槽内の処理液と雰囲気との間に配置される境
界板と、 前記境界板に向けて超音波を発振する超音波振動子と、 を備えた超音波基板処理装置。
1. A processing liquid tank for accommodating a substrate, a boundary plate disposed between a processing liquid in the processing liquid tank and an atmosphere, and an ultrasonic oscillator oscillating ultrasonic waves toward the boundary plate. An ultrasonic substrate processing apparatus comprising:
【請求項2】前記境界板は前記処理液の上方に配置され
る、請求項1に記載の超音波基板処理装置。
2. The ultrasonic substrate processing apparatus according to claim 1, wherein said boundary plate is disposed above said processing liquid.
【請求項3】前記境界板の下面は水平面に対して傾斜を
有している、請求項2に記載の超音波基板処理装置。
3. The ultrasonic substrate processing apparatus according to claim 2, wherein a lower surface of said boundary plate is inclined with respect to a horizontal plane.
【請求項4】前記境界板はガラス板である、請求項1か
ら3のいずれかに記載の超音波基板処理装置。
4. The ultrasonic substrate processing apparatus according to claim 1, wherein said boundary plate is a glass plate.
【請求項5】前記処理液槽内において、基板が、前記超
音波振動子から発振される超音波及び前記超音波振動子
から発振され境界板で反射される超音波により前記処理
槽内の処理液中に発生する定在波の腹の位置に配置され
る、請求項1から4のいずれかに記載の超音波基板処理
装置。
5. In the processing liquid tank, a substrate is processed in the processing tank by ultrasonic waves oscillated from the ultrasonic vibrator and ultrasonic waves oscillated from the ultrasonic vibrator and reflected by a boundary plate. The ultrasonic substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the ultrasonic substrate processing apparatus is disposed at a position of an antinode of a standing wave generated in the liquid.
【請求項6】基板を収容する処理液槽と、 基板に向けて超音波を発振する超音波振動子と、 前記処理液槽内において基板の前記超音波振動子側と反
対側に前記超音波振動子と平行に配置される超音波反射
板と、を備えた超音波基板処理装置。
6. A processing liquid tank for accommodating a substrate, an ultrasonic vibrator for oscillating ultrasonic waves toward the substrate, and the ultrasonic wave on a side of the processing liquid tank opposite to the ultrasonic vibrator side of the substrate. An ultrasonic substrate processing apparatus, comprising: an ultrasonic reflector arranged in parallel with a vibrator.
【請求項7】前記超音波反射板は内部に空洞を有してい
る、請求項6に記載の超音波基板処理装置。
7. The ultrasonic substrate processing apparatus according to claim 6, wherein said ultrasonic reflecting plate has a cavity inside.
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