JP2002233836A - 超音波洗浄装置および洗浄方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 超音波振動の発振を長時間安定して持続し、
高い洗浄能力を維持する。 【解決手段】 ノズル孔２４を有するハウジング２５
は、振動可能な仕切板２８によって、ノズル孔２４に連
なる第１空間２６と第２空間２７とに仕切られる。ハウ
ジング２５には、洗浄液を第１空間２６に圧送する洗浄
液供給手段２９と、非圧縮性流体を第２空間２７に供給
して充填する流体供給手段３０とが設けられる。第２空
間２７に臨んでハウジング２５内に設けられる振動素子
３１は、振動手段３２によって超音波振動され、第２空
間２７内に供給される非圧縮性流体は、振動素子３１を
冷却し、振動素子３１による超音波振動を仕切板２８に
伝播する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被洗浄基板に付着
した微粒子を超音波による振動が付加された洗浄液によ
って洗浄する超音波洗浄装置および洗浄方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置の製造に用いられる液晶用
ガラス基板は、高い清浄度が必要とされるので、液晶表
示装置の製造工程においては、液晶用ガラス基板を洗浄
する工程がある。液晶用ガラス基板のような高い清浄度
が要求される被洗浄基板を洗浄する方式には、洗浄液の
中に複数枚の被洗浄基板を一度に浸漬して洗浄するディ
ップ方式、および被洗浄基板に向けて洗浄液を噴射して
１枚ごとに洗浄する枚葉方式などがある。最近では、高
い清浄度の被洗浄基板を得ることができるとともに、大
型基板の製造に際してコスト的に有利な枚葉方式が多く
用いられる傾向にある。

【０００３】枚葉方式の１つとして、被洗浄基板に噴射
される洗浄液に、たとえば超音波による振動を付加し、
超音波振動による洗浄液の加速および直進流によって、
被洗浄基板から微粒子を除去する洗浄方法が実用化され
ている。超音波を利用した超音波洗浄装置に使用される
超音波振動子には、周波数が低すぎると洗浄液に対する
超音波付加の効果が発現しにくく、また周波数が高すぎ
ると、キャビテーションによる被洗浄基板の損傷が懸念
されるので、１ＭＨｚ前後の周波数が利用されている。

【０００４】図４は、従来の超音波洗浄装置１の構成を
簡略化して示す断面図である。従来の超音波洗浄装置１
に備わる洗浄ノズル２には、洗浄ノズル２に洗浄液を供
給する供給口３と、洗浄液を被洗浄基板に対して噴出す
る噴出口４とが形成される。供給口３から洗浄ノズル２
に供給された洗浄液は、洗浄ノズル内に設けられた突起
片５によって、矢符６に示す方向に流動する。洗浄液
は、振動板７上を通って矢符８に示す方向に流動し、噴
出口４から被洗浄基板に向って噴出される。

【０００５】振動板７には、接着剤９によって振動素子
１０が接着されている。振動板７は、保持部材１１と押
え部材１２とによって挟持され、洗浄ノズル２に形成さ
れる噴出口４に対して予め定められた位置に保持され
る。振動素子１０の表面および裏面には、電極部１３，
１４がそれぞれ形成され、一方の電極部１３には第１給
電部材１５が接続され、他方の電極部１４には第２給電
部材１６が接続される。第１および第２給電部材１５，
１６を通じて、図示しない高周波電源から振動素子１０
に給電され、振動素子１０から超音波が発振される。振
動素子１０から発振された超音波は、接着剤９を通じて
振動板７に伝播し、さらに振動板７から洗浄ノズル２内
の洗浄液に伝播される。振動板７によって超音波振動を
付加された洗浄液は、噴出口４から被洗浄基板に向って
噴出され、被洗浄基板表面に付着している微粒子を洗浄
除去する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術には、
以下のような問題点がある。振動素子１０は、超音波振
動する際に振動エネルギによって発熱する。振動素子１
０に発生する熱は、洗浄ノズル２内を矢符８方向に流れ
る洗浄液に熱伝導するので、振動素子１０は洗浄液によ
って冷却される。しかしながら、洗浄液は、洗浄能力を
高めるために、たとえば８０℃前後に加温して洗浄ノズ
ル２に供給され、被洗浄基板の洗浄に用いられるので、
振動発熱による振動素子１０の温度と洗浄液の温度との
温度勾配が小さくなり、洗浄液による振動素子１０の冷
却効果が減殺される。

