JP2000354835A - 超音波洗浄処理方法及びその装置 - Google Patents
超音波洗浄処理方法及びその装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 超音波洗浄技術で超音波処理槽の超音波発振
開始時の音圧が、超音波発振の安定時に対し大きく変化
しないように抑制することが可能な超音波処理方法とそ
の装置。 【解決手段】 発振電源６の立上り出力を、被処理物２
に超音波振動を照射を開始してから定常状態になるまで
の音圧が定常状態を超えないように制御する。
開始時の音圧が、超音波発振の安定時に対し大きく変化
しないように抑制することが可能な超音波処理方法とそ
の装置。 【解決手段】 発振電源６の立上り出力を、被処理物２
に超音波振動を照射を開始してから定常状態になるまで
の音圧が定常状態を超えないように制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被処理物である固
体一般を液体中で超音波洗浄する際の好適な洗浄技術に
関するもので、特に、半導体の製造プロセスや薄膜トラ
ンジスタを用いた液晶ディスプレイの製造プロセス等が
代表例とする各種産業機器の製造プロセスに用いられる
基板や部品等の洗浄に好適な超音波洗浄方法およびその
装置に関する。
体一般を液体中で超音波洗浄する際の好適な洗浄技術に
関するもので、特に、半導体の製造プロセスや薄膜トラ
ンジスタを用いた液晶ディスプレイの製造プロセス等が
代表例とする各種産業機器の製造プロセスに用いられる
基板や部品等の洗浄に好適な超音波洗浄方法およびその
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＳＩ等の電子部品部材類の製造工程等
においては、表面を極めて清浄にすることが求められる
ことがある。例えばＬＳＩは、シリコンウエハ上に酸化
ケイ素の絶縁被膜を形成し、次いでこの被膜上に所定の
パターンにレジスト層を設け、レジスト層を設けていな
い部分の絶縁被膜をエッチング等によって除去して金属
シリコンを露出させ、この表面を洗浄した後、目的に応
じてｐ型あるいはｎ型の元素を導入し、アルミニウム等
の金属配線を埋め込む工程（リソグラフィプロセス）を
繰り返して素子が製造される。その際に、ｐ型、ｎ型の
元素を導入する際や金属配線を埋め込む際に、シリコン
表面に、微粒子等の異物や、金属、有機物、自然酸化膜
等が付着していると、シリコンと金属配線との接触不良
や、接触抵抗増大により素子の特性が不良となることが
ある。このためＬＳＩ製造工程において、シリコンウエ
ハ表面の洗浄工程は高性能な素子を得る上で非常に重要
な工程であり、シリコンウエハ表面上の付着不純物は可
能な限り取り除くことが必要である。
においては、表面を極めて清浄にすることが求められる
ことがある。例えばＬＳＩは、シリコンウエハ上に酸化
ケイ素の絶縁被膜を形成し、次いでこの被膜上に所定の
パターンにレジスト層を設け、レジスト層を設けていな
い部分の絶縁被膜をエッチング等によって除去して金属
シリコンを露出させ、この表面を洗浄した後、目的に応
じてｐ型あるいはｎ型の元素を導入し、アルミニウム等
の金属配線を埋め込む工程（リソグラフィプロセス）を
繰り返して素子が製造される。その際に、ｐ型、ｎ型の
元素を導入する際や金属配線を埋め込む際に、シリコン
表面に、微粒子等の異物や、金属、有機物、自然酸化膜
等が付着していると、シリコンと金属配線との接触不良
や、接触抵抗増大により素子の特性が不良となることが
ある。このためＬＳＩ製造工程において、シリコンウエ
ハ表面の洗浄工程は高性能な素子を得る上で非常に重要
な工程であり、シリコンウエハ表面上の付着不純物は可
能な限り取り除くことが必要である。
【０００３】そのため、被処理物である半導体基板やガ
ラス基板等の洗浄方法としては、バッチ処理によるディ
ップ式超音波洗浄が一般に採用されている。この方法
は、洗浄用の処理槽の中に洗浄液を満たし、処理槽の底
面または側面に取り付けられた超音波振動板から、超音
波を処理槽に放射して、洗浄液に超音波振動を加えるこ
とにより洗浄を行なうものである。すなわち、この方法
では、洗浄液中の超音波の音圧変化によって、洗浄液内
部で発生するキャビテーション（超音波の圧力振幅によ
って気泡が発生し、成長してその気泡が圧力に押し潰さ
れて破壊する）により、処理槽の洗浄液中に置かれた被
処理物に付着している異物を除去するものである。
ラス基板等の洗浄方法としては、バッチ処理によるディ
ップ式超音波洗浄が一般に採用されている。この方法
は、洗浄用の処理槽の中に洗浄液を満たし、処理槽の底
面または側面に取り付けられた超音波振動板から、超音
波を処理槽に放射して、洗浄液に超音波振動を加えるこ