【０００７】振動素子１０が充分に冷却されない場合、
振動素子１０の温度が高くなることによって性能が劣化
し、超音波振動を発振できなくなることがある。また、
振動素子１０を振動板７に接着している接着剤９が、昇
温による熱劣化を生じ、振動素子１０が振動板７から剥
離することがある。振動素子１０が振動板７から剥離す
ると、振動素子１０で発生する超音波振動を、洗浄液に
充分伝播することができなくなるので、洗浄能力が低下
するという問題がある。すなわち、洗浄能力を確保する
ために洗浄液の温度を高くすることによって、超音波洗
浄装置１の装置寿命が低下するという問題がある。

【０００８】本発明の目的は、加温された洗浄液を使用
した場合にも、超音波振動の発振を長時間安定して持続
し、良好な洗浄能力を維持することのできる超音波洗浄
装置および洗浄方法を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、ノズル孔を有
するハウジングと、ハウジング内に形成されノズル孔に
連なる第１空間と、第１空間と仕切られる第２空間とを
形成する振動可能な仕切板と、洗浄液を第１空間に圧送
する洗浄液供給手段と、第２空間に非圧縮性流体を供給
して充填する流体供給手段と、ハウジングに固定され第
２空間に臨んで設けられる振動素子と、振動素子を振動
する振動手段とを含むことを特徴とする超音波洗浄装置
である。

【００１０】本発明に従えば、ハウジング内には、振動
可能な仕切板によって、ノズル孔に連なる第１空間と、
第１空間と仕切られる第２空間とが形成され、第２空間
には非圧縮性流体が供給し充填される。このことによっ
て、ハウジング内に固定され第２空間に臨んで設けられ
る振動素子は、第２空間に充填された非圧縮性流体によ
って充分冷却されるので、昇温による性能劣化を生じる
ことがなく、長時間安定して超音波振動を発振すること
ができる。また、たとえば振動素子が、接着剤によって
ハウジング内に固定されているとき、接着剤が昇温によ
る熱劣化を起こすことがないので、接着剥離を生じるこ
とがなく、振動素子による超音波振動を洗浄液に確実に
伝播し、洗浄能力を長く維持することができる。すなわ
ち、超音波洗浄装置の洗浄能力を長時間安定して維持す
ることが可能となり、超音波洗浄装置の装置寿命を長く
することができる。

【００１１】また本発明は、ハウジングには、第２空間
に連通し、第２空間に非圧縮性流体を供給する供給口
と、第２空間から非圧縮性流体を排出する排出口とが形
成され、供給口の流路断面積Ａ１は、排出口の流路断面
積Ａ２よりも大きく、流路断面積Ａ１＞流路断面積Ａ２
であることを特徴とする。

【００１２】本発明に従えば、ハウジングには、第２空
間に連通し、第２空間に非圧縮性流体を供給する供給口
と、第２空間から非圧縮性流体を排出する排出口とが形
成され、供給口の流路断面積Ａ１は、排出口の流路断面
積Ａ２よりも大きい。このことによって、第２空間は、
第２空間に供給される非圧縮性流体によって確実に充填
されるので、振動素子による超音波振動は、非圧縮性流
体を通じて確実に仕切板および第１空間の洗浄液に伝播
され、また振動素子の超音波振動により発生する熱は、
非圧縮性流体に確実に伝導し振動素子が冷却される。

【００１３】また本発明は、洗浄液を加熱する加熱手段
をさらに含み、加熱手段は、洗浄液の温度Ｔ１を、非圧
縮性流体の温度Ｔ２を超える値に保つことを特徴とす
る。

【００１４】本発明に従えば、洗浄液の温度Ｔ１を、非
圧縮性流体の温度Ｔ２を超える値に保つので、被洗浄基
板を洗浄する能力を高くすることができる。また、非圧
縮性流体の温度Ｔ２は、洗浄液の温度Ｔ１未満であり、
たとえば室温で使用することができるので、振動素子お
よび接着剤等を充分に冷却することが可能になる。すな
わち、洗浄液の温度Ｔ１を、非圧縮性流体の温度Ｔ２を
超える値に保つことによって、高い洗浄能力と、振動素
子および接着剤等を充分に冷却する能力とを備える装置
寿命の長い超音波洗浄装置を得ることができる。

【００１５】また本発明は、非圧縮性流体は、前記洗浄
液であることを特徴とする。本発明に従えば、非圧縮性
流体は、前記洗浄液であるので、洗浄液と非圧縮性流体
とを互換使用することができる。また、被洗浄基板の洗
浄に使用された洗浄液が非圧縮性流体に混入しても、逆
に非圧縮性流体が洗浄液に混入しても、組成が同一であ
るので問題なく使用することができる。したがって、洗
浄液および非圧縮性流体を効率的に使用することができ
るので、洗浄コストを低く抑えることが可能となる。

【００１６】また本発明は、ノズル孔を有するハウジン
グに洗浄液を供給し、ハウジング内の空間には、仕切板
によってノズル孔とは反対側に振動用空間が形成され、
この振動用空間に臨んで振動素子が設けられ、振動用空
間に非圧縮性流体を充填した状態で、振動用空間に振動
素子によって超音波振動を与え、振動用空間に充填され
た非圧縮性流体および仕切板を通じて洗浄液に超音波振
動を付加し、超音波振動の付加された洗浄液をノズル孔
から被洗浄基板に対して噴出させて被洗浄基板を洗浄す
ることを特徴とする超音波洗浄方法である。

【００１７】本発明に従えば、ノズル孔を有するハウジ
ング内の空間には、仕切板によってノズル孔とは反対側
に振動用空間が形成され、この振動用空間に臨んで振動
素子が設けられる。振動用空間には非圧縮性流体が充填
されるので、振動素子は、非圧縮性流体および仕切板を
通じて洗浄液に超音波振動を付加することができる。ま
た振動素子は、非圧縮性流体によって冷却されるので、
熱劣化を起こすことなく長時間安定して超音波を発振す
ることができる。超音波振動の付加された洗浄液をノズ
ル孔から被洗浄基板に対して噴出させることによって、
高い洗浄能力で長時間安定して被洗浄基板を洗浄するこ
とができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の一形態であ
る超音波洗浄装置２１の構成を簡略化して示す概略断面
図であり、図２は図１に示す超音波洗浄装置２１による
被洗浄基板２２の洗浄例を示す概略断面図である。超音
波洗浄装置２１は、被洗浄基板２２を矢符２３にて示す
予め定める方向に搬送しながら枚葉方式で洗浄する装置
であって、ノズル孔２４を有するハウジング２５と、ハ
ウジング２５内に形成されノズル孔２４に連なる第１空
間２６と、第１空間２６と仕切られる第２空間２７とを
形成する振動可能な仕切板２８と、洗浄液を第１空間２
６に圧送する洗浄液供給手段２９と、第２空間２７に非
圧縮性流体を供給して充填する流体供給手段３０と、ハ
ウジング２５に固定され第２空間２７に臨んで設けられ
る振動素子３１と、振動素子３１を振動する振動手段３
２とを含む。

【００１９】ハウジング２５は、矢符２３に示す被洗浄
基板２２の搬送方向に直交する幅方向に長く延びる洗浄
ノズル３３と、洗浄ノズル３３に接して洗浄ノズル３３
と平行に延びる第１および第２保持部材３４，３５とを
含む。洗浄ノズル３３は、金属製の中空の部材である。
洗浄ノズル３３には、超音波洗浄装置２１が被洗浄基板
２２の表面に臨んで設置されるとき、前記ノズル孔２４
が、被洗浄基板２２の洗浄されるべき表面に臨む位置に
形成される。また、洗浄ノズル３３には、第１空間２６
に連通し、圧送された洗浄液が第１空間２６に流入する
流入口３６が形成される。

【００２０】第１および第２保持部材３４，３５は、大
略直方体の形状を有する金属製の部材である。第１およ
び第２保持部材３４，３５には、ハウジング２５内方側
の端部に第１および第２切欠き部３７，３８がそれぞれ
形成され、第１および第２切欠き部３７，３８と、洗浄
ノズル３３の端部３９，４０とによって仕切板２８が挟
持され、ノズル孔２４に連なる第１空間２６が、ハウジ
ング２５内に形成される。

【００２１】第１および第２保持部材３４，３５には、
被洗浄基板２２の搬送方向と幅方向とに直交する方向の
中間部分に、第１および第２係止部４１，４２がそれぞ
れ形成され、第１および第２係止部４１，４２に対向し
て第１および第２押え部材４３，４４が設けられる。第
１および第２係止部４１，４２と第１および第２押え部
材４３，４４とによって振動板４５が挟持され、前記仕
切板２８と振動板４５とによってハウジング２５内に第
２空間２７が形成される。