とにより洗浄を行なうものである。すなわち、この方法
では、洗浄液中の超音波の音圧変化によって、洗浄液内
部で発生するキャビテーション（超音波の圧力振幅によ
って気泡が発生し、成長してその気泡が圧力に押し潰さ
れて破壊する）により、処理槽の洗浄液中に置かれた被
処理物に付着している異物を除去するものである。
【０００４】図７はＬＳＩ製造工程等に用いられるディ
ップ式超音波洗浄装置の一例の模式図である。
ップ式超音波洗浄装置の一例の模式図である。
【０００５】処理槽２１は純水や薬液の処理液２９を満
たして、内部に被処理物２２を保持する図示しない保持
具を有している。また、処理槽２１の底部には底部全体
を覆うように超音波伝播槽２３が設けられている。この
超音波伝播槽２３は内部に超音波伝播液２４が充満し処
理槽２１底部と接するように構成されている。また、超
音波伝播槽２３の底部に超音波振動板２５が固定されて
いる。この超音波振動板２５は発振電源２６に電気的に
接続されている。
たして、内部に被処理物２２を保持する図示しない保持
具を有している。また、処理槽２１の底部には底部全体
を覆うように超音波伝播槽２３が設けられている。この
超音波伝播槽２３は内部に超音波伝播液２４が充満し処
理槽２１底部と接するように構成されている。また、超
音波伝播槽２３の底部に超音波振動板２５が固定されて
いる。この超音波振動板２５は発振電源２６に電気的に
接続されている。
【０００６】なお、処理槽２１と超音波伝播槽２３の双
方には、それぞれ、バルブ２７ａ、２７ｂを設けた管路
２８ａ、２８ｂが接続されている。
方には、それぞれ、バルブ２７ａ、２７ｂを設けた管路
２８ａ、２８ｂが接続されている。
【０００７】これらの構成により、発振電源２６から供
給される高周波電力により超音波振動板２５が振動して
超音波が発生する。超音波振動板２５から放出された超
音波は、超音波伝播槽２３の超音波伝播液２４、処理槽
２１内の処理液２９を介して被処理物２２に照射され
る。それにより被処理物２２は洗浄が行なわれる。
給される高周波電力により超音波振動板２５が振動して
超音波が発生する。超音波振動板２５から放出された超
音波は、超音波伝播槽２３の超音波伝播液２４、処理槽
２１内の処理液２９を介して被処理物２２に照射され
る。それにより被処理物２２は洗浄が行なわれる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
超音波洗浄では超音波発振開始時には超音波伝播液でキ
ャビテーションが発生していないため、超音波の透過率
が上がり、処理槽内での音圧が急激に高くなる。その
後、超音波伝播液でキャビテーションが発生し、超音波
伝播槽に気泡が充満すると、このキャビテーション発生
による音波の吸収と発生した気泡による吸収、反射、散
乱により処理槽での音圧が急激に低下して安定する。
超音波洗浄では超音波発振開始時には超音波伝播液でキ
ャビテーションが発生していないため、超音波の透過率
が上がり、処理槽内での音圧が急激に高くなる。その
後、超音波伝播液でキャビテーションが発生し、超音波
伝播槽に気泡が充満すると、このキャビテーション発生
による音波の吸収と発生した気泡による吸収、反射、散
乱により処理槽での音圧が急激に低下して安定する。
【０００９】従来、超音波は発振開始の数十秒後からの
音圧についての測定や調整は行なわれいているが、超音
波照射開始直後の音圧値に関しての制御は行われていな
い。そのため、洗浄処理能力の変動や被処理物へのダメ
ージ等の発生を引き起こす場合が発生する。また、この
際に、音圧変動の検知機構が設けられていないため、処
理直後でのこれらの事態の発見ができないなどの問題が
あった。
音圧についての測定や調整は行なわれいているが、超音
波照射開始直後の音圧値に関しての制御は行われていな
い。そのため、洗浄処理能力の変動や被処理物へのダメ
ージ等の発生を引き起こす場合が発生する。また、この
際に、音圧変動の検知機構が設けられていないため、処
理直後でのこれらの事態の発見ができないなどの問題が
あった。
【００１０】また、処理槽内の側壁近傍等に音圧計を設
置し、常時、音圧の監視を行う試みが行なわれている場
合もあるが、この場合は、洗浄に用いられているＭＨｚ
帯域等の高周波の超音波では音波の直進性が高く、しか
も気泡の発生に関しては槽内で不均一であるため、局部
的に槽内で音圧が変動する場合があり、音圧計での常時
の監視では実際に処理音圧の変動を発見することが困難
である。
置し、常時、音圧の監視を行う試みが行なわれている場
合もあるが、この場合は、洗浄に用いられているＭＨｚ
帯域等の高周波の超音波では音波の直進性が高く、しか
も気泡の発生に関しては槽内で不均一であるため、局部
的に槽内で音圧が変動する場合があり、音圧計での常時
の監視では実際に処理音圧の変動を発見することが困難
である。
【００１１】本発明はこれらの事情にもとづいて成され
たもので、超音波洗浄技術で超音波処理槽の超音波発振
開始時の音圧が、超音波発振の安定時に対し大きく変化
しないように抑制することで被処理物にダメージを与え
ないで、良好な洗浄が可能な超音波処理方法とその装置
を提供することを目的としている。
たもので、超音波洗浄技術で超音波処理槽の超音波発振
開始時の音圧が、超音波発振の安定時に対し大きく変化
しないように抑制することで被処理物にダメージを与え
ないで、良好な洗浄が可能な超音波処理方法とその装置
を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明による手
段によれば、発振電源の出力により振動する超音波振動
板の超音波振動を超音波伝播槽内の超音波伝播液に伝播
し、前記超音波伝播液に伝播された超音波振動を前記超
音波伝播液に接して設けられた処理槽内の処理液に伝播
し、前記処理液に伝播された超音波振動により前記処理
液中に配された被処理物を洗浄処理する超音波洗浄処理
方法において、前記被処理物に対する超音波照射開始時
の超音波の音圧が定常状態時の音圧を越えないように前
記発振電源の出力を制御することを特徴とする超音波洗
浄処理装置である。
段によれば、発振電源の出力により振動する超音波振動
板の超音波振動を超音波伝播槽内の超音波伝播液に伝播
し、前記超音波伝播液に伝播された超音波振動を前記超
音波伝播液に接して設けられた処理槽内の処理液に伝播
し、前記処理液に伝播された超音波振動により前記処理
液中に配された被処理物を洗浄処理する超音波洗浄処理
方法において、前記被処理物に対する超音波照射開始時
の超音波の音圧が定常状態時の音圧を越えないように前
記発振電源の出力を制御することを特徴とする超音波洗
浄処理装置である。
【００１３】また請求項２の発明による手段によれば、
超音波照射開始時の前記発振電源の立上がり出力を複数
段階に分けるて出力することを特徴とする超音波洗浄処
理方法である。
超音波照射開始時の前記発振電源の立上がり出力を複数
段階に分けるて出力することを特徴とする超音波洗浄処
理方法である。
【００１４】また請求項３の発明による手段によれば、
超音波照射開始時の前記発振電源の立上がり出力を指数
関数的に上昇させることを特徴とする超音波洗浄処理方
法である。
超音波照射開始時の前記発振電源の立上がり出力を指数
関数的に上昇させることを特徴とする超音波洗浄処理方
法である。
【００１５】また請求項４の発明による手段によれば、
超音波照射開始時の前記発振電源の立上がり出力を、上
昇率の異なる一時関数を組合せた出力とすることを特徴
とする超音波洗浄処理方法である。
超音波照射開始時の前記発振電源の立上がり出力を、上
昇率の異なる一時関数を組合せた出力とすることを特徴
とする超音波洗浄処理方法である。
【００１６】また請求項５の発明による手段によれば、
内部に処理液が満たされ被処理物が配される処理槽と、
内部に超音波伝播彼が満たされた際に前記処理槽底部と
前記超音波伝播液が接するように設けられた超音波伝播
槽と、前記超音波伝播槽に設けられた超音波振動板と、
前記超音波振動板を振動させる発振電源と、前記被処理
物に対する超音波照射開始時の超音波の音圧が定常状態
の時の音圧を越えないように前記発振電源からの出力を
制御する制御手段とを有することを特徴とする超音波洗
浄処理装置である。
内部に処理液が満たされ被処理物が配される処理槽と、
内部に超音波伝播彼が満たされた際に前記処理槽底部と
前記超音波伝播液が接するように設けられた超音波伝播
槽と、前記超音波伝播槽に設けられた超音波振動板と、
前記超音波振動板を振動させる発振電源と、前記被処理
物に対する超音波照射開始時の超音波の音圧が定常状態
の時の音圧を越えないように前記発振電源からの出力を
制御する制御手段とを有することを特徴とする超音波洗
浄処理装置である。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００１８】図１はＬＳＩ製造工程等に用いられるディ
ップ式超音波洗浄装置の一例の模式図である。
ップ式超音波洗浄装置の一例の模式図である。
【００１９】ディップ用の処理槽１は純水や薬液の処理
液９を満たして、内部に被処理物２を保持する図示しな
い保持具を有している。また、処理槽１の底部には底部
全体を覆うように超音波伝播槽３が設けられている。こ
の超音波伝播槽３は内部に超音波伝播液４が充満し処理
槽１を浸漬している。また、底部に超音波振動板５が固
定されている。この超音波振動板５は発振電源６に電気
的に接続されている。この発振電源６には図示しない制