【００２２】仕切板２８および振動板４５は、ともに矩
形の平板形状を有するタンタルなどの金属製部材であ
り、振動素子３１から発振される超音波によって振動す
ることができる。仕切板２８および振動板４５が挟持さ
れる部分には、第１および第２空間２６，２７を液密に
保つためにシール部材の使用が必要であるけれども、説
明を簡略化するために図示を省略している。またハウジ
ング２５は、前記金属製の洗浄ノズル３３と第１および
第２保持部材３４，３５とによって構成されるので、ハ
ウジング２５内の第１および第２空間２６，２７が、液
体によって充填されるとき、その液体中を伝播する超音
波振動によって変形しない程度の剛性を有する。

【００２３】ハウジング２５内に第２空間２７を形成す
る振動板４５を介し、第２空間２７に臨んで振動素子３
１が設けられる。振動素子３１は、たとえばチタン酸バ
リウムなどの圧電材料からなる圧電素子であり、振動素
子３１のそれぞれの表面には、導電性金属によって、第
１および第２電極部４６，４７が形成される。第１電極
部４６には、第１給電部材４８が接続され、第２電極部
４７には、第２給電部材４９が弾性的に接触される。ま
た、第１および第２給電部材４８，４９は、高周波電源
５０にそれぞれ接続され、高周波電源５０から振動素子
３１を超音波振動させる高周波電力が供給される。高周
波電源５０と第１および第２給電部材４８，４９とによ
って、振動素子３１を振動する振動手段３２が構成され
る。第１および第２電極部４６，４７を備える振動素子
３１は、接着剤５１によって振動板４５に接着して固定
される。

【００２４】第１および第２保持部材３４，３５の洗浄
ノズル３３が設けられる側と反対側には、蓋５２が設け
られる。蓋５２は、ねじ部材５３によって第１および第
２保持部材３４，３５にねじ止めされ、蓋５２と振動板
４５とによって、ハウジング２５内に振動素子３１等の
収納される第３空間５４が形成される。蓋５２は、第１
および第２保持部材３４，３５にねじ止めされるとき、
第１および第２押え部材４３，４４を振動板４５に向っ
て押圧し、振動板４５を第１および第２係止部４１，４
２と、第１および第２押え部材４３，４４との間で確実
に挟持する。

【００２５】ハウジング２５内の第１空間２６に連通し
て形成される流入口３６には、洗浄液供給管路５５が接
続される。洗浄液供給管路５５には、洗浄液を第１空間
２６に圧送する第１ポンプ７１が設けられる。第１ポン
プ７１は、洗浄液貯留槽５６に貯留された洗浄液を汲み
上げて洗浄液供給管路５５内を圧送し、流入口３６から
矢符５７に示す方向に第１空間２６内へ供給する。洗浄
液貯留槽５６には、被洗浄基板２２の洗浄に使用された
後、トレイ５８に回収された洗浄液が貯留される。洗浄
液供給管路５５、第１ポンプ７１、洗浄液貯留槽５６お
よびトレイ５８によって、洗浄液供給手段２９が構成さ
れる。

【００２６】また、洗浄液供給管路５５には、温度計５
９が設けられ、第１空間２６に圧送される洗浄液の温度
を検出する。温度計５９の検出出力は、制御手段６０に
入力される。洗浄液貯留槽５６内には、貯留された洗浄
液を予め定められた洗浄液使用温度まで加熱するための
ヒータ６１が設けられ、ヒータ６１は、前記制御手段６
０に接続される。制御手段６０、温度計５９およびヒー
タ６１は、洗浄液を加熱する加熱手段６２を構成する。
制御手段６０は、温度計５９の検出出力に応答し、図示
しないヒータ電源のＯＮ−ＯＦＦ切換え制御を行い、洗
浄液を予め定める温度Ｔ１に保つ。

【００２７】ハウジング２５内に形成される第２空間２
７に連通し、第１保持部材３４には、第２空間２７に非
圧縮性流体を供給する供給口６３が形成され、第２保持
部材３５には、第２空間２７から非圧縮性流体を排出す
る排出口６４が形成され、供給口６３の流路断面積Ａ１
は、排出口６４の流路断面積Ａ２よりも大きく、 流路断面積Ａ１＞流路断面積Ａ２ …（１） である。

【００２８】第２空間２７に供給される流体は、振動素
子３１によって発振される超音波振動を仕切板２８に確
実に伝播しなければならないので、超音波の振動によっ
て圧縮されることのない非圧縮性流体が好適に使用され
る。非圧縮性流体は、振動素子３１によって発振される
超音波振動を仕切板２８に伝播するとともに、超音波の
発振によって発熱する振動素子３１を冷却するので、こ
こでは非圧縮性流体を、以後、冷却液と呼ぶことがあ
る。非圧縮性流体の温度Ｔ２は、洗浄液の温度Ｔ１未満
である。

【００２９】供給口６３および排出口６４には、非圧縮
性流体供給管路６５ａ，６５ｂが接続される。供給口６
３に接続される非圧縮性流体供給管路６５ａには、第２
ポンプ７２が設けられる。第２ポンプ７２は、非圧縮性
流体貯留槽６６に貯留された非圧縮性流体を汲み上げて
非圧縮性流体供給管路６５ａ内を圧送し、供給口６３か
ら矢符６７に示す方向に第２空間２７内へ供給する。第
２空間２７に供給された非圧縮性流体は、第２空間２７
内を充填し、矢符６８に示す方向に排出口６４から非圧
縮性流体供給管路６５ｂに排出される。排出口６４から
非圧縮性流体供給管路６５ｂに排出された非圧縮性流体
は、非圧縮性流体供給管路６５ｂを通って非圧縮性流体
貯留槽６６に戻る。第２ポンプ７２、非圧縮性流体供給
管路６５ａ，６５ｂおよび非圧縮性流体貯留槽６６によ
って、流体供給手段３０が構成される。

【００３０】前記式（１）に示すように、供給口６３の
流路断面積Ａ１は、排出口６４の流路断面積Ａ２よりも
大きく形成されるので、第２ポンプ７２によって第２空
間２７に非圧縮性流体を供給し、非圧縮性流体供給管路
６５ａ，６５ｂを循環させるとき、排出口６４の流動抵
抗は、供給口６３の流動抵抗よりも大きくなる。したが
って、非圧縮性流体を供給口６３から供給する能力が、
排出口６４から排出される能力を上回るので、第２空間
２７内には非圧縮性流体が確実に充填され、第２空間２
７に非圧縮性流体による内圧を得ることができる。

【００３１】このことによって、振動素子３１による超
音波振動は、第２空間２７内の非圧縮性流体を通じて確
実に仕切板２８および第１空間２６内の洗浄液に伝播さ
れ、また振動素子３１の超音波振動により発生する熱
は、非圧縮性流体に確実に伝導して振動素子３１が冷却
される。

【００３２】本実施の形態では、非圧縮性流体供給管路
６５ａの供給口６３に近接して第１流量制御弁６９が設
けられ、非圧縮性流体供給管路６５ｂの排出口６４に近
接して第２流量制御弁７０が設けられる。第１および第
２流量制御弁６９，７０をともに閉じることによって、
非圧縮性流体を第２空間２７内に封じ込め、第２空間２
７内の非圧縮性流体の対流によって振動素子３１を冷却
することもできる。

【００３３】本実施の形態の超音波洗浄装置２１では、
次のように被洗浄基板２２の洗浄が行われる。ハウジン
グ２５内の第１空間２６には、加熱手段６２によって非
圧縮性流体の温度Ｔ２を超える温度Ｔ１、たとえば８０
℃に保たれた洗浄液が、洗浄液供給手段２９によって流
入口３６から供給される。ハウジング２５内の第２空間
２７には、流体供給手段３０によって供給口６３から温
度Ｔ２、たとえば室温の非圧縮性流体が供給される。第
２空間２７を充填した非圧縮性流体は、排出口６４から
排出され、非圧縮性流体貯留槽６６を経て非圧縮性流体
供給管路６５ａ，６５ｂおよび第２空間２７を循環す
る。

【００３４】この状態で、振動素子３１に振動手段３２
によって超音波振動を発振させる。振動素子３１によっ
て発振された超音波振動は、接着剤５１によって振動素
子３１に接着された振動板４５を振動させる。振動板４
５は、第２空間２７内に充填された非圧縮性流体、すな
わち冷却液に超音波振動を伝播する。冷却液は、第１空
間２６と第２空間２７とを仕切る仕切板２８に超音波振
動を伝播し、仕切板２８は、第１空間２６内の洗浄液に
超音波振動をさらに伝播する。超音波振動の付加された
洗浄液は、ノズル孔２４から矢符８０に示す方向、すな
わち被洗浄基板２２の洗浄されるべき表面に向って噴出
され、被洗浄基板２２の表面に付着した微粒子を洗浄除
去する。