御部が設けられており、予め格納されている複数種の発
振出力モードが制御部により選択自在になっており、電
源の定格は５Ｗ／ｃｍ２程度である。
液９を満たして、内部に被処理物２を保持する図示しな
い保持具を有している。また、処理槽１の底部には底部
全体を覆うように超音波伝播槽３が設けられている。こ
の超音波伝播槽３は内部に超音波伝播液４が充満し処理
槽１を浸漬している。また、底部に超音波振動板５が固
定されている。この超音波振動板５は発振電源６に電気
的に接続されている。この発振電源６には図示しない制
御部が設けられており、予め格納されている複数種の発
振出力モードが制御部により選択自在になっており、電
源の定格は５Ｗ／ｃｍ２程度である。
【００２０】なお、処理槽１と超音波伝播槽３の双方に
は、それぞれ、バルブ７ａ、７ｂを設けた管路８ａ、８
ｂがそれぞれ接続されてており、それぞれ、処理液９お
よび超音波伝播液４が常時オーバーフローして循環して
いる。
は、それぞれ、バルブ７ａ、７ｂを設けた管路８ａ、８
ｂがそれぞれ接続されてており、それぞれ、処理液９お
よび超音波伝播液４が常時オーバーフローして循環して
いる。
【００２１】これらの構成により、発振電源６から供給
される高周波電力により超音波振動板５が振動して超音
波が発生する。超音波振動板５から放出された超音波
は、超音波伝播槽３の超音波伝播液４、処理槽１内の処
理液９を介して被処理物２に照射される。それにより被
処理物２は洗浄が行なわれる。
される高周波電力により超音波振動板５が振動して超音
波が発生する。超音波振動板５から放出された超音波
は、超音波伝播槽３の超音波伝播液４、処理槽１内の処
理液９を介して被処理物２に照射される。それにより被
処理物２は洗浄が行なわれる。
【００２２】なお、この洗浄工程の際に、超音波伝播液
４に照射された超音波の音圧がキャビテーション闘値を
超えるとキャビテーションによる気泡が発生し、それに
よる音波の吸収、反射、散乱により処理槽１での音圧低
下が引き起こされる。
４に照射された超音波の音圧がキャビテーション闘値を
超えるとキャビテーションによる気泡が発生し、それに
よる音波の吸収、反射、散乱により処理槽１での音圧低
下が引き起こされる。
【００２３】このキャビテーション閾値Ｐｃは、図２に
グラフで超音波伝播液４中の溶存Ｎ ２量と水圧との関係
を示すように、Ｐｃ＝１ｂａｒ／δの式で表すことがで
きる。
グラフで超音波伝播液４中の溶存Ｎ ２量と水圧との関係
を示すように、Ｐｃ＝１ｂａｒ／δの式で表すことがで
きる。
【００２４】ただし、δ＝溶存ガス量／飽和溶存量で、
Ｐｃ∝Ｐｕ（靜水圧）である。
Ｐｃ∝Ｐｕ（靜水圧）である。
【００２５】すなわち、図３（ａ）に従来技術での発振
電源６の立上り出力特性と、図３（ｂ）にそのときの処
理槽２１での音圧特性を示すと、発振電源２６では最終
出力まで一挙に急上昇するため、超音波伝播液２４中に
キャビテーションによる気泡が発生し十分に音圧を低下
させるのに要する時間より先に最終出力まで上昇する。
このため、図３（ａ）に示すように発振開始時の音圧が
安定時より非常に高くなる。
電源６の立上り出力特性と、図３（ｂ）にそのときの処
理槽２１での音圧特性を示すと、発振電源２６では最終
出力まで一挙に急上昇するため、超音波伝播液２４中に
キャビテーションによる気泡が発生し十分に音圧を低下
させるのに要する時間より先に最終出力まで上昇する。
このため、図３（ａ）に示すように発振開始時の音圧が
安定時より非常に高くなる。
【００２６】図４（ａ）は、本発明の第１の実施の形態
を示す発振電源６の立上り出力特性と、図４（ｂ）にそ
れに対応した処理槽１の中での音圧特性を示す。すなわ
ち、図４（ａ）に示すように、発振電源６の立上り出力
を２段階Ｐ１、Ｐ２に分けて所定出力まで上昇させてい
る。この場合、１段階目Ｐ１での発振電源６の出力がキ
ャビテーション闘値の１．２倍程度に設定しているの
で、１段階目Ｐ１の出力上昇で処理槽１及び超音波伝播
槽３内にキャビテーションが発生する。それにより、従
来と同様に処理槽１の音圧は低下するが、音圧低下後さ
らに２段階目Ｐ２である最終出力に上昇させることによ
り、処理槽１内は通常状態の安定状態の音圧まで上昇す
る。この２段階目Ｐ２の出力上昇の際には処理槽１の音
圧の低下は発生しないため、１段階目Ｐ１での音圧低下
前の音圧と安定時音圧との差が小さくできるとともに、
音圧低下前の音圧を安定状態以下にすることができる。
これにより、洗浄処理能力の変動しない良好な洗浄が行
える。
を示す発振電源６の立上り出力特性と、図４（ｂ）にそ
れに対応した処理槽１の中での音圧特性を示す。すなわ
ち、図４（ａ）に示すように、発振電源６の立上り出力
を２段階Ｐ１、Ｐ２に分けて所定出力まで上昇させてい