【００３５】振動素子３１から振動板４５、非圧縮性流
体および仕切板２８を経て超音波振動が付加され、かつ
加熱手段６２によって温度Ｔ１、たとえば８０℃に保た
れた洗浄液は、高い洗浄能力を発揮することができる。
仕切板２８によって、第１空間２６と第２空間２７とが
仕切られ、第２空間２７内に充填された、たとえば室温
である温度Ｔ２の冷却液は、超音波振動の発振によって
発熱する振動素子３１との間に、大きな温度勾配を形成
することができるので、振動素子３１を充分に冷却する
ことができる。したがって、振動素子３１は、冷却液に
よって冷却されて昇温が抑制されるので、昇温による性
能劣化を生じることがなく、長時間安定して超音波を発
振することができる。また、振動素子３１が充分冷却さ
れるとき、振動素子３１を振動板４５に接着する接着剤
５１も冷却され、接着剤５１が熱劣化して接着剥離を起
こすことがないので、振動素子３１による超音波振動を
洗浄液に確実に伝播し、高い洗浄能力を長く維持するこ
とができる。

【００３６】すなわち、高い洗浄能力を備え、高い洗浄
能力を長時間安定して維持することのできる超音波洗浄
装置２１を得ることができるとともに、その超音波洗浄
装置２１を使用して清浄度の高い被洗浄基板２２を得る
ことができる。

【００３７】本実施の形態では、洗浄液に純水を使用
し、非圧縮性流体にも洗浄液と同一の純水を使用した。
洗浄液と非圧縮性流体とに同一の液体を用いることによ
って、洗浄液と非圧縮性流体とを互換使用することがで
きる。また、被洗浄基板２２の洗浄に使用された洗浄液
が非圧縮性流体に混入しても、逆に非圧縮性流体が洗浄
液に混入しても、組成が同一であるので問題なく使用す
ることができる。したがって、洗浄液および非圧縮性流
体を効率的に使用し、洗浄コストを低く抑えることがで
きる。

【００３８】本実施の形態では、洗浄液と非圧縮性流体
とに純水を使用したけれども、これに限定されることな
く、非圧縮性流体および洗浄液は、たとえばアンモニア
濃度０．１％，水素濃度１ｐｐｍであるアルカリ水素水
であってもよく、またオゾン濃度２０ｐｐｍであるオゾ
ン水などであってもよい。

【００３９】図３は、図１に示す超音波洗浄装置２１に
よる被洗浄基板２２のもう一つの洗浄例を示す概略断面
図である。図３に示す超音波洗浄装置２１による被洗浄
基板２２のもう一つの洗浄例は、前述の図２に示す洗浄
例に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して
説明を省略する。注目すべきは、超音波洗浄装置２１が
設置される被洗浄基板２２の一方の表面７３とは反対側
の他方の表面７４に臨んでパイプシャワ７５が設けられ
る点である。ここでは、以後、一方の表面７３を下面７
３と呼び、他方の表面７４を上面７４と呼ぶ。

【００４０】パイプシャワ７５には、被洗浄基板２２の
上面７４にほぼ平行な仮想平面７６において、被洗浄基
板２２の幅方向に延びる複数のパイプ７７が、矢符２３
に示す被洗浄基板２２の搬送方向に間隔をあけて、互い
に平行に設けられる。パイプシャワ７５の各パイプ７７
には、被洗浄基板２２の上面７４を臨む側に、洗浄液を
噴出するための噴出用開口７８がそれぞれ形成される。

【００４１】パイプシャワ７５には、図示しないポンプ
等の供給手段によって洗浄液が供給され、供給された洗
浄液は、噴出用開口７８から被洗浄基板２２の上面７４
に向って噴出される。噴出された洗浄液は、被洗浄基板
２２の上面７４に厚みｔの水膜７９を形成する。水膜７
９の厚みｔは、少なくとも超音波洗浄装置２１に含まれ
る振動素子３１によって発振されている超音波の波長分
の厚みに形成される。水膜７９の厚みｔの調整は、パイ
プシャワ７５に供給する洗浄液の量を調整することによ
って実現される。超音波の波長分の厚みｔを有する水膜
７９が、被洗浄基板２２上面７４に形成されるとき、超
音波洗浄装置２１のノズル孔２４から噴出される洗浄液
によって被洗浄基板２２に伝播された超音波振動は、被
洗浄基板２２から水膜７９にも伝播することができる。