る。この場合、１段階目Ｐ１での発振電源６の出力がキ
ャビテーション闘値の１．２倍程度に設定しているの
で、１段階目Ｐ１の出力上昇で処理槽１及び超音波伝播
槽３内にキャビテーションが発生する。それにより、従
来と同様に処理槽１の音圧は低下するが、音圧低下後さ
らに２段階目Ｐ２である最終出力に上昇させることによ
り、処理槽１内は通常状態の安定状態の音圧まで上昇す
る。この２段階目Ｐ２の出力上昇の際には処理槽１の音
圧の低下は発生しないため、１段階目Ｐ１での音圧低下
前の音圧と安定時音圧との差が小さくできるとともに、
音圧低下前の音圧を安定状態以下にすることができる。
これにより、洗浄処理能力の変動しない良好な洗浄が行
える。
【００２７】すなわち、この実施の形態では、発振電源
６の出力を２段階Ｐ１、Ｐ２またはそれ以上に、間隔を
おいて段階的に上げていくことにより、キャビテーショ
ン闘値を最終段以前の段階で越えて気泡が発生する。通
常キャビテーション闘値はキャビテーション発生後は低
下するため、以降安定的に気泡が発生する。この気泡に
より、超音波伝播槽３および処理槽１での音圧が低下
し、その後、発振電源６出力を最終段に上げることで処
理音圧となる。このとき、キャビテーション発生前の音
圧と最終段で安定した時点の音圧差は小さくできるとと
もに、音圧低下前の音圧を安定時以下にすることができ
る。
６の出力を２段階Ｐ１、Ｐ２またはそれ以上に、間隔を
おいて段階的に上げていくことにより、キャビテーショ
ン闘値を最終段以前の段階で越えて気泡が発生する。通
常キャビテーション闘値はキャビテーション発生後は低
下するため、以降安定的に気泡が発生する。この気泡に
より、超音波伝播槽３および処理槽１での音圧が低下
し、その後、発振電源６出力を最終段に上げることで処
理音圧となる。このとき、キャビテーション発生前の音
圧と最終段で安定した時点の音圧差は小さくできるとと
もに、音圧低下前の音圧を安定時以下にすることができ
る。
【００２８】図５（ａ）は、本発明の第２の実施の形態
を示す発振電源６の立上り出力特性と、図５（ｂ）にそ
れに対応した処理槽１の中での音圧特性を示す。すなわ
ち、発振電源６の立上り出力を指数関数的に所定出力ま
で上昇させている。指数関数的に発振出力を上昇させた
場合、キャビテーション闘値に達した時点で気泡が発生
して処理槽１の音圧は低下する。その後さらに発振出力
は上昇するが、その上昇率が徐々に低下するため、音圧
低下後も音圧が緩やかに上昇し、処理槽１の内部は安定
状態の音圧に達する。このため、発振開始時の音圧低下
前と安定時音圧との差が小さくなるとともに、音圧低下
前の音圧を安定状態以下にすることができる。これによ
り、洗浄処理能力の変動しない良好な洗浄が行える。
を示す発振電源６の立上り出力特性と、図５（ｂ）にそ
れに対応した処理槽１の中での音圧特性を示す。すなわ
ち、発振電源６の立上り出力を指数関数的に所定出力ま
で上昇させている。指数関数的に発振出力を上昇させた
場合、キャビテーション闘値に達した時点で気泡が発生
して処理槽１の音圧は低下する。その後さらに発振出力
は上昇するが、その上昇率が徐々に低下するため、音圧
低下後も音圧が緩やかに上昇し、処理槽１の内部は安定
状態の音圧に達する。このため、発振開始時の音圧低下
前と安定時音圧との差が小さくなるとともに、音圧低下
前の音圧を安定状態以下にすることができる。これによ
り、洗浄処理能力の変動しない良好な洗浄が行える。
【００２９】すなわち、この実施の形態では、発振電源
６の出力を指数関数的に上げていくことにより、キャビ
テーション闘値を越えた時点で超音波伝播槽３に気泡が
発生し、上記と同様に処理槽１での音圧が低下する。し
かし、その後、徐々に発振出力も増加するため、それに
伴い処理槽１での音圧も増加し、通常の処理音圧で安定
する。このとき、キャビテーション闘値から気泡が発生
し、充満するまでの時間における発振出力の上昇率が通
常よりはるかに小さいため、キャビテーション発生時の
音圧低下率も小さくなる。
６の出力を指数関数的に上げていくことにより、キャビ
テーション闘値を越えた時点で超音波伝播槽３に気泡が
発生し、上記と同様に処理槽１での音圧が低下する。し
かし、その後、徐々に発振出力も増加するため、それに
伴い処理槽１での音圧も増加し、通常の処理音圧で安定
する。このとき、キャビテーション闘値から気泡が発生
し、充満するまでの時間における発振出力の上昇率が通
常よりはるかに小さいため、キャビテーション発生時の
音圧低下率も小さくなる。
【００３０】図６（ａ）は、本発明の第３の実施の形態
を示す発振電源６の立上り出力特性と、図６（ｂ）にそ
れに対応した処理槽１の中での音圧特性を示す。すなわ
ち、発振電源６の立上り出力を一次関数的に所定出力ま