【００４２】このことによって、被洗浄基板２２の上面
７４も超音波振動の付加された洗浄液によって洗浄をす
ることができる。すなわち、被洗浄基板２２の下面７３
と上面７４との両方を、超音波振動の付加された洗浄液
によって洗浄することができるので、被洗浄基板２２の
両面を高い清浄度に洗浄することができる。

【００４３】以上に述べたように、本発明の実施の形態
では、第２空間２７は、仕切板２８および振動板４５
と、第１および第２保持部材３４，３５とによって形成
されるけれども、これに限定されることなく、振動素子
３１等が耐水性の構造を備え、かつ非圧縮性流体に超音
波振動を伝播することができる構成であれば、第２空間
２７は、たとえば仕切板２８および蓋５２と、第１およ
び第２保持部材３４，３５とによって形成されてもよ
い。

【００４４】また、洗浄液の温度Ｔ１は、非圧縮性流体
の温度Ｔ２を超える値に保たれるけれども、これに限定
されることなく、洗浄液の温度Ｔ１と非圧縮性流体の温
度Ｔ２とが同一の値であってもよく、さらに非圧縮性流
体の温度Ｔ２が、洗浄液の温度Ｔ１を超える値であって
もよい。また、第２空間２７に連通して形成される供給
口６３の流路断面積Ａ１は、排出口６４の流路断面積Ａ
２を超える値であるけれども、これに限定されることな
く、流路断面積Ａ１と流路断面積Ａ２とが等しく形成さ
れる構成であってもよい。また、非圧縮性流体は、洗浄
液であるけれども、これに限定されることなく、非圧縮
性流体と洗浄液とが異なる構成であってもよい。

【００４５】また、超音波装置２１は被洗浄基板２２の
下方に設置され、被洗浄基板２２の下面７３を超音波洗
浄装置２１によって洗浄する構成であるけれども、これ
に限定されることなく、超音波洗浄装置２１は被洗浄基
板２２の上方に設置され、被洗浄基板２２の上面７４を
超音波洗浄装置２１によって洗浄する構成であってもよ
く、さらに超音波洗浄装置２１を２基準備して被洗浄基
板２２の上下方に設置し、被洗浄基板２２の上および下
面７３，７４を超音波洗浄装置２１によって洗浄する構
成であってもよい。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、ハウジング内には、振
動可能な仕切板によって、ノズル孔に連なる第１空間と
第１空間と仕切られる第２空間とが形成され、第２空間
には非圧縮性流体が供給し充填される。このことによっ
て、ハウジング内に固定され第２空間に臨んで設けられ
る振動素子は、第２空間に充填された非圧縮性流体によ
って充分冷却されるので、昇温による性能劣化を生じる
ことがなく、長時間安定して超音波振動を発振すること
ができる。また、たとえば振動素子が、接着剤によって
ハウジング内に固定されているとき、接着剤が昇温によ
る熱劣化を起こすことがないので、接着剥離を生じるこ
とがなく、振動素子による超音波振動を洗浄液に確実に
伝播し、洗浄能力を長く維持することができる。すなわ
ち、超音波洗浄装置の洗浄能力を長時間安定して維持す
ることが可能となり、超音波洗浄装置の装置寿命を長く
することができる。

【００４７】また本発明によれば、ハウジングには、第
２空間に連通し、第２空間に非圧縮性流体を供給する供
給口と、第２空間から非圧縮性流体を排出する排出口と
が形成され、供給口の流路断面積Ａ１は、排出口の流路
断面積Ａ２よりも大きい。このことによって、第２空間
は、第２空間に供給される非圧縮性流体によって確実に
充填されるので、振動素子による超音波振動は、非圧縮
性流体を通じて確実に仕切板および第１空間の洗浄液に
伝播され、また振動素子の超音波振動により発生する熱
は、非圧縮性流体に確実に伝導し振動素子が冷却され
る。

【００４８】また本発明によれば、洗浄液の温度Ｔ１
を、非圧縮性流体の温度Ｔ２を超える値に保つので、被
洗浄基板を洗浄する能力を高くすることができる。ま
た、非圧縮性流体の温度Ｔ２は、洗浄液の温度Ｔ１未満
であり、たとえば室温で使用することができるので、振
動素子および接着剤等を充分に冷却することが可能にな
る。すなわち、洗浄液の温度Ｔ１を、非圧縮性流体の温
度Ｔ２を超える値に保つことによって、高い洗浄能力
と、振動素子および接着剤等を充分に冷却する能力とを
備える装置寿命の長い超音波洗浄装置を得ることができ
る。