で上昇させる。この場合、発振電源６の出力、一次関数
Ｐ３、Ｐ４を組合せて上昇させていき、その組合せた１
次関数Ｐ３、Ｐ４は段階的に上昇率を低下させることに
より、上記指数関数的に上昇させた場合と同様にキャビ
テーション闘値に達した時点で気泡が発生して音圧が低
下する。その後さらに発振出力は上昇するが、上昇率が
段階的に低下するため、音圧低下後も音圧が縫やかに上
昇し、安定状態の音圧に達する、このため、発振開始時
の音圧低下前と安定時音圧との差が小さくなるととも
に、音圧低下前の音圧を安定状態以下にすることができ
る。これにより、洗浄処理能力の変動しない良好な洗浄
が行える。
を示す発振電源６の立上り出力特性と、図６（ｂ）にそ
れに対応した処理槽１の中での音圧特性を示す。すなわ
ち、発振電源６の立上り出力を一次関数的に所定出力ま
で上昇させる。この場合、発振電源６の出力、一次関数
Ｐ３、Ｐ４を組合せて上昇させていき、その組合せた１
次関数Ｐ３、Ｐ４は段階的に上昇率を低下させることに
より、上記指数関数的に上昇させた場合と同様にキャビ
テーション闘値に達した時点で気泡が発生して音圧が低
下する。その後さらに発振出力は上昇するが、上昇率が
段階的に低下するため、音圧低下後も音圧が縫やかに上
昇し、安定状態の音圧に達する、このため、発振開始時
の音圧低下前と安定時音圧との差が小さくなるととも
に、音圧低下前の音圧を安定状態以下にすることができ
る。これにより、洗浄処理能力の変動しない良好な洗浄
が行える。
【００３１】すなわち、この実施の形態では、発振電源
６の出力を一次関数的に上げていき、なおかつ一次関数
Ｐ３、Ｐ４を段階的に上昇率を低下させることにより、
上述の指数関数的に上昇させた場合と同様にキャビテー
ション発生前と安定時の音圧差が小さくできるととも
に、音圧低下前の音圧を安定時以下にすることができ
る。
６の出力を一次関数的に上げていき、なおかつ一次関数
Ｐ３、Ｐ４を段階的に上昇率を低下させることにより、
上述の指数関数的に上昇させた場合と同様にキャビテー
ション発生前と安定時の音圧差が小さくできるととも
に、音圧低下前の音圧を安定時以下にすることができ
る。
【００３２】上述のように、本発明に関わる超音波処理
装置は発振電源６、超音波振動板５、超音波伝播槽３お
よび処理槽１等で構成し、被処理物２に対し超音波伝播
液４、処理槽１、処理液９を介して超音波処理を行い、
超音波伝播液４と処理液９は随時供給、排出されてい
る。しかも超音波処理槽１の超音波発振開始時の音圧が
安定時に対し大きく変化させないために以下のように、
（１）発振電源６の発振出力は２段またはそれ以上に、
間隔をおいて段階的に上げていく、（２）発振電源６の
発振出力は指数関数的に上げていく、（３）発振電源６
の発振出力は一次関数的に上げていき、なおかつ段階的
に上昇率を低下させる、等の処置を講じているので、従
来のように超音波処理槽１での超音波発振時に安定時に
対し非常に高い音圧が発生し、超音波伝播槽３中に発生
する気泡により処理槽１での音圧が変動し、洗浄等の被
処理物２ヘの処理効果の低下やダメージを生じさせるの
を確実に抑止して、良好な洗浄を行うことができる。
装置は発振電源６、超音波振動板５、超音波伝播槽３お
よび処理槽１等で構成し、被処理物２に対し超音波伝播
液４、処理槽１、処理液９を介して超音波処理を行い、
超音波伝播液４と処理液９は随時供給、排出されてい
る。しかも超音波処理槽１の超音波発振開始時の音圧が
安定時に対し大きく変化させないために以下のように、
（１）発振電源６の発振出力は２段またはそれ以上に、
間隔をおいて段階的に上げていく、（２）発振電源６の
発振出力は指数関数的に上げていく、（３）発振電源６
の発振出力は一次関数的に上げていき、なおかつ段階的
に上昇率を低下させる、等の処置を講じているので、従
来のように超音波処理槽１での超音波発振時に安定時に
対し非常に高い音圧が発生し、超音波伝播槽３中に発生
する気泡により処理槽１での音圧が変動し、洗浄等の被
処理物２ヘの処理効果の低下やダメージを生じさせるの
を確実に抑止して、良好な洗浄を行うことができる。
【００３３】また、本発明では、超音波伝播槽３でのキ
ャビテーション発生により音圧が低下する際に、発振開
始時の音圧低下前と安定時音圧との差が小さくなるとと
もに、音圧低下前の音圧を安定時以下にすることができ
る。これにより音圧値が安定時より大きくなることが無
くなり、被処理物２ヘのダメージを確実に抑止すること
ができる。
ャビテーション発生により音圧が低下する際に、発振開
始時の音圧低下前と安定時音圧との差が小さくなるとと
もに、音圧低下前の音圧を安定時以下にすることができ
る。これにより音圧値が安定時より大きくなることが無
くなり、被処理物２ヘのダメージを確実に抑止すること
ができる。
【００３４】さらに、発振開始時の音圧を基準として被
処理物２がダメージを生じない音圧に調整した場合、安
定時音圧が非常に小さくなり、処理性能を低下させる
が、本発明により安定時音圧を基準としてダメージを生
じさせない音圧設定ができ、処理性能が向上する。
処理物２がダメージを生じない音圧に調整した場合、安
定時音圧が非常に小さくなり、処理性能を低下させる
が、本発明により安定時音圧を基準としてダメージを生
じさせない音圧設定ができ、処理性能が向上する。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、超音波洗浄技術で超音
波処理槽の超音波発振開始時の音圧が、超音波発振の安
定時に対し大きく変化しないように抑制できるので、被
処理物にダメージを与えることがなく、かつ、良好な洗
浄効果が得られる超音波処理方法とその装置が可能にな
った。
波処理槽の超音波発振開始時の音圧が、超音波発振の安
定時に対し大きく変化しないように抑制できるので、被
処理物にダメージを与えることがなく、かつ、良好な洗
浄効果が得られる超音波処理方法とその装置が可能にな
った。
【図１】本発明のディップ式超音波洗浄装置の一例の模
式図。
式図。
【図２】キャビテーション閾値を説明するグラフ。
【図３】（ａ）従来技術での発振電源の立上り出力特性
を示すグラフ、（ｂ）そのときの処理槽での音圧特性を
示すグラフ。
を示すグラフ、（ｂ）そのときの処理槽での音圧特性を
示すグラフ。
【図４】（ａ）本発明の第１の実施の形態での発振電源
の立上り出力特性を示すグラフ 、（ｂ）そのときの処理槽での音圧特性を示すグラフ。
の立上り出力特性を示すグラフ 、（ｂ）そのときの処理槽での音圧特性を示すグラフ。
【図５】（ａ）本発明の第２の実施の形態での発振電源
の立上り出力特性を示すグラフ 、（ｂ）そのときの処理槽での音圧特性を示すグラフ。
の立上り出力特性を示すグラフ 、（ｂ）そのときの処理槽での音圧特性を示すグラフ。
【図６】（ａ）本発明の第３の実施の形態での発振電源
の立上り出力特性を示すグラフ 、（ｂ）そのときの処理槽での音圧特性を示すグラフ。
の立上り出力特性を示すグラフ 、（ｂ）そのときの処理槽での音圧特性を示すグラフ。
【図７】従来のディップ式超音波洗浄装置の一例の模式
図。
図。
１…処理槽、２…被処理物、３…超音波伝播槽、４…超
音波伝播液、５…超音波振動板、６…発振電源、９…処
理液
音波伝播液、５…超音波振動板、６…発振電源、９…処
理液
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 齋藤 誠司 三重県四日市市山之一色町800番地 株式 会社東芝四日市工場内 Ｆターム(参考） 3B201 AA03 AB01 BB04 BB85 BB92 BB93 CB01 CD42 CD43
Claims (5)
- 【請求項１】 発振電源の出力により振動する超音波振
動板の超音波振動を超音波伝播槽内の超音波伝播液に伝
播し、前記超音波伝播液に伝播された超音波振動を前記
超音波伝播液に接して設けられた処理槽内の処理液に伝
播し、前記処理液に伝播された超音波振動により前記処
理液中に配された被処理物を洗浄処理する超音波洗浄処
理方法において、 前記被処理物に対する超音波照射開始時の超音波の音圧
が定常状態時の音圧を越えないように前記発振電源の出
力を制御することを特徴とする超音波洗浄処理装置。 - 【請求項２】 超音波照射開始時の前記発振電源の立上
がり出力を複数段階に分けるて出力することを特徴とす
る請求項１記載の超音波洗浄処理方法。 - 【請求項３】 超音波照射開始時の前記発振電源の立上
がり出力を指数関数的に上昇させることを特徴とする請
求項１記載の超音波洗浄処理方法。 - 【請求項４】 超音波照射開始時の前記発振電源の立上
がり出力を、上昇率の異なる一時関数を組合せた出力と
することを特徴とする請求項１記載の超音波洗浄処理方
法。 - 【請求項５】 内部に処理液が満たされ被処理物が配さ
れる処理槽と、内部に超音波伝播彼が満たされた際に前
記処理槽底部と前記超音波伝播液が接するように設けら
れた超音波伝播槽と、前記超音波伝播槽に設けられた超
音波振動板と、前記超音波振動板を振動させる発振電源
と、前記被処理物に対する超音波照射開始時の超音波の
音圧が定常状態の時の音圧を越えないように前記発振電
源からの出力を制御する制御手段とを有することを特徴