【００４９】また本発明によれば、非圧縮性流体は、前
記洗浄液であるので、洗浄液と非圧縮性流体とを互換使
用することができる。また、被洗浄基板の洗浄に使用さ
れた洗浄液が非圧縮性流体に混入しても、逆に非圧縮性
流体が洗浄液に混入しても、組成が同一であるので問題
なく使用することができる。したがって、洗浄液および
非圧縮性流体を効率的に使用することができるので、洗
浄コストを低く抑えることが可能となる。

【００５０】また本発明によれば、ノズル孔を有するハ
ウジング内の空間には、仕切板によってノズル孔とは反
対側に振動用空間が形成され、この振動用空間に臨んで
振動素子が設けられる。振動用空間には非圧縮性流体が
充填されるので、振動素子は、非圧縮性流体および仕切
板を通じて洗浄液に超音波振動を付加することができ
る。また振動素子は、非圧縮性流体によって冷却される
ので、熱劣化を起こすことなく長時間安定して超音波を
発振することができる。超音波振動の付加された洗浄液
をノズル孔から被洗浄基板に対して噴出させることによ
って、高い洗浄能力で長時間安定して被洗浄基板を洗浄
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態である超音波洗浄装置２
１の構成を簡略化して示す概略断面図である。

【図２】図１に示す超音波洗浄装置２１による被洗浄基
板２２の洗浄例を示す概略断面図である。

【図３】図１に示す超音波洗浄装置２１による被洗浄基
板２２のもう一つの洗浄例を示す概略断面図である。

【図４】従来の超音波洗浄装置１の構成を簡略化して示
す断面図である。

【符号の説明】

２１ 超音波洗浄装置 ２２ 被洗浄基板 ２４ ノズル孔 ２５ ハウジング ２６ 第１空間 ２７ 第２空間 ２８ 仕切板 ３１ 振動素子 ４５ 振動板 ６３ 供給口 ６４ 排出口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｆ 1/1333 ５００ Ｇ０２Ｆ 1/1333 ５００ Ｈ０１Ｌ 21/304 ６４２ Ｈ０１Ｌ 21/304 ６４２Ｂ ６４２Ｅ ６４８ ６４８Ｋ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノズル孔を有するハウジングと、 ハウジング内に形成されノズル孔に連なる第１空間と、 第１空間と仕切られる第２空間とを形成する振動可能な
   仕切板と、 洗浄液を第１空間に圧送する洗浄液供給手段と、 第２空間に非圧縮性流体を供給して充填する流体供給手
   段と、 ハウジングに固定され第２空間に臨んで設けられる振動
   素子と、 振動素子を振動する振動手段とを含むことを特徴とする
   超音波洗浄装置。
2. 【請求項２】 ハウジングには、第２空間に連通し、第
   ２空間に非圧縮性流体を供給する供給口と、第２空間か
   ら非圧縮性流体を排出する排出口とが形成され、 供給口の流路断面積Ａ１は、排出口の流路断面積Ａ２よ
   りも大きく、 流路断面積Ａ１＞流路断面積Ａ２であることを特徴とす
   る請求項１記載の超音波洗浄装置。
3. 【請求項３】 洗浄液を加熱する加熱手段をさらに含
   み、 加熱手段は、洗浄液の温度Ｔ１を、非圧縮性流体の温度
   Ｔ２を超える値に保つことを特徴とする請求項１または
   ２記載の超音波洗浄装置。
4. 【請求項４】 非圧縮性流体は、前記洗浄液であること
   を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の超音波洗
   浄装置。
5. 【請求項５】 ノズル孔を有するハウジングに洗浄液を
   供給し、 ハウジング内の空間には、仕切板によってノズル孔とは
   反対側に振動用空間が形成され、 この振動用空間に臨んで振動素子が設けられ、 振動用空間に非圧縮性流体を充填した状態で、振動用空
   間に振動素子によって超音波振動を与え、 振動用空間に充填された非圧縮性流体および仕切板を通
   じて洗浄液に超音波振動を付加し、 超音波振動の付加された洗浄液をノズル孔から被洗浄基
   板に対して噴出させて被洗浄基板を洗浄することを特徴
   とする超音波洗浄方法。