とする超音波洗浄処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11168329A JP2000354835A (ja) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | 超音波洗浄処理方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11168329A JP2000354835A (ja) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | 超音波洗浄処理方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000354835A true JP2000354835A (ja) | 2000-12-26 |
Family
ID=15866036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11168329A Pending JP2000354835A (ja) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | 超音波洗浄処理方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000354835A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010266728A (ja) * | 2009-05-15 | 2010-11-25 | Tosoh Corp | フォトマスク基板の洗浄方法及び洗浄装置 |
| JP2012032270A (ja) * | 2010-07-30 | 2012-02-16 | Nhk Spring Co Ltd | 被検査物の清浄度検査装置と、清浄度検査方法 |
| JP2014225703A (ja) * | 2003-04-11 | 2014-12-04 | 株式会社ニコン | 液浸リソグラフィにおける光学素子の洗浄方法 |
| US9645505B2 (en) | 2004-06-09 | 2017-05-09 | Nikon Corporation | Immersion exposure apparatus and device manufacturing method with measuring device to measure specific resistance of liquid |
| US9939739B2 (en) | 2003-05-23 | 2018-04-10 | Nikon Corporation | Exposure apparatus and method for producing device |
-
1999
- 1999-06-15 JP JP11168329A patent/JP2000354835A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014225703A (ja) * | 2003-04-11 | 2014-12-04 | 株式会社ニコン | 液浸リソグラフィにおける光学素子の洗浄方法 |
| JP2016053721A (ja) * | 2003-04-11 | 2016-04-14 | 株式会社ニコン | 液浸リソグラフィにおける光学素子の洗浄方法 |
| US9958786B2 (en) | 2003-04-11 | 2018-05-01 | Nikon Corporation | Cleanup method for optics in immersion lithography using object on wafer holder in place of wafer |
| US9939739B2 (en) | 2003-05-23 | 2018-04-10 | Nikon Corporation | Exposure apparatus and method for producing device |
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| JP2012032270A (ja) * | 2010-07-30 | 2012-02-16 | Nhk Spring Co Ltd | 被検査物の清浄度検査装置と、清浄度検査方法 |
| US8820146B2 (en) | 2010-07-30 | 2014-09-02 | Nhk Spring Co., Ltd. | Cleanliness inspection apparatus and cleanliness inspection method for object to be inspected |
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|
